Abstract
To overcome weak and brittle tensile characteristics of concrete, many studies have been conducted on fiber reinforced concrete (FRC). Recently, high performance fiber reinforced cementitious composites (HPFRCC), which shows strain hardening behavior, has been actively investigated. However, most of the studies focused on the material behavior of HPFRCC itself. Only a few studies have been conducted on the tensile behavior of HPFRCC with steel reinforcement. Therefore, a tension stiffening test for HPFRCC members has been conducted in this study in order to investigate the effect of a reinforcing bar on the tensile behavior of HPFRCC. Tensile stress-strain relationship of HPFRCC has been derived from the tests. The HPFRCC resisted tensile stress continuously from the first cracking to the yield of reinforcing bar. Through the comparison with the tensile behavior of HPFRCC members without a reinforcement, it was shown the tensile strength and capacity of HPFRCC were reduced due to the combined effect of the high shrinkage of HPFRCC, restraining effect of steel reinforcement, and the strain hardening behavior of HPFRCC. It is expected that the tension stiffening test results can be useful for an application of HPFRCC with steel reinforcement as structural members.
콘크리트의 취성적인 인장 거동을 보완하기 위해 섬유를 혼입한 섬유보강 콘크리트에 대한 연구가 진행되어 왔으며, 그 중 인장균열 이후 변형 경화 거동(strain hardening behavior)을 보이는 고인성 섬유보강 콘크리트(HPFRCC)에 대하여 활발히 연구되고 있다. 하지만, 철근이 없는 HPFRCC의 인장 및 휨거동에 대해 주로 연구가 계속되어온 반면 철근이 배근된 HPFRCC 부재의 인장 거동에 대한 자료는 미흡한 실정이다. 따라서 이 연구에서는 HPFRCC의 인장거동에 대한 철근의 효과를 분석하기 위해 철근이 배근된 HPFRCC 부재를 제작하여 인장 강성(tension stiffening)에 대한 실험을 수행하였고, 인장 강성 실험 결과에서 HPFRCC의 인장 응력-변형률 관계를 도출하였다. HPFRCC는 균열발생 이후에서 항복에 이르기까지 인장 성능을 균일하게 유지하는 것으로 나타났다. 철근이 배근된 HPFRCC의 인장 강도는 철근이 없는 부재에서 측정된 인장강도에 비해 낮아지는 것으로 나타났으며, 이는 HPFRCC의 높은 건조수축량과 철근의 구속효과에 의한 것으로 사료된다. 이 연구에서 확인된 인장강성 실험 결과 및 분석 자료는 HPFRCC를 철근과 함께 적용할 경우 유용하게 활용될 것으로 기대된다.
