Abstract
This study is to performed to find the optimum mix proportion of the high strength and self compacting concrete for the above-ground LNG storage tank construction and field application. If LNG storage tank wall thicknesscan be reduced, the construction cost and quality can be improved by using self-compacting high strength concrete with compressive strength 60~80 MPa. For this purpose, low heat cement (Type IV) and class F fly ash are used in concrete mix to control hydration heat, flowability, and viscosity. Mix design variables of unit water, fly ash replacement ratio, water-binder ratio, and fine aggregate ratio are selected and tested for material properties and manufacturing cost of the concrete. Also, fly ash replacement ratio is considered using confined water ratio test. The test results showed that the optimum mix proportion of the self-compacting high strength concrete characteristics are as follows. 1) In case of the concrete with specified compressive strength of 60 MPa, the optimum mix proportion is fly ash replacement ratio of 20% and water- binder ratio of 27~30%. 2) In case of the concrete with the strength of 80 MPa, the optimum mix proportion is fly ash replacement ratio of 10% and water-binder ratio 25%. But unit water and fine aggregate ratio are 165 $kg/m^3$ and $51{\pm}2%$, respectively, regardless of the traget concrete compressive strength range. Also, test results showed that concrete manufacturing cost of 60 MPa and 80 MPa concrete require additional costs of 14~22% and 33%, respectively, compared to the manufacturing cost of 40 MPa concrete. Therefore, application of the self-compacting high strength concrete has proven to be economical in the perspective of the material cost, quality control, and site management.
이 연구는 대용량 지상식 LNG 저장탱크에 사용할 고강도 자기충전 콘크리트의 최적배합 조건을 도출하고, 현장적용을 위한 기본 자료를 제안하기 위한 것이다. 60~80 MPa 고강도 자기충전 콘크리트를 적용하면, 벽체두께의 감소와 자기충전성에 따른 인력절감 및 품질확보 등을 통하여 경제성을 확보할 것으로 예상된다. 시멘트 및 분체는 점성 증대 및 수화열 저감에 우수한 플라이애쉬와 저열 시멘트(벨라이트)를 사용하였다. 플라이애쉬의 치환율은 구속수비 및 배합변수 실험을 통해 정하였으며, 배합변수는 단위수량(W), 플라이애쉬 치환율(FA), 물-결합재비(W/B) 및 잔골재율(S/a)로 하여, 최적배합비 및 경제성 평가를 실시하였다. 실험 결과, 설계기준강도 60 MPa의 경우에는 단위수량 165 $kg/m^3$, 플라이애쉬 치환율 20% 및 물-결합재비 27~30%로 나타났으며, 설계기준강도 80 MPa의 경우에는 단위수량 165 $kg/m^3$, 플라이애쉬 치환율 10% 및 물-결합재비 25%로 나타났다. 또한, 기존의 설계기준강도 40 MPa과 비교해 볼 때, 압축강도 증가에 따른 재료비 상승은 60 MPa의 경우 14~22% 및 80 MPa의 경우 33%로 나타나, 현장관리 및 인력절감 등과 함께 매우 경제적인 것으로 나타났다.
