• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.81-90
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• 2022

이 연구에서는 일방향 콘크리트 슬래브를 대상으로 하여, 철근을 사용한 경우와 CFRP 보강근을 사용한 경우에 대해 보강근 사용량에 따른 휨강도와 처짐 및 균열폭을 비교하여 평가하였으며, CFRP 보강근 콘크리트 슬래브의 휨설계의 지배적인 성능과 효율적인 휨설계 방안에 대해 검토하였다. CFRP 보강근을 사용한 콘크리트 슬래브는 철근을 사용한 경우에 비해 동일한 보강근량에서 더 큰 설계휨강도를 얻을 수 있는 반면, 처짐 및 균열폭은 상대적으로 훨씬 크게 발생한다. CFRP 보강근을 사용한 콘크리트 슬래브에서는 최대균열폭이 설계의 지배적인 요인으로 작용하는 것으로 확인하였으며, 효율적 휨설계를 위해서는 허용균열폭을 0.7 mm로 완화하여 적용할 필요가 있으며, 작은 직경의 보강근 적용을 검토할 필요가 있음을 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.275-282
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• 2009

본 연구에서는 CFRP 보강근과 고강도콘크리트의 부착강도에 미치는 보강섬유의 표면처리 방법의 효과를 평가하였다. 표면을 친수성 물질로 코팅된 구조용 PVA 섬유 및 기하학적 변형으로 변형된 절곡형 폴리올레핀계 구조용 합성섬유를 보강섬유로 사용하였다. 섬유의 표면처리 방법에 따른 고강도콘크리트의 강도특성을 평가하기 위하여 압축강도 실험을 실시하였다. 고강도콘크리트와 CFRP 보강근 사이의 부착특성은 직접 부착강도시험을 의하여 평가하였다. 시험 결과는 섬유의 표면처리 방법은 고강도콘크리트와 CFRP 보강근 사이의 부착거동에 영향을 미쳤다. 또한 고강도콘크리트에 섬유의 첨가는 할렬균열의 발생 및 성장을 조절함으로써 고강도콘크리트와 CFRP 보강근 사이의 부착거동, 부착강도 및 상대부착강도의 증가시켰다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권4호
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• pp.13-20
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• 2024

이 연구에서는 전단벽과 같은 면내 전단을 받는 경우에 대해, 종방향 보강근비를 2.96%로 일정하게 하고, 횡방향 보강근비를 0.30에서 2.98%까지 변화시켰을 때, CFRP 보강근을 사용한 콘크리트 부재의 거동특성을 MCFT 이론에 기반하여 평가하고, 철근을 사용한 콘크리트 부재의 경우와 비교하여 분석하고자 하였다. 보강근비 0.30에서 1.19% 사이에서는 CFRP 보강근을 사용한 경우가 철근을 사용한 경우보다 높은 전단강도를 보였으며, 그 이상의 1.79% 및 2.98%에서는 상대적으로 낮은 전단강도를 나타내었다. 최대전단변형률은 낮은 보강근비에서 철근을 사용한 경우가 더 크게 나타났으며, 0.97% 이상에서는 CFRP 보강근을 사용한 경우에 더 크게 나타났으며 보강근비가 커질수록 철근 대비 전단변형률 증가율이 더 크게 나타났다. 철근 및 CFRP 보강근의 기계적 성질 차이로 인해 발생하는 보강근에서의 변형률 차이 및 요소에서의 주변형률 차이 분석을 통해 보강근비 변화에 따른 철근 및 CFRP 보강근을 사용한 경우의 전단강도 및 전단변형률 변화를 비교하여 분석할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.569-577
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• 2021

