섬유강화플라스틱(FRP)

이용 콘크리트 빔 기술

2011. 10

본 분석물은 교육과학기술부 과학기술진흥기금 지원으로 작성되었습니다.

- i -

목 차

제1장 기술개요 ····················································································1

제2장 연구개발 동향 ··········································································4

1. 유리섬유 FRP 이용 콘크리트 빔 기술 ································· 4

2. 탄소섬유 FRP 이용 콘크리트 빔 기술 ································· 12

제3장 국내연구개발 수준 ··································································17

제4장 5-10년 후의 예측 ·································································19

제5장 결론 ························································································21

참고문헌 ··························································································23

- ii -

그림 목차

<그림 1-1> FRP wrap에 의한 콘크리트 기둥 보강 ································· 2

<그림 2-1> FRP wrapped 콘크리트 실린더 압축 실험 ··························· 6

<그림 2-2> Typical bridge deck cross section ········································ 8

<그림 2-3> Cross section of Tech21 all composite bridge ···················· 9

<그림 2-4> 기존 파일들의 성능저하(degradation) ·································· 10

<그림 2-5> Effect of FRP confinement ·················································· 11

<그림 2-6> Cross section of Australian composite concrete bridge ···· 12

<그림 2-7> Existing hybrid concrete beam design ······························· 13

<그림 2-8> New design of Anup et al ·················································· 14

<그림 2-9> 고속도로 콘크리트 교량 휨강도 리트로피트 ······················· 15

표 목차

<표 1-1> FRP wrapped 콘크리트 실린더 압축 실험 결과 ······················ 6

1

제 1장

기술개요

1. FRP이용 콘크리트 빔 기술

○ 구조물을 유지하고 또 건축물에 새롭게 기능을 부과하거나 업

그레이드 시키는 것이 현재의 토목 건축분야에서 가장 큰 문제

의 분야 중에 하나가 되고 있다. 특히 과거의 설계 기준에 맞

추어 설계 제작된 구조물은 새로운 기능과 부하가 생겨난 현재

의 관점에서 보면 많은 문제점을 내포하게 된다.

○ 섬유강화 플라스틱(FRP)을 이용한 콘크리트 빔 기술이 상품성

을 갖고 시장에 나타나기 시작한 것은 불과 수 년 전부터이다.

FRP는 고강도-무게 비와 고 강성-무게 비 및 내 부식성, 높은

피로강도와 적용하는데 용이한 특징을 갖고 있다.

○ FRP를 이용한 콘크리트 빔은 몇 가지 형태로 나누어 생각할

수 있다. 가장 편한 방법 중에 하나는 기존 콘크리트 빔 등의

외부를 FRP로 감아(wrap)싸는 방안이다 <그림 1-1>. 다른 하

나는 흔히 생각하는 콘크리트 파일처럼 콘크리트 파일 내부에

2

철근 대신 FRP 바를 사용하는 방법이다. 또 다른 방법은 FRP

구조에 콘크리트를 접속한 새로운 구조이다.

<그림 1-1> FRP wrap의한 콘크리트 기둥 보강

○ 사용하는 FRP의 소재에 따라 유리섬유 강화 플라스틱(GFRP:

Glass Giber Reinforced Plastics)과 탄소섬유 강화 플라스틱

(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics)으로 대별한다. GFRP

는 전기 전도성이 없고, 피로 크리프 강도가 CFRP보다는 못하다.

○ 1980년대 후반에 미국에서 GFRP판재를 사용하여 콘크리트 교

3

량 강화에 적용하는 가능성을 연구하기 시작 하였고, 또 1980

년대에 몇몇 제작회사에서는 “composite piles"를 시장화하기

시작하였다.

○ FRP는 보강재로 쓰이는 철판 종류와 비교하여 높은 강도와 낮

은 밀도와 같은 물질적 특성 이외에도, 설치가 용이하고 상대

적으로 가벼워, 접착하여 강도를 얻을 때까지 임시적인 지탱

물이 필요하지 않다. 또한 현장에서 복잡한 형상을 만들 수 있

고, 현장에서 필요한 길이로 자를 수 있는 등 운반에 따르는

불편도 해소할 수 있다.

