재활용 골재 및 아라미드/섬유 보강 RC의 휨·균열 거동 해석·성능평가 연구

Flexural and Cracking Behavior Assessment of Recycled-Aggregate Fiber-Reinforced RC

연구 내용

재활용 굵은골재와 아라미드 섬유 보강 시 휨 성능을 실험으로 규명하고, 손상-소성 기반 비선형 유한요소 해석으로 균열 거동을 재현하며, 슬래그 분말 및 접착/용접 연결부의 영향까지 통합하는 연구

재활용 골재를 사용한 RC 부재에서 섬유 보강이 하중 전달과 균열 형성에 미치는 영향을 파악하는 데 집중합니다. 아라미드 섬유 시트 부착 방식과 대체율을 변수로 하여 극한하중 및 연성 거동을 비교하고, 손상기반 콘크리트 모델을 적용한 유한요소 해석으로 하중-변위와 균열 분포를 검증합니다. 또한 블라스트 퍼니스 슬래그 미분을 혼입한 고강도 콘크리트의 기계적 성능을 평가하여 지속가능 재료 설계 범위를 확장합니다. 이와 함께 접착 및 용접 연결부의 박리·쪼갬 강도를 조건별로 정량화해 구조 안전성의 연결부 취약성까지 고려합니다.

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연구 흐름

초기에는 재활용 골재를 적용한 RC 부재에서 섬유 보강의 효과를 실험으로 확인하는 연구를 수행했습니다. 이후 균열 패턴과 하중-변위 거동을 재현하기 위해 concrete damage plasticity(CDP) 기반 비선형 유한요소 모델을 구축하고 메쉬 크기 영향을 포함해 해석 타당성을 검증했습니다. 동시에 슬래그 분말을 활용한 고강도 콘크리트의 역학 특성을 축적해 재료 범위를 확대했습니다. 2022년에는 온도·폭 조건에서 접착과 용접 연결부의 박리·쪼갬 거동을 평가하는 방향으로 연결부 성능 평가 역량을 보강했으며, 이후에는 부재-연결부 통합 관점으로 설계 근거를 정리하는 흐름으로 이어졌습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

재활용 골재 RC 성능설계
섬유 시트 부착 디테일 최적화
CDP 기반 균열 해석 프레임
메쉬 민감도 고려 설계 절차
슬래그 혼입 고강도 콘크리트 배합
연성 및 파괴 모드 평가
연결부 박리·쪼갬 강도 기준
내구성 연계 성능지표
실험-해석 상호검증 워크플로우
지속가능 구조재 적용 확대