[그림 4.6]은 루프이음길이가 100mm인 휨 파괴형 실험체의 재하실험 후 실험 체 중앙 부근에 발생한 휨 균열패턴을 나타낸다.
(a) R(B)
(b) B10-R
(c) B10-U
(d) B10-US
[그림 4.6] 이음길이 100mm PC보 휨 파괴형 실험체의 균열패턴
(a) 하중-변위 그래프
(b) 모멘트-처짐 그래프
[그림 4.7] 이음길이 100mm 휨 파괴형 PC보의 실험 결과 그래프
Specimen
Concrete crack Rebar yielding Maximum Load 하중
(kN)
처짐 (mm)
하중 (kN)
처짐 (mm)
하중 (kN)
처짐 (mm) R(B) 22.1 0.9 160.1 7.8 175.3 23.6 B10-R 31.5 1.6 128.7 6.7 140.5 8.1 B10-U 38.8 1.5 145.6 7.8 198.2 20.0 B10-US 37.7 1.3 166.9 8.0 194.4 38.8 [표 4.1] 이음길이 100mm PC보의 휨 파괴 실험 결과
[그림 4.7],[표 4.1]은 이음부 길이 100mm인 PC 보의 휨파괴형 실험체 중앙에 설치한 로드쉘과 LVDT를 이용하여 하중-변위 및 모멘트-곡률 그래프와 각 실험체의 재하실험 결과를 나타내었다. 곡률은 접합부의 압축 및 인장부에 LVDT를 통하여 측 정한 변위값을 이용하여 계산하였다. [표 4.1]에서 보이는 것과 같이 기준 실험체 인 R(B)의 초기 균열 하중과 접합부를 갖는 실험체들의 초기 균열 하중을 비교해 보았을 때 약 1.5배 ~ 2배 증가한 것으로 나타났다. 또한, 본 연구에서 변수 조건 으로 설정한 접합부에 일반 무수축 몰탈을 타설한 B10-R 실험체에 비해 고강도 콘 크리트를 타설한 B10-U, 강섬유 혼입 초고성능 콘크리트를 타설한 B10-US 두 실험 체 모두 최대 하중이 1.23, 1.19배 증가한 것으로 나타났다. 이는 일반 무수축 몰 탈에 비해 고강도 콘크리트 및 초고성능 콘크리트가 높은 인장강도 및 변형률을 가 지는 재료이기 때문인 것으로 판단된다. 고강도 콘크리트를 타설한 B10-U와 강섬유 혼입 초고성능 콘크리트를 타설한 B10-US의 하중 차이는 미비하게 나타났다.
1) 일반 보 실험체 R(B)
루프 이음이 없는 기준 실험체인 일반 콘크리트 보 R(B)는 재하하중 22.1kN , 처짐 0.9mm에서 중앙부 인장 연단에서 초기균열이 발생하였다. 하중이 증가함에 따 라 균열이 점차 상부로 진전하였고, 동시에 처짐값도 증가하였다. 재하하중 175.3kN에서 최대 내력을 보였으며, 이후 하중이 점차 감소하면서 파괴되었다.
2) PC보 실험체 B10-R
접합부에 일반 무수축 몰탈을 타설하고 나머지 부분을 일반 콘크리트로 타설한 PC보 실험체인 B10-R은 재하하중 31.5kN, 처짐 1.6mm에서 중앙부에서 초기균열이 발생하였고 일반 보 실험체 R(B)와 달리 접합부 부분에서만 균열이 나타났다. 재하 하중 140.5kN에서 최대 내력을 보였으며, 이후 하중이 점차 감소하면서 파괴되었 다.
3) PC보 실험체 B10-U
접합부에 고강도 콘크리트를 타설하고 나머지 부분을 일반 콘크리트를 타설한 PC보 실험체인 B10-U은 재하하중 38.8kN, 처짐 1.5mm에서 초기균열이 발생하였고 이후 재하하중 198.2kN에서 최대 내력을 보였으며, 이후 하중이 점차 감소하면서 파괴되었다. 접합부에 일반 무수축 몰탈을 타설한 B10-R 실험체와 비교하여 초기 균열과 최대 내력이 더 크게 나타났다. 접합면에서 파괴가 일어나지 않고 균열이 상부로 도달하여 상부 콘크리트가 파괴되는 전형적인 휨 파괴 양상을 보였다.
4) PC보 실험체 B10-US
접합부에 강섬유 1.5% 혼입한 초고성능 콘크리트를 타설하고 나머지 부분을 일 반 콘크리트를 타설한 PC보 실험체인 B10-US은 재하하중 37.7kN, 처짐 1.3mm에서 초기균열이 발생하였고 이후 재하하중 194.4kN에서 최대 내력을 보였으며, 이후 하 중이 점차 감소하면서 파괴되었다. B10-US 실험체는 다른 실험체들과 다르게 휨 파 괴 형태가 아닌 전단 파괴 형태를 나타냈다. 최대 내력은 194.4kN으로 나타났지만 이 값은 지점을 지지하는 부분이 하중을 증가시킬수록 점점 밀려나 제대로 된 실험 값을 측정할 수 없다고 판단하여 실험을 중지한 값이다. 즉 접합부 부분에 타설된 강섬유가 1.5% 함유된 초고성능 콘크리트 부분에서는 파괴가 일어나지 않았다.