○ 부식이 강한 외부 환경에 노출되는 경우에, 최근에는 처음부터

콘크리트로 채워진 FRP 튜브(CFFRT: Concrete-Filled FRP

Tubes)가 고려되고 있다.

○ 전술한 대로 섬유 강화 플라스틱 콘크리트 빔은 기존의 목재,

철재, 철강 콘크리트 빔에 비하여 강도나 탄성율 등이 좋고, 부

식에도 뛰어나고, 수리비용도 절감되고 있어 점차로 활용도가

증대되고 있다. 일반적으로 탄소섬유 강화 플라스틱이 유리섬

유 강화플라스틱보다 좋은 물성으로 수요가 증가될 것으로 보

이나, 전기적으로 민감한 부위의 시설 등에는 유리섬유 콘크리

트 빔이 좋은 건축 재료가 될 것이다.

4

제 2장

연구개발 동향

1. 유리섬유 FRP 이용 콘크리트 빔 기술

○ 유리섬유 강화 플라스틱(GFRP)은 강화 섬유로 유리 섬유를 사

용한 것이다. 일반적으로 유리 섬유는 탄소 섬유보다 생산가가

저렴하여 초기의 연구 개발이나 가능성(feasibility) 연구 단계에

서 주로 사용되어 왔다.

○ 접착제의 개발로 FRP 판재 등을 기둥이나 빔, 슬래브, 벽체 등

의 콘크리트 구조물에 결합하여 효과적으로 강화시키는 방안이

되었다. 외부에 GFRP를 접착 사용하여 휨(flexural) 강도, 전단

(shear), 비틂(torsion)의 능력을 강화시켰다.

○ FRP 판재를 구조물의 인장 방향에 접착함으로서, 슬래브나 빔

의 추가적인 휨강도를 얻을 수 있고, 조이스트(joist)나 빔의 웨

브(web)에 접착하거나 기둥 주위를 둘러쌓아 추가적인 전단강

도를 얻을 수 있다.

○ 유리섬유 강화 플라스틱이 생산 가격이 낮고 넓게 사용되고 있

5

으며, 탄소섬유 강화플라스틱은 습기, 솔벤트, 약 산성에 대하

여 좋은 저항성을 보이고 있다.

○ Deblois 등이 1992년 한 방향과 양 방향의 유리섬유 강화제의

휨 강도를 조사하였다. 양 방향 판재가 극한강도를 34% 증가

시키는데 반하여 한 방향 판재의 강화 플라스틱은 18% 증기시

키는 것을 알게 되었다.

○ 1996년 Oxford Brooks University의 Hutchinson 등은 3 종류의

철근 콘크리트 비에 대하여 프리프레[그 형태의 GFRP와

CFRP를 사용하여 시험하였다. GFRP가 좋은 연성과 적당한 강

도를 보여주었고 CFRP는 상당한 값의 증가를 보였다 .

○ 최근 George Washington 대학에서 발표한 자료에 의하면, 콘

크리트를 유리섬유 FRP로 둘러쌓은 실린더의 압축 실험 결과

부하를 올리면 콘크리트가 부서지고 FRP 재킷(jacket)이 이어

서 부서지는 것을 보여 주고 있다<그림 2-1>. 그리고 파손은

연성을 보여주고 있다 .

○ 위의 실험 결과를 보면, GFRP를 한 층(layer) 사용한 경우와

두 층, 세 층 그리고 GFRP가 없는 경우를 비교하여 그 결과를

<표 2-1>에 표시하였는데, 층의 수와 비례하여 굉장한 압축강

도의 증가를 보여준다.

