초록
일반 콘크리트뿐만 아니라 고성능콘크리트 제조 시 고로슬래그(BFS)의 사용은 워커빌리티, 장기 강도 및 내구성 측면에서 장점을 갖는다. 그러나 슬래그 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 수축이 크며 특히 자기수축이 크게 발생하기 때문에 적절한 방법으로 제어하지 않으면 심각한 균열을 야기할 수 있다. 따라서 수축에 의한 균열 발생을 최소화하고 콘크리트 구조물의 사용 수명을 확보하기 위해서는 BFS를 함유한 콘크리트의 자기수축 거동에 대한 이해가 요구된다. 본 연구에서는 물-결합재(시멘트+BFS) 비(W/B)가 0.27${\~}$0.42이고 BFS 대체율이 각각 $0\%$, $30\%$, $50\%$인 각주형 콘크리트 시편을 제작하여 자기수축을 측정한 후, 실험결과를 바탕으로 자기수축 예측 모델의 재료 상수 값들을 결정하였다. 또한, 응력 발현에 기여하는 자기수축을 유효자기수축으로 정의하고, 다양한 W/B를 고려한 재령 28일에서의 유효자기수축 변형률 추정식을 제안하였다. 실험결과, W/B가 동일할 때 콘크리트의 자기수축은 BFS의 사용량에 따라 증가하였다. 또한 동일한 양의 BFS를 사용한 경우, W/B가 낮아짐에 따라 자기수축 증가율이 감소하는 경향을 보였다. 따라서 고로슬래그 콘크리트의 자기수축을 줄이기 위해서는 자기수축을 줄이는 수축저감제 등의 혼화 재료를 사용하거나 시공 현장에서의 충분한 습윤양생이 필요하다고 판단된다.
The use of blast-furnace slag (BFS) in making not only normal concrete but also high-performance concrete has several advantages with respect to workability, long-term strength and durability. However, slag concrete tends to show more shrinkage than normal concrete, especially autogenous shrinkage. High autogenous shrinkage would result in severe cracking if they are not controlled properly. Therefore, in order to minimize the shrinkage stress and to ensure the service life of concrete structures, the autogenous shrinkage behavior of concrete containing BFS should be understood. In this study, small prisms made of concrete with water-binder (cement+BFS) ratio (W/B) ranging from 0.27 to 0.42 and BFS replacement level of $0\%$, $30\%$, and $50\%$, were prepared to measure the autogenous shrinkage. Based on the test results, thereafter, material constants in autogenous shrinkage prediction model were determined. In particular, an effective autogenous shrinkage defined as the shrinkage that contributes to the stress development was introduced. Moreover, an estimation formula of the 28-day effective autogenous shrinkage was proposed by considering various W/B's. Test results showed that autogenous shrinkage increased with replacement level of BFS at the same W/B. Interestingly, the increase of autogenous shrinkage is dependent on the W/B at the same content of BFS; the lower W/B, the smaller increasing rate. In concluding, it is necessary to use the combination of other mineral admixtures such as shrinkage reducing admixture or to perform sufficient moisture curing on the construction site in order to reduce the autogenous shrinkage of BFS concrete.
