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복합재 적층을 이용한 철근콘크리트 보의 보강

전문가 제언: ○ 탄소섬유 복합재료(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Polymer)는 내부식성과 내구성이 매우 뛰어난 첨단 복합재료다. 콘크리트 구조물에 일반적으로 사용되는 철근에 비해 무게는 1/5에 불과하지만 강도가 6배 이상 높다.

○ 또한 철근과 달리 부식되지 않아 해양과 지하, 하수처리 등 부식되기 쉬운 환경에 다방면으로 활용할 수 있고, 구조물 수명도 30% 이상 연장시킬 수 있다. 이러한 이유로 최근 FRP 보강공법의 적용사례가 증가하고 있으며, FRP를 이용한 보강관련 신기술들이 다수 개발되고 있다.

○ 이 논문은 휨 또는 전단에 대해 CFRP 적층으로 보강한 실제 규모의 철근콘크리트 보를 대상으로 구조적 손상 거동을 조사한 실험적 연구결과이다. 고려된 주요변수는 내부 철근비, CFRP 보강 위치와 길이였다.

○ 실험결과에 의하면 일반적으로 CFRP 적층을 사용하여 휨과 전단강도가 강화된 보는 구조적으로 효율성이 있으며, 강성과 강도 값이 대조용 보와 거의 동일하거나 커진다. 휨 강도에 있어서 CFRP에 의한 강화기술의 효율은 길이에 따라 달라진다.

○ CFRP판의 접착공법은 보강된 부재의 내력 증가에 아주 효과적이나 에폭시를 이용해 표면에 부착하는 특성 때문에 충분한 성능을 발휘하지 못하고 보강 판의 탈락으로 파괴에 이르는 조기파괴(premature failure)의 파괴 특성을 보이므로 이에 대한 보완이 필요하다.

○ 이러한 보강 실험체의 파괴 특성은 철근비, 콘크리트 강도, 보강재 종류, 보강길이, 접착제인 에폭시의 물성 등의 변수들에 의해 영향을 받는다.

저자: Yasmeen Taleb Obaidat et al
자료유형: 학술정보