6

Cylinder No. No. of GFRP layersCompressive Strength of

Concrete Cylinders(Kg/)C1 0 185

C2 0 190

C3 0 180

C4 1 400

C5 1 410

C6 1 405

C7 2 600

C8 2 605

C9 3 900

<그림 2-1> FRP wrapped 콘크리트 실린더 압축 실험

<표 2-1> FRP wrapped 콘크리트 실린더 압축 실험 결과

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○ 미국의 교통부 유지보수 예산에는 부식에 의한 교량 파손에 대

한 교량 차도(deck) 교체가 아주 큰 부분이 되고 있다. Weyers

등이 1993년 발표한 바에 의하면, 미국의 고속도로의 콘크리트

교량이 직면한 파손 메커니즘은 염소 이온에 의한 부식이 단일

원인으로는 가장 큰 비중을 차지하고 있다.

○ 콘크리트 교량의 보강재로 사용한 강철이 염손 이온에 의해 유

발된 부식으로 현재 교체 예정인 교량의 40%가 이에 해당되고

있다. 이는 겨울철에 사용한 얼음을 녹이기 위하여 사용한 소

금에 의한 부식이다.

○ 이러한 교량 차도의 부식 파손을 대체하는 것으로 비금속 섬유

강화재를 사용하는 것이 해법이다. 탄소섬유를 사용하는 CFRP

와 아라미드의 AFRP 그리고 유리섬유를 사용하는 GFRP를 보

강용 rebar로 사용할 수 있다. 그러나 가격 면을 고려하여

GFRP rebar가 가장 많이 사용되고 있다.

○ GFRP rebar는 무게 대비 고강도, 건설에 설치에 친숙한 가벼

움과 화학적 공격으로 부터의 내식성 등의 장점을 갖고 있으

나, 탄성과 연성은 철근(steel rebar)에 비하여 부족하다. 이러

한 두 가지 특성을 살려 혼합(hybrid) 보강 콘크리트 교량 차

도를 사용하는 것도 방법이다. 즉 GFRP rebar의 내식성과

ECS(Epoxy Coated Steel) rebar의 연성을 살리는 방안이다.

○ 그림 <그림 2-2>에는 미국의 켄터키 주의 교량에 사용한 대표

적인 혼합 보의 단면이다. 상부는 GFRP rebar를 사용한 매트

8

(mat)를 사용하였고 하부는 ECS rebar를 사용한 매트이다. 상

부의 GFRP rebar가 화학적으로 비활성이며, 염소 이온으로 부

터의 공격을 철근 쪽으로 더 이상 진행시키지 않는다.

<그림 2-2> Typical bridge deck cross section

○ GFRP rebar를 콘크리트에 접착(bond)시키는 메커니즘에 대한

연구는 1997년 Cosena 등이 두 가지 접착 방법을 조사하였다.

마찰 저항(Friction -resistant) 메커니즘은 편편하거나 모래로

코팅된 GFRP에, 베어링 저항(bearing-resistant) 메커니즘은 나

선형이나, 비틀어진 섬유 실, 리브(rib)와 들쭉날쭉한 rebar를

포함하여 변형된 rebar를 사용하고 있다.

○ 여러 장점에도 불구하고 복합재료만으로 만든 다리는 거의 없

다. 그 이유는 FRP가 콘크리트나 목재, 철강에 비하여 우선 가

격이 비싸기 때문이다. 그리고 GFRP의 낮은 인성(stiffness)이

9

문제가 된다. 가격의 문제는 대량 생산이나 자동화 과정으로

어느 정도 해결되고 있으나, 인성 문제는 혁신적인 설계가 주

요한 해결책이다.

○ 그래서 1997년에 건설된 GFRP를 사용한 다리는 거더(girder)의

단면이 매우 두껍게 되어있다. 그림 <2-3>에 호주에 건설되어

있는 Tech21 교량이 표시되어 있다. 이 다리는 모두 복합재료

(GFRP)로 건설된 다리이다.

<그림 2-3> Cross Section of Tech21 all composite bridge

○ 바다와 같은 나쁜 환경에 파일(Piles) 등은 특히 침식, 부식 등

으로 파손되고 있다. 이러한 곳에 사용할 수 있는 파일로서 여

러 종류의 FRP 콘크리트 파일이 연구 되고 있다. <그림 2-4>

주위 환경에 의하여 원래 모습에서 변형되어 제 기능을 발휘하

기 힘든 성능 저하된(degradation)파일들을 보여주고 있다.

