Structural Behaviors of Precast Concrete Box Structures Using Recycled Aggregate

순환골재 콘크리트 박스 구조의 거동

In order to use a recycled aggregate concrete for precast concrete box structures, the structural behaviors should be analytically and experimentally evaluated. In this study, full-scale precast concrete box structures are manufactured using the recycled aggregate (30% replacement) and natural aggregate. Then, the flexural failure test and shear failure test as well as water leakage lest for the structures arc carried out. First of all, test results of compressive strength show that recycled aggregate concrete is only 4% lower than normal concrete. In the flexural and shear failure test, the structural performances of precast box using the recycled aggregate concrete are 95% of the capacities of normal precast concrete box or more. Especially, the water leakage test shows that leakage pressure of recycled concrete box is more than the critical value, 60kPa, as well as 9% higher than normal precast concrete box. These test results are analyzed and compared with results of finite clement analysis. The comparison shows that test results are more excellent than analytical results. Also, the comparison confirms the applicability of recycled aggregate concrete for the use as practical precast concrete box structure.

본 연구에서는 순환골재 콘크리트를 구조용으로 활용하기 위한 목적의 일환으로, 품질관리가 용이한 공장제품의 하나인 프리캐스트 콘크리트 박스구조에 순환골재 콘크리트를 적용할 수 있는가를 평가하였다. 이를 위하여 순환 굵은골재만을 0, 30% 치환한 실물크기의 프리캐스트 콘크리트 박스를 각각 제작하여, 외압강도시험, 전단 파괴시험 및 수밀성 시험을 수행하였다. 시험결과 순환골재 콘크리트의 압축강도는 보통 콘크리트의 96% 이상을 확보한 것으로 나타났으며, 외압강도 및 전단 파괴시험 결과에서도 보통 콘크리트를 사용한 박스와 비교하여 약 95% 이상의 성능을 발휘하는 것으로 평가되었다. 특히 수밀성 시험에서는 누수기준수압인 60kPa을 만족하는 한편 보통 콘크리트보다 수밀성이 우수한 것으로 평가되었다. 이러한 시험결과에 근거하여 순환 굵은골재를 30%로 치환하여 프리캐스트 콘크리트 박스 구조에 순환골재 콘크리트를 적용하는 것은 무리가 없을 것으로 판단된다. 또한, 시험결과 예측 및 구조거동 예측을 위하여 3차원 비선형 유한요소해석을 실시하였으며, 유한요소해석결과와 시험결과를 비교한 결과, 순환골재 콘크리트의 치환여부에 관계없이 모든 경우에서 해석결과보다 우수한 구조성능을 확보한 것으로 시험분석되었다. 이러한 비교분석을 통하여 해석과 시험결과에 대한 타당성을 입증하였으며, 특히 적절한 배합을 적용한 순환골재 콘크리트 구조의 경우 일반적인 콘크리트의 해석 기법을 적용하여 신뢰성 있는 거동예측이 가능하다는 것을 추가로 확인하였다.