CFRP Sheet 및 강섬유로 보강된 RC 보의 충격저항 성능 평가

Abstract

최근 콘크리트 구조물에 충격하중, 폭발하중 등 극한의 외력이 작용하는 경우가 빈번하게 발생하고 있다. 본 연구에서는 강섬유보강 RC보와 Carbon FRP Sheet를 이용하여 보강한 RC보를 이용하여 충격실험을 진행하였다. 강섬유보강 RC보의 경우 0.75%부피비로 강섬유를 혼입하였으며 Carbon FRP Sheet의 경우 에폭시 레진을 이용하여 보강을 한 후 보 부재를 완성하였다. FRP Sheet 보강은 부재의 하단을 휨 보강하였으며 충격하중이 부재에 작용할 때 발생하는 Shear-Plug균열을 제어하기 위하여 충격하중이 가해지는 국부에 CFRP 전단보강을 실시하였다. 실험진행은 Drop-Weight Test 방식으로 직접 기기를 만들어 실행하였다. 각각의 부재에 단계별로 충격하중을 가하여 실험을 진행하였으며 균열과 균열폭을 측정하였다. 실험결과 강섬유보강 RC보가 일반 RC보에 비하여 균열폭 및 Shear-Plug균열제어 그리고 스폴링파괴에 더 높은 성능을 나타내었다. FRP로 부재의 하단을 휨 보강한 부재의 경우 균열의 제어에 어느정도 효과를 나타내고 있으나 충격하중이 가해질 시 콘크리트와 FRP Sheet의 부착면에서 박리파괴가 빠르게 진행되었다. FRP Sheet로 부재의 하단과 측면을 CFRP로 휨, 전단보강한 부재의 경우 Shear-Plug균열제어에 가장 높은 저항성능을 보이고 있음을 확인할 수 있었다. 하지만 충격하중이 보강이 이루어지지 않은 부분에 작용할 경우 오히려 보강이 되지 않은 RC보에 비하여 콘크리트 스폴링 파괴에 더 취약함을 알 수 있었다.