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<그림 2-4> 기존 파일들의 성능저하(degradation)

○ 위와 같은 파일들의 성능저하를 방지하기 위하여 콘크리트를

채운 FRP 튜브 형태의 파일들을 실험 연구하여 대체하려 하고

있다. 이들의 우수성은 증명된 바 있으며, 장기간 수명에 대하

여 도 조사한 결과 기존 파일들의 수명을 약 20년인데 비하여

FRP 파일은 50-75년으로 예상하고 있다.

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<그림 2-5> Effect of FRP confinement

○ <그림2-5>는 FRP 튜브를 사용하여 콘크리트를 보강한 경우

와 FRP 튜브가 없는 콘크리트, FRP 튜브만을 각각 같은 조

건에서 실험을 하여 FRP 튜브의 효과를 실험한 결과를 표시

한 것이다. 우측의 사진과 비교하여 그림에 표시하여 설명하

고 있다.

○ FRP 보강 콘크리트가 쓰인 중요한 곳의 하나는 철근 콘크리틀

사용하면 전기 시설 등으로 매우 민감한 곳에서는 자장

(magnetic) 간섭이 일어나 문제를 야기하고 있다. 이러한 곳에

FRP 콘크리트 벽체를 사용하고 있다.

12

2. 탄소섬유 FRP 이용 콘크리트 빔 기술

○ GFRP를 사용한 경우 인성 문제로 거더를 두껍게 하였는데, 이에

대한 대체 방안으로 혼합 거더를 사용하고 있다. 유리섬유 강화

플라스틱 박스에 콘크리트 층을 위 플랜지에 결합한 빔을 사용하

며, 인장을 받는 부위에 얇은 탄소섬유 강화재를 접촉시킨 방법이

다. <그림 2-6>은 호주에서 시공한 최초 복합재 콘크리트 교량의

단면이다.

<그림2-6> Cross section of first Australian composite concrete bridge

○ 혼합빔의 연구는 Deskovic 등이 1995년 <그림 2-7> a와 같은

형태를 갖고, 또 1999년에는 Canning 등이 <그림 2-7> b와 같

은 형태에 대하여 2002년에는 Erp 등이 <그림 2-7> d와 같은

단면에 대하여 연구하였다. 시장에 나와 있는 기존의 FRP를

사용하고 CFRP는 일반적인 보강 콘크리트에서의 철근이 항복

하는 것을 모사 하기위하여 부서지도록 얇은 층으로 만들었다.

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또 GFRP의 강성(stiffness)이 부족한 것을 인식하고 있는 Zhao

등은 2000년 <그림 2-7> c와 같은 구조로 높은 강성을 얻었다.

<그림 2-7> Existing hybrid concrete beam design

○ 위와 같이 CFRP가 일종의 빔의 파손 경고를 위하여 사용하는

대신, 2011년 Anup 등은 CFRP의 주 역할이 빔에서 요구되는

견인성을 갖도록 하는 것을 목적으로 하는 것을 제안하였다.

<그림 2-8>이 그 형상이고, 여기서는 CFRP의 두께 상 한계치

에 제한을 두지 않는다.

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<그림 2-8> New design of Anup et al

○ 대표적인 FRP 섬유로는 전술한 대로 유리섬유, 탄소 섬유, 아

라미드 섬유 등이 있다. 이러한 섬유들은 강철과 비교하여 항

복 강도 같은 것이 없이 파손이 일어날 때 까지 선형 탄성을

보인다.

○ 기존의 콘크리트 빔을 리트로피트(retrofit)하는데, 상대적인 가

격으로 GFRP를 많이 사용하고 있으나 중국에서는 CFRP도 사

용하고 있다. <그림 2-9>은 중국의 고속도로 교량 리트로피트

에 CFRP르르 사용한 것이다.

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<그림 2-9> 고속도로 콘크리트 교량 휨강도 리트로피트(중국)

○ CFRP의 콘크리트 빔에 관한 연구는 2006년 Toutanji 등이

CFRP 층의 수와 콘크리트 빔의 강도에 관하여 조사하였다.