현대 건설산업의 주 사용재료인 철근콘크리트는 철근과 콘크리트 사이의 부착이 용이하며, 두 부재간의 열팽창계수가 비슷하다는 장점을 가지고 있다. 하지만 철근은 각종 환경요인에 의하여 부식되는 단점을 가지고 있다. 철근 부식은 철근의 표면을 팽창시키게 되며, 콘크리트와의 부착응력에 영향을 주며 균열을 발생시키는 원인이 된다. 이러한 철근콘크리트의 단점을 보완하기 위하여 FRP 합성재료의 개발 연구가 진행되고 있다. FRP 합성재료는 높은 인장강도, 비부식성, 비 전자기성을 갖는 특징이 있다. 기존의 FRP 합성재료를 이용한 보강근은 현장에서 절단 및 구부리기가 용이하지 못하다는 단점을 가지고 있기 때문에 CFRP 보강근을 황용하는 연구가 진행되고 있다. CFRP 보강근 자체 인발시험, 부착응력, 묻힘길이 실험은 지속되어 왔지만 콘크리트 성능에 따른 부착특성에 관한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 강도에 따른 CFRP 보강근의 부착특성 검토하기 위한 실험적 연구를 진행하였다. 그 결과, 콘크리트 강도에 따른 CFRP 부착특성은 물/시멘트비가 증가할수록 부착응력과 비교하여 미끌림 길이가 증가하는 것으로 나타났다. 또한 단위수량에 따른 CFRP 부착특성은 단위수량이 높아 질수록 부착응력이 약간 씩 감소하는 것을 알 수 있었다. 향후 CFRP 보강근의 부착강도 특성 분석에 있어서, 미끌림이 발생하지 않도록 CFRP 보강근의 최적의 묻힘 길이 등에 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.212-218
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• 2011

본 논문에서는 실험을 통해 섬유복합 보강근이 콘크리트 표면저항치에 미치는 영향을 고찰하였다. 본 실험에서 콘크리트의 표면저항치는 Wenner기법에 의하여 4probe 방식에 의하여 측정되었다. 이형철근과 국내에서 생산된 GFRP 보강근 및 CFRP 보강근이 사용되었으며, 비교를 위하여 무보강 실험체의 표면저항치도 측정되었다. 기존의 연구에 따르면, 내부에 보강된 이형철근에 의하여 저항치가 영향을 받게 되는데, 보강근의 위치, 깊이 및 보강방향에 의하여 영향을 받는 것으로 보고된바 있다. 본 논문에서는 노후된 콘크리트구조물의 보강재와 신설구조물의 철근을 대신하여 사용될 수 있는 GFRP 및 CFRP 보강근이 사용되었을 때, 표면저항치의 변화를 실험적으로 고찰하였으며, 이 결과는 향후 FRP가 사용된 구조물의 부식상태 파악을 위한 비파괴시험 결과에 대한 평가에 유용하게 사용될 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.47-54
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• 2023

본 연구에서는 GFRP, BFRP와 CFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 시험체의 인장 거동 특성을 실험적으로 분석하였다. FRP 보강근의 인장강도는 설계강도와 유사하게 나타났으나, 탄성계수는 다소 낮게 측정되었다. 또한 인장강화 시험체는 OPC와 SFRC를 사용하여 150(W)×150(B)×1000(H) mm의 크기로 제작하였다. 균열간격은 탄성계수가 낮고 표면이 보다 매끄러운 GFRP 보강근이 가장 크게 나타났으며, 표면이 다소 거친 BFRP와 탄성계수가 높은 CFRP 보강근의 균열간격은 비슷하게 분석되었다. 하중-변형률관계에서도 GFRP보강근은 균열후 다소 급격한 거동을 보인것에 반하여 BFRP와 CFRP 보강근은 균열발생시 다소 안정적인 거동후 일정수준은 인장강화 효과를 유지하였다. 인장강화지수의 경우 직경이 증가할수록 인장강화지수는 다소 작게 분석되었으며, BFRP보다 GFRP의 경우가 인장강화지수는 높게 분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.273-280
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• 2011

