강섬유보강콘크리트 지반슬래브

개념 정의

강섬유보강 지반슬래브는 콘크리트에 강섬유를 섞어 균열을 분산시키고 인성을 높인 바닥판이다.

지반 위에 기둥이나 보 없이 직접 놓여 흙이 바닥을 떠받친다.

시험에서는 콘크리트 자체의 강도보다 균열 이후의 거동을 묻는다. 이 점이 핵심이다.

균열 이후 메커니즘

집중하중이 걸려 인장 응력이 인장강도에 도달하면 미세균열이 생긴다.

균열면을 가로지르는 강섬유가 가교 작용으로 인장력을 전달한다.

그 결과 잔류 인장 응력이 전달되어 균열 진전이 억제된다.

섬유가 뽑히거나 파단될 때까지 에너지가 흡수되므로 하중이 계속 지지된다. 이것이 극한 내력 증가로 이어진다.

가상의 계산 예

가상의 예로 두께 150mm, 잔류 인장강도 1.5MPa 인 SFRC 지반슬래브를 본다.

강섬유가 균열면 아래 h/3 구간의 인장 응력을 담당한다고 보면 전달 인장력을 이렇게 구한다.

1.5 × 1000 × 50 을 계산하면 75,000N, 즉 75kN 이다.

1m 폭에서 75kN 은 점하중 수십 kN 규모와 맞는 상식 범위다. 실제 극한 내력은 해석과 시험으로 확인한다.

철근 보강과 비교

철근 보강은 인장을 철근이 맡고, 균열 제어는 철근량에 의존한다.

SFRC 는 섬유가 균열면을 가로질러 힘을 전달하고, 미세균열을 여러 개로 분산시킨다.

섬유 혼입률이 높을수록 인성은 커지지만 작업성은 떨어진다.

두 방식의 역할 차이를 한 문장으로 쓴다. 강도 증가라고만 쓰면 감점된다.

정리

정답은 인성 증가, 작업성 저하다.

정리하면 강섬유보강 지반슬래브는 섬유가 인장을 분담해 균열 후에도 하중을 전달하는 슬래브다.

강섬유 길이는 20~40mm 로, 단면적은 0.06~0.3mm² 로 정확히 쓰자.

감점을 피하려면 제원과 메커니즘을 정확히 쓰는 것이 중요하다.