4 지점 굽힘 시험(bending test)으로 조사한 결과 CFRP 판

재의 수와 비례하여 지탱할 수 있는 부하도 증가하는 것으

로 보였다.

○ 2007년에는 Esfahani 등은 콘크리트의 내부 보강 철근의 비율

과 CFRP의 판재의 휨 강도 영향을 조사하였다. 또 그들은 보

강 비율이 큰 경우에는 보강 빔의 파손이 전단 크랙이나 휨 크

랙에서 유발된 접착 면의 접착 이탈(debonding) 때문에 파손이

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일어난다고 보고 하였다.

○ CFRP 층으로 리트로피트한 콘크리트 빔의 강도는 최대 170%

까지 증가시킬 수 있다는 연구도 있고, McCurry 등은 휨과 전

단에 대하여 CFRP와 GFRP가 각각 150% 증가된다고 하였다.

CFRP 층은 견인성을 증가시키고 고 부하에 의한 인장 크랙을

지연시킨다.

○ 전술한 바대로 CFRP를 이용한 콘크리트 빔 기술은 비교적 최

근(2000년대)에 주로 발표되고 있다. GFRP 콘크리트 빔과 비

교하여 약 15-20년 늦는다고 볼 수 있다. 이는 상대적 가격 면

과 함께 FRP 이용 콘크리트 빔 기술의 적용이 아직은 활성화

되지 않은 것도 원인으로 추정된다.

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제 3장

국내 연구개발 수준

○ 우리나라의 FRP 이용 콘크리트 빔 기술은 현 단계에서는 해석

적, 실험실적 연구가 일부 진행되고 있다. 한국 건설 기술연구

원과 건설기술 교통 평가원 등을 중심으로 FRP 보강 콘크리트

빔의 휨 보강에 대한 연구가 진행 되어오고 있으며 실험실적

연구도 병행되고 있다.

○ 2008년 건설 기술 연구원은 교량에 철근 대신 FRP를 사용하는

특허 출원을 한 바 있다. 일반 철근 콘크리트 수명이 15년인데

이것으로는 70년의 수명을 기지며, 차량과 직접 접촉하는 상부

는 콘크리트로 인장을 받는 하부는 FRP로 구성 되어있다고 보

도되었다.

○ 또 학계에서도 마찬가지로 건설 기술 연구원이나, 건설기술 교

통평가원 등의 과제를 받아 수행 중으로 학위 논문 등으로 발표

되고 있다. 즉 대부분의 기술 연구 논문이 주로 국가 연구기관

이나 그 위탁에 의하여 수행되고 있으며, 아직은 기업체 등에서

직접 관여하고 있는지에 대한 것은 잘 알려지고 있지 않다.

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○ 국내의 도로 상의 교량 차도나 기타 콘크리트 구조물은 노후

된 것을 리트로피트하는 경우는 그리 흔하지 않은 것 같다. 새

로운 길을 내거나, 새로운 고속도로를 건설함으로서 기존의 도

로는 폐쇄되는 것이 일반적인 지금까지의 추세로 보인다. 이는

FRP를 이용한 리트로피트보다는 FRP 구조 콘크리트가 사용될

것으로 보이며, 또는 FRP rebar를 이용한 콘크리트 기술 연구

가 효율적일 수 있다.

○ 한마디로 국내의 FRP를 이용한 콘크리트 빔 기술은 아직은 연

구 단계에 있다고 보며, 실용 면에서는 상당한 거리가 있다.

19

제 4장

5-10년 후 예측

○ 세계적으로 FRP를 이용한 콘크리트 기술이 적용되고 본격적으

로 연구되기 시작한 것은 1980년대 말에서 1990년대 초로 볼

수 있다. 특히 근래에 이르기 까지 유리섬유 강화 플라스틱 위

주로 콘크리트 보강에 사용되어 오고 있다.

