석영미분말의 입자크기가 UHPC의 유동성 및 강도에 미치는 영향

Effect of siliceous powder's particle size on the workability and strength of UHPC

본 연구에서의 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)는 모래, 시멘트, 실리카퓸, 석영미분말, 강섬유 및 고성능감수제 등으로 구성되며, 평균입경 약 0.5mm이하의 아주 작은 입자들로 구성된다. 일반적으로 석영미분말는 일정크기 이상의 공극을 메움으로써 물리적 성능개선의 효과가 있으며 또한 높은 $SiO_2$함량을 가지므로 고온 또는 고압의 양생조건에서 시멘트 수화물과의 화학반응을 통해서도 성능 향상효과가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 상압, $90^{\circ}C$ 증기양생 조건에서 석영미분말의 입자크기가 초고성능 콘크리트의 역학적 특성에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 알아보고자 하였으며, 평가항목으로는 굳지 않은 상태에서의 유동성과 굳은 상태에서의 압축강도, 극한변형률, 탄성계수 및 휨강도를 평가하였다. 석영미분말의 입경크기의 영향은 약 $2{\mu}m$에서 $26{\mu}m$까지의 범위에서 고려하였으며, 입경 크기가 작을수록 유동성 및 강도특성이 모두 향상되는 것으로 나타났다.

Ultra high performance concrete (UHPC) in this study is composed of sand, cement, silica fume, siliceous powder, superplasticizer and steel fiber. UHPC is composed of fine mineral particles below 0.5mm in diameter. In general, siliceous powder improves the mechanical properties of concrete by physical and chemical effect. Physical effect is related with filling interior voids which weaken the mechanical properties and chemical effect with reaction of $SiO_2$ with cement hydrates in a condition of high temperature and pressure. We evaluated the effect of siliceous powder's particle size on the mechanical properties of ultra high performance concrete in air pressure and $90^{\circ}C$ steam curing condition. siliceous powder's particle size in this study is in the range of $2{\mu}m$ to $26{\mu}m$. Fluidity in a fresh concrete, compressive strength, ultimate strain, elastic modulus and flexural strength in a hardened concrete was evaluated. We could find out that the smaller siliceous powder's particle size is, the better the fluidity and strength properties.