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개량형 가동보에 적용하기 위한 패널형 유리섬유 보강 클램핑 플레이트의 사용수명 예측 연구
A Study on the Prediction of Service Life for Panel Type Glass Fiber Reinforced Clapping Plate Application Improved Moveable Weir
김영준 ( Yeong-jun Kim ) , 전종찬 ( Jong-chan Jeon ) , 전상민 ( Sang-min Jeon ) , 김효동 ( Hyo-dong Kim ) , 김미솔 ( Mi-sol Kim ) , 유성열 ( Seong-youl Yoo ) , 박찬기 ( Chan-gi Park )
UCI I410-ECN-0102-2018-500-004135362
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개량형 가동보에서 클램핑 플레이트는 에어백과 콘크리트를 고정시키는 역할을 한다. 따라서 항상 물과 접촉해 있으며 부식의 발생시 개량형 가동보 전체의 수명에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 기존의 스틸 클램핑 플레이트를 GFRP 소재를 이용한 클램핑 플레이트로 대체 적용하고자 하였다. 본 연구에서는 GFRP 복합재료 클램핑 플레이트의 화학적 환경에 노출 후 사용수명을 예측하였다. GFRP 재료는 우수한 역학적 성능과 고내구성을 가지고 있는 재료이다. 그러나 유해환경에 노출되면 GFRP 재료는 유리섬유가 수분과 알칼리 환경에 노출되었을 때 리칭(leaching)작용으로 이온이 수분으로 침출되고 에칭(etching)작용에 의해 실리카가 파괴된다. 따라서, 유리섬유 표면이 침식되고 가수분해 산물인 수산화실리콘이 섬유 표면에 축적되어 섬유와 수지의 접착 계면에 파괴가 진행된다. 그러므로 GFRP 재료를 사용하기 위해서는 GFRP 재료의 유해환경 노출 후 성능을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서 GFRP 재료에 대한 내구성의 평가는 촉진열화시험을 이용하여 평가하였다. 평가결과를 이용하여 GFRP 클램핑 플레이트의 사용수명을 예측하였다. 사용수명 예측을 위한 시간-온도의 관계는 Litherland 등에 의하여 처음 제안된 방법을 적용하였다. 촉진열화환경 조건으로는 온도조건 60℃를 적용하였다. 또한 개량형 가동보가 일반적으로 물에 노출되는 경우가 대부분일 것으로 판단하여 60℃ 물에 노출된 경우와 화학적 환경에 노출된 경우를 고려하여 화학적 환경 중 가장 큰 영향을 받는 것으로 시험결과 나타난 CaCl2 용액에 침지시킨 후 시험결과를 이용하여 사용수명을 예측하였다. 사용수명 예측을 위하여 잔류파괴 휨강도를 이용하였으며, 잔류파괴휨강도가 일반적인 물에서는 90%이하로 감소할 때, CaCl2 용액에 노출시켰을 때는 80% 이하로 감소할 때를 기준으로 하였다. Litherland의 모델을 이용한 사용수명 예측결과 일반적인 환경(물)에 노출된 경우 GFRP 클램핑 플레이트는 약 65년의 사용수명을 가지고 있는 것으로 분석되었다. 또한, CaCl2 용액에 노출된 경우 예측결과 약 50년의 사용수명을 가지고 있었다.

[자료제공 : 네이버학술정보]
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