○ GFRP를 콘크리트 빔 보강에 사용하는 것도 기존 콘크리트 빔

의 성능 저하로부터 수명 연장의 리트로피트 방편으로 외벽 보

강이나 외부 감싸기 등의 방법이 사용되어 왔다. 고속도로 교

량 차도(deck)에 제설 작업 시에 사용하는 염화칼슘 종류에 의

한 부식으로부터의 철근 콘크리트 부식 방지를 위하여 FRP

rebar 콘크리트도 적용되고 있다.

○ CFRP가 사용되기 시작한 것은 GFRP에 비하여 상대적으로 늦

고 GFRP 만으로는 부족한 견인성 등을 보완하는 차원에서 일

부 얇은 층으로 사용되기도 하였다. 그러나 최근에는 GFRP의

물성 특성을 보완하는 면에서 CFRP를 사용하기도 하며, 중국

에서는 고속도로 리트로피트에 CFRP를 적용한 바 있다.

20

○ 세계적으로 FRP 콘크리트가 연구되기 시작하면서 실제로 적용

되는 사례를 보면, 관 주도의 공사에서부터 시작되는 것으로

보인다. 세계적으로는 미국, 호주, 중국, 인도, 영국, 스웨덴, 덴

마크, 이집트 등 많은 나라가 관심을 갖고 사용하는 것으로 나

타나고 있다. 이러한 나라 등에서는 FRP를 이용한 콘크리트

빔의 장점을 살려 앞으로 더욱 확장되어 나갈 것으로 보인다.

○ 우리나라의 실정을 보면 대부분의 도로나, 교량 토목공사 등이 새

로운 건설로 이어지고 있는 현실에서 향후 5-10년 사이에 기존

콘크리트 빔의 보강 리트로피트는 그리 용도가 많지 않아 보인다.

○ 이보다는 새로운 토목 공사에 기존의 철근 콘크리트 공법에서

FRP rebar를 이용한 콘크리트 빔이나 FRP 구조 콘크리트 빔

의 적용이 먼저 일 것으로 추정한다. 이제 이 기술은 빠르게

시작한 나라가 불과 30년이 채 안되고 20여 년 정도의 연륜을

갖고 있다. 더구나 CFRP 콘크리트 빔 기술은 2000년대에 활발

해지고 있는 추세이다.

○ 우리나라는 중동 건설 등으로 토목 공사에는 선진 대열에 들기

도 한다. 그러나 FRP를 이용한 콘크리트 빔 기술은 상대적으

로 뒤쳐져 있는 형편이다. 어느 순간 철근 콘크리트 시대에서

FRP 콘크리트 시대가 될지 모른다. 10년 후에는 대체 가능성

을 염두에 두어야 할 것이다.

21

제 5장

결 론

○ 세계 여러 나라에서는 기존의 고속도로의 교량 도로를 포함하

여, 지지 빔 등이 노후 되고, 또 시대적 요구가 설계 당시와 달

라 보강을 필요로 하고 있다. 이러한 부분의 리트로피트

(retrofit)을 위하여 GFRP를 사용하고 있다.

○ 또 새로운 FRP 콘크리트 빔 설계를 위하여도 다양한 형상의

빔 설계를 통하여 효과적인 안을 찾는 노력도 병행되고 있다.

대부분의 FRP는 주로 GFRP를 사용하고 있으며, 강성 등 특별

한 요구에 따라 CFRP를 혼합 조합한 설계도 보인다.

○ 이러한 FRP를 사용한 콘크리트는 리트로피트나 새로운 설계

등을 적용하여 여러 나라에서 불과 20-30년 사이에 적용되기

시작하고 있다. 미국, 호주, 중국, 인도, 영국, 스웨덴, 덴마크 거

의 모든 나라에 이미 실용화 되어 있다.

○ 우리나라는 상대적으로 신규 도로건설이 많아 노후 콘크리트

시설을 리트로피트하는 것은 당분간은 많아 보이지 않는다. 그

러나 신규 건설에 적용할 기회는 많아 보이고, 또 전자기적 특

수 건물의 건축에는 FRP 콘크리트의 특성을 살려 적용할 수

22

도 있을 것이다. 체계적인 연구 개발이 필요한 시기라고 생각

되며 수요는 국내외 토목사업의 장래와 직결되는 과제이다.

