콘크리트 횡구속용 GFRP 보강재의 온도변화에 따른 인장 재료특성 및 구속성능 평가

Abstract

콘크리트 구조물은 외부환경에 의하여 시간이 지남에 따라 그 성능이 지속적으로 감소되며 이를 보강하기 위하여 새로운 재료의 개발 및 적용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. FRP복합재료의 경우, 높은 강도-중량비, 우수한 내식성과 시공성을 갖추고 있어 노후된 구조물의 보수 및 보강재료로 많은 관심을 받고 있으나 현장적용 시 FRP 복합재료의 외부환경에 대한 신뢰성 및 설계기준 부족으로 재료의 장점에도 불구하고 그 활용도는 그리 증가하지 못하였다. 본 연구에서는 콘크리트 압축부재의 횡 구속용으로 적용 가능한 GFRP 보강재에 대하여 고온으로의 온도변화에 따른 재료적 특성과 구속효과에 대한 구조적 거동을 조사하였다. 이를 위하여 GFRP 보강재의 온도에 따른 인장 물성치와 콘크리트 부재의 구속 압축효과를 실험변수로 각각 선정하였으며 GFRP로 횡 구속된 콘크리트 시편을 설정온도별로 각각 3개씩 제작하여 실험연구를 수행하였다. 실험 시 온도변화의 경우 고온로를 사용하여 일정 시간동안 실험온도에 노출되도록 시편을 거치하였으며 압축성능평가의 경우 만능재료시험기(UTM)를 통하여 섬유의 횡 구속에 따른 보강효과 변화를 파악하였다. 최종적으로 온도변화에 따른 GFRP재료의 인장특성은 점진적으로 감소하는 것을 정량적으로 알 수 있었으며, 콘크리트 횡 구속 시 GFRP 보강재에 의한 구속능력은 150℃까지 온도가 상승함에 따라 감소하는 것을 본 연구를 통하여 관찰하였다.