An Experimental Study on Moisture Sensitivity of High Performance Cellulose Fiber Reinforced Cement Composites

고성능 셀룰로우스 섬유보강 시멘트 복합체의 수분영향에 관한 연구

Cellulose fibers, being fairly strong and stiff as well as cheap and plentiful with low energy demand during manufacture, are strong contenders for the reinforcement of cement-based materials. Cellulose fiber-cement composites, generally manufactured by slurry-dewatering procedure, can find applications in the production of flat and corrugated cement sheets and many other thin-sheet cement products. This paper presents the results of an experimental study concerned with the effects of fiber content and moisture conditions on the flexural performance of these composites. An effort was also made to study the effect of pozzolanic admixtures on the flexural performance in different moisture conditions. The test results obtained were analyzed statistically using the analysis of variance in order to derive reliable conclusions. The results generated in this study were indicative of significant effects of fiber content and moisture condition of flexural performance. There is a tendency in flexural strength to increase in increase in fiber content up to 8%: flexural toughness values continue to increase even at higher fiber contents. Moisture content has a significant effect on the flexural performance. There is a tendency in flexural strength to decrease and flexural toughness to increase with increasing moisture content Composites incorporating pozzolans showed an increase in the flexural strength while slightly reducing the flexural toughness and were sensitive to variations in moisture content.

셀룰로우스 섬유는 강도와 강성측면에서 우수하고 동시에 적은 에너지로 가공이 가능하며, 또한 가격 면에서도 유리하고 풍부한 양으로 인해 시멘트의 보강재료로서 적당하다. 셀룰로우스 섬유 시멘트 복합체는 일반적으로 슬러리-탈수 가공에 의해 생산되며 평면이나 곡면 등의 시멘트 복합제품으로 얇은 판을 만드는데 주로 사용되어진다. 본 연구에서는 셀룰로우스 섬유 혼입률과 여러 가지 수분상태에서의 강도 특성을 실험에 의해 고찰하였다. 이들 시멘트 복합체의 강도효과에 대한 실험결과들의 검증을 위하여 통계학적인 분산분석과 다중비교에 의한 분석을 수행하였다. 휨강도는 섬유 혼입률이 약 8%까지 상승할 때 증가하였으며, 휨인성은 섬유 혼입률의 증가에 따라 증가하였다. 수분함유량은 휨강도에 중요한 요인으로 작용하였는데, 수분 함유량의 증가는 휨강도의 감소를 가져온 반면, 휨인성의 증가를 보여주었다. 시멘트 복합체에 포졸란 재료를 사용하였을 경우 수분에 의한 영향은 크지 않은 것으로 나타났으며 약간의 휨인성의 감소와 더불어 휨강도의 증가를 보였다.