표면처리된 강섬유를 활용한 초고성능 알칼리활성 콘크리트의 인장 성능 향상

Improvement in Tensile Performance of Ultra-high-performance Alkali-activated Concrete Using Surface-treated Steel Fiber

본 연구에서는 초고성능 알칼리활성 콘크리트의 인장 성능 향상을 목적으로, 표면 거칠기를 증가시킨 EDTA 처리 강섬유를 적용하여 직접 인장 시험 및 DIC 이미지 분석을 통해 균열 거동을 평가하였다. 초고성능 알칼리활성 콘크리트에 EDTA 표면처리 강섬유를 사용할 경우 S13 강섬유 대비 인장 강도와 최대 인장 변형률이 각각 약 70% 및 1.5배 개선되었으며, 변형률 에너지 밀도는 약 2.8배 향상되었다. 또한, EDTA 처리 강섬유는 모든 변형률 구간에서 평균 및 최대 균열 폭을 효과적으로 감소시켰으며, 최종적으로 약 1.5배 더 많은 미세균열을 형성하여, 우수한 균열 폭 제어 성능과 변형경화 거동을 보였다. 실험 결과를 토대로 EDTA 표면처리 강섬유가 초고성능 알칼리활성 콘크리트의 인장 성능 개선 및 미세균열 거동향상에 효과적인 것을 확인하였다.

In this study, the tensile-performance enhancement of ultra-high-performance alkali-activated concrete (UHPAAC) was investigated by applying ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)-treated steel fibers with increased surface roughness. Direct tensile tests and digital image correlation image analyses were conducted to evaluate its crack behavior. When EDTA-treated steel fibers were used in UHPAAC, the tensile strength and maximum tensile strain of the latter improved by approximately 70% and 1.5 times, respectively, compared with those of S13 steel fibers, with a strain energy density increase of approximately 2.8 times. Additionally, EDTA-treated fibers effectively reduced the average and maximum crack widths across all strain levels and facilitated the formation of approximately 1.5 times more microcracks, thus demonstrating excellent crack-width control and strain-hardening behavior. These results confirm that EDTA-treated steel fibers are effective in improving the tensile performance and microcrack behavior of UHPAAC.