A Study on Development of Shotcrete Material using Fly Ash

Fly Ash을 이용한 Shotcrete 재료의 개발에 관한 연구

Currently, the shotcrete used as basic support in the tunnel excavation, has the advantages of maintaining high-level strength in condition of early shooting with thin thickness based on the excavation characteristics of rock mass. Therefore supreme equipment and materials were developed and the great strides have continued. Also, the development of measurement technology and the rocks behaviors of undergound are evaluated in detail and the designs of strength and thickness are made. The reinforcement materials development of new material is carried on. Most of the coal fly ash produced in Korea fire power plant is fly ash and bottom mash. Fly ash has been producing to be applied in many fields such as cement, aggregate, construction, civil, agriculture and fisheries. Also a lot of experiments are actively on the way. Therefore in this experiment, in order to use the fly ash mixed with concrete as a material of shotcrete, the experiment was performed in the best content to reduce the compression strength and the shooting rebound ratio of the excavated surface to use fly ash as a substitute material of concrete. As a result, when 15%.wt substitution was made to the fly ash, about 10% of compression strength and 6% of rebound ratio was reduced.

현재 터널 굴착시 기초 지보수단으로 활용되고 있는 숏크리트는 암반의 굴착 특성상 조기에 얇은 두께로 타설하여도 높은 강도를 유지할 수 있다는 장점 때문에 그동안 우수한 장비와 재료가 개발되어 비약적인 발전을 거듭해 오고 있다. 또한, 계측기술의 발달로 지하암반 거동상태도 조기에 자세히 파악되어 강도와 두께 등 거의 정확한 설계가 이루어지고 있으며, 신소재의 보강재료도 지속적으로 개발되고 있다. 국내 석탄 화력발전소에서 발생되는 석탄회에는 fly ash와 bottom ash가 있으며, 이러한 석탄회는 시멘트, 골재, 건축, 토목 및 농수산 분야에 이르기까지 많은 분야에 기술개발이 되었으며, 연구가 활발히 진행 중에 있다. 따라서, 본 연구에서는 fly ash를 혼합한 콘크리트를 숏크리트 재료로서 활용하기 위해 기존의 숏크리트 배합설계에서 fly ash를 시멘트의 대체재로서 사용할 때, 압축강도의 향상 및 굴착면의 타설 리바운드 율을 저하시키는 최적의 함량에 대하여 실험을 실시하였다. 그 결과, fly ash를 시멘트에 15% 중량 치환했을 때, 약 10%의 압축강도의 향상과 리바운드 율이 6%감소되었다.