이질 보강근의 조합 및 섬유의 혼입을 변수로 한 10개의 고강도 콘크리트 보를 제작하고 구조 실험을 수행하고 균열 후 강성, 처짐, 균열 양상, 연성에 대한 거동을 살펴보았다. 6개 부재는 철근, CFRP 보강근, GFRP 보강근의 조합으로 2단 휨 배근되었고, 4개 부재는 CFRP 보강근 혹은 GFRP 보강근으로만 2단 배근되고 강섬유 및 합성 섬유를 혼입하였다. FRP 보강근 내측에 철근을 처짐 및 균열 제어용으로 하이브리드 배근함으로써 FRP 보강근 보강 보의 낮은 강성, 큰 처짐, 낮은 연성, 깊은 균열 및 넓은 균열폭을 제어할 수 있었다. 또한, 섬유의 혼입을 통해 FRP 보강근 보강 보의 빠르고 깊은 균열이 제어되고 연성 및 내하력이 향상되었다. 섬유 혼입된 FRP 보강근 보강 콘크리트 부재 설계 시 섬유 혼입에 의해 증가된 콘크리트의 극한 압축 변형률에 대한 고려가 필요함을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.157-164
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• 2006

본 논문에서는 다양한 환경인자에 노출된 상용 유리섬유강화(GFRP) 보강근의 내구특성에 대하여 기술하였다. 촉진실험방법을 이용하여 2종류의 GFRP보강근에 대하여 내구성 실험을 실시하였다. 총 264개 시편을 염화물 알칼리, 동결융해 상태에 최고 132일간 노출시켰다. CFRP 보강근의 내구특성은 촉진 실험된 보강근의 인장강도, 수평전단강도, 탄성계수를 원래 상태의 보강근의 결과와 비교하여 파악하였다. 실험결과에 따르면 촉진 실험된 GFRP 보강근의 재료적 특성은 심각하게 감소되었다. 단기 내구성 실험결과를 이용하여 GFRP 보강근의 장기 열화특성을 추정하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.169-176
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• 2021

본 연구에서는 고온가열 이후의 탄소 보강근의 잔류 부착 강도 평가를 위하여 상온, 150℃에 따른 부착실험을 수행하였으며, 탄소 보강근과의 비교를 위한 D10 및 D13 철근도 고온 가열한 이후 잔류 부착 강도를 평가하였다. 실험 결과, 150℃ 가열 이후 탄소 보강근의 부착 강도는 상온 대비 약 9.94% 감소하였다. 반면 가열 이후 D10 철근 및 D13 철근 모두 탄소 보강근 대비 부착 강도 감소율이 적게 나타났다. 또한 온도 가열 이후 최대부착 강도에서 발생한 슬립도 탄소 보강근과 철근 모두 줄어드는 경향을 보였다. 이를 통해 고온가열에 따른 부착 강도와 슬립 감소의 상관관계를 확인하였으며, 부착-슬립 곡선을 나타내었다. 최종적으로는 실험 결괏값을 상대부착 강도로 나타냄으로써 가열 이후 탄소 보강근 및 철근의 잔류 부착성능을 확인하고자 하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권6호
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• pp.495-501
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• 2019

최근 철근의 대체재로서 인장강도나 내부식성이 좋은 CFRP(carbon fiber reinforced polymer)를 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 현재 피로 파괴에 대한 연구는 미비한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 CFRP보강 콘크리트 보를 제작하여 정적 및 반복 하중에 따른 역학적 거동과 파괴형태를 분석하고 철근의 대체 재료로서 CFRP 보강근 사용에 대한 안전성과 타당성을 평가하도록 하였다. 반복하중의 범위는 극한하중의 10~70%를 취하고 3점 재하방식으로 sine파를 이용한 3Hz의 속도로 재하 하였다. 정적 실험결과 보강량의 증가에 따라 보의 최대하중이나 강성은 현저하게 증가하였지만 피로 실험결과 보강량의 증가에 따라 반복 횟수는 감소하고 처짐량은 증가하여 안전성은 다소 감소됨을 알 수 있었다.