23

참고문헌

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Concrete Bridges", Research Report KTC-00-09, Kentucky

Transportation Center, College of Engineering, University of

Kentucky, 2000.7

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using glass fiber reinforced polymer composites", Master thesis,

Department of Civil Engineering, National Institute of

Technology, India, 2009

3. Yasmeen Taleb obaidat, "Structural Retrofitting of Reinforced

Concrtee Beams using Carbon Fiber Reinforced Polymer", Lund

University, Sweden, 2010. 5

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filament-wound hybrid FRP-concrete beams", Composite: Part

B, 42, pp.907-915, 2011

5. Yasmeen Taleb obaidat et al," Retrofitting of Reinforced

Concrete Beams Using Composite Laminates", Lund University,

Sweden, 2010.

6. Miguel A et al

http://www.quakewrap.com/frp%20papers/Durability-Of-Concrete-Fi

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7. John Clarke, Materials world, Vol 6, No 2, pp.78-80, 1998

8 Ibrahim Mahfouz et al, "Repairing and strengthening Reinforced

Concrete Structures using Fiber-reinforced Plastics",

24

9. Emmanuelle David et al, "Repairing and strengthening

Reinforced Concrete beams Using Composite materials", 2nd

Int. PhD Symposium in Civil Engineering, pp.1-8 , 1998,

Budapest

10. http://blog.naver.com/kosca00/100120631271 (건설연구원특허관련)

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저자소개

이태호

․미국 Washington State University 공학박사

․미국 해군대학원 항공우주공학과 객원교수

․국방과학연구소 책임 연구원(실장, 부장역임)

․국가과학기술 평가 위원회 조 분 평 평가위원/위원장

․한국 추진공학회 초대, 2대 회장 역임, 현 명예회장

․금오공과 대학교 기계공학부 초빙교수

․현, 한국과학기술정보연구원 전문연구위원

․보국포장(1999), 과학기술훈장 진보장(2010) 수상

․저서 : 램제트 추진기관의 기본 열역학(2005)

(충남대학교 출판부, 학예사 인쇄)

Metal Spinning의 기술 개발 동향

기타 연구 논문 및 보고서 다수

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요 약

○ 구조물을 유지하고 또 건축물에 새롭게 기능을 부과하거나 업그레이

드 시키는 것은 토목 건축분야에서 중요 분야 중에 하나가 되고 있

다. 때문에 콘크리트 구조물을 강화하는 방안이 새로운 도전 과제로

서 떠오르게 되었고, 그 중에 섬유강화 플라스틱을 이용한 콘크리트

빔이 각광을 받고 있다. 사용하는 FRP의 소재에 따라 유리섬유 강

화 플라스틱(GFRP과 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)으로 대별한다.

○ FRP를 이용한 콘크리트 빔은 여러 가지 형태로 나누어 생각할 수

있다. 대표적인 하나는 기존 콘크리트 빔의 리트로피트로 외부를

FRP로 감아(wrap)싸는 방안이다. 다른 하나는 흔히 생각하는 콘크

리트 파일처럼 콘크리트 파일 내부에 철근 대신 FRP 바를 사용하는

방법, 그리고 FRP 틀에 콘크리트를 채우면서 필요에 따라 GFRP와

CFRP를 조합한 빔의 형태 등이다.

○ 이러한 FRP를 사용한 콘크리트는 불과 20-30년 사이에 적용되기 시

작하고 있다. 미국, 호주, 중국, 인도, 영국, 스웨덴, 덴마크 등에서는

실용화 되어 있다. 우리나라는 리트로피트 하는 것보다는 신규 건설

에 적용할 기회는 많아 보인다. 또 전자기적 특수 건물의 건축에는

FRP 콘크리트의 특성을 살려 적용할 수도 있을 것이다. 체계적인

연구 개발이 필요한 시기라고 생각되며 국내외 토목 건축사업의 장

래와 직결 과제로 판단된다.