PA섬유를 활용한 순환골재 콘크리트의 재료특성 고찰

A Study on the Material Properties of Recycled Aggregate Concrete Using PA Fiber

최근 순환골재를 사용한 콘크리트의 구조적 성능을 보완하기 위해 여러 가지 보강재료 및 제조 방법이 개발되어왔는데 본 연구에서는 내열성, 고강도 및 고탄성의 특징을 갖는 파라계 아라미드(PA)섬유보강 순환골재 콘크리트의 재료특성을 검토하고자 하였다. 이를 바탕으로 PA섬유보강 순환골재 콘크리트의 성능저하 관련 실험결과를 확보하고, 구조물의 재사용 가능성 및 보강방법을 결정하기 위한 기초적 자료를 제시하고자 한다. 따라서 본 연구에서는 순환골재 치환율(0, 30, 50%) 및 PA섬유 혼입율(0, 0.75, 1.0%)을 주요 변수로 한 콘크리트 공시체를 제작하여 재료실험을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 순환골재로 치환한 콘크리트의 압축강도는 천연골재만을 사용한 콘크리트에 비해 낮은 압축강도를 나타내었으나, PA섬유를 혼입한 경우 순환골재 치환율 50%인 시험체의 압축강도가 오히려 가장 높았으며 연성적인 거동을 나타내었다. 이는 PA섬유를 혼입함으로써 순환골재의 구조적 성능을 완벽히 보완한 결과로 판단된다. 또한, 휨강도 실험에서는 순환골재 치환에 따른 휨강도의 저하를 나타내지만 PA섬유를 혼입함으로써 휨강도가 증가함과 동시에 최대하중 이후 취성적인 거동에서 상당한 처짐을 나타내며 연성적인 거동으로 전환되는 것을 확인할 수 있었다. 다만, 순환골재 치환율 30%와 50% 사이에서의 휨강도의 차이는 두드러지지 않는 것으로 나타났다. 이는 천연골재와 비교하여 낮은 재료적 특성을 보였던 순환골재에 PA섬유를 혼입함으로써 가교작용(Bridge Effect)에 의해 휨강도증진, 연성능력확보 및 변위제어 효과에 기인한 것으로 향후 순환골재 사용에 긍정적인 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.