콘크리트는 본질적으로 인장강고와 휨강도가 약하며 취성적 성질을 나타내는 결점을 가지고 있으므로 이를 보강할 목적으로 콘크리트에 섬유를 혼입한 섬유보강 콘크리트가 크게 각광받고 있다. 특히 폴리프로필렌 섬유보강은 모르타르 및 콘크리트가 건조나 동해에 의해 수축될 때 구속에 의해 발생되는 인장응력 및 균열을 제어하고 인성의 증가와 충격, 마모, 피로에 대한 저항성, 내구성을 증대시키는 장점을 가지는 것으로 보고 되고 있다. 1축으로 구속된 건조수축의 구속으로 인한 조강형 콘크리트의 잔류응력을 선형모델을 이용하여 예측할 수 있었고 조강형 콘크리트에 섬유보강으로 인한 건조수축 제어효과는 일반큰코리트에 비해 효과가 매우 큰 것으로 나타났다. 따라서 폴리크로필렌 섬유의 혼입으로 인해 콘크리트의 균열제어가 가능하며, 균열 폭이 큰 균열보다는 많은 미세 균열을 유도하는 것을 알 수 있었다. 섬유보강 조강형 큰크리트의 동결융해저항특성은 거의 동해의 손상을 받지 않으며 좋은 내구성을 유지하고 있는 것으로 나타났다. 이는 불규칙하게 배향된 섬유가 공극수의 이동을 효과적으로 제어함으로써 메트릭스 내의 팽창압으로 인한 파괴를 최대한 줄였기 때문이라고 보여진다. 표면손상과 박리저항에 매우 우수하며 저항성을 증진시키는 효과가 뛰어남을 확인할 수 있었다. 따라서, 내구적 측면의 유지, 보수에 있어서도 섬유보강은 그 효과가 큰 것으로 나타났다.
더보기To improve the brittle nature of concrete, discrete fibers can be adapted in concrete. Since polypropylene fiber has many advantages in many points on its chemical stability and good durability, its usages have been increased gradually. It has been reported than polypropylene fibers can not only control restrained tensional stresses and cracks, but also increase toughness, resistance to impact, corrosion, fatigue, and durability. Although the polypropylene fiber reinforced concretes with ordinary cement have been studied so much, those with very early strength concretes have not studied at all. Therefore, it is necessary to initiate and conduct the researches for the polypropylene fiber reinforced very early strength concretes which has enough workability and durability.
This study of polypropylene fiber reinforced very early strength concrete focused on the investigation each material's effect into strength development with analysis of restrained shrinkage properties with one-dimensional concrete members. The results showed that more optimized mixture combinations could be selected in very early strength concrete by incorporating polypropylene fibers, keeping in same strength levels at urgent repair works. The formation of needle-shape ettringite helps the early strength development, specially at flexural and this enables the repaired concrete structures or pavements to be opened to traffic after 3 hours of concrete placement. A residual stress of early strength concrete caused by one-dimensional restrained drying shrinkage was predicted from linear model. the control of shrinkage crack by fiber reinforcement at early strength concrete was better than that of ordinary portland cement concrete because of bridging effect of fiber at early age and resulting of more hair cracks rather than fewer wider cracks. As a results, this dissertation clearly validated the fiber reinforcement on the strength development and durability of polypropylene fiber reinforced very early strength concrete, and characteristic of restrained shrinkage. The proposed optimized concrete mixtures might be satisfactory applied at the repair works in fields, because of its durability and crack control capacity against freeze-thaw and contraction at early age, respectively.
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