Journal of the Korea Concrete Institute (콘크리트학회논문집)

Korea Concrete Institute (한국콘크리트학회)
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Evaluation for Applicability of Reinforced Concrete Structure with Domestic Pond Ash

국산 매립회 골재를 사용한 콘크리트 구조물의 적용성 평가

  • 이봉춘 (한국건설생활환경시험연구원) ;
  • 정상화 (한국건설생활환경시험연구원) ;
  • 채성태 (한국건설생활환경시험연구원) ;
  • 권성준 (한남대학교 건설시스템공학과)
  • Received : 2011.01.04
  • Accepted : 2011.02.24
  • Published : 2011.10.31
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Abstract

Many researches have been performed on concrete with fly ash and bottom ash. However researches on concrete with pond ash (PA) and its application to RC (Reinforced Concrete) structure are limitedly carried out. This paper presents an applicability of PA concrete in construction of real size structure. Referring to the previous study, 2 domestic PA samples with normal performance are selected and 2 replacement ratios (25% and 50%) to fine aggregate are considered for 5 PA concrete structures consisting of column, slab, and wall. In order to evaluate the property of fresh concrete, several tests including air content, slump, and setting time are performed. Using cored out samples from hardened PA concrete structure, tests for strength, resistance to carbonation and chloride penetration are carried out and compared with control samples. Additionally, tests for rebound hardness, drying shrinkage, and hydration heat are performed for PA concrete structure. The test results showed that PA concrete has reasonable strength and durability performances compared to those of normal concrete. Therefore, its potential application to RC structure is promising. The PA aggregate can be more actively used for RC structures with better quality control for content of fly ash, bottom ash, and unburned carbon.

많은 연구에서 플라이애쉬 및 바텀애쉬를 사용한 콘크리트에 대한 연구가 진행되고 있지만, 매립회를 사용한 콘크리트 및 실제 크기의 구조물에 대한 성능 평가 연구는 매우 제한적이다. 이 연구는 매립회를 잔골재와 치환하여 실제 크기의 구조물을 제작하고 이에 대한 성능을 평가하는 것을 주안점으로 한다. 1단계 연구 결과에서, 중간 정도의 성능을 가지는 두 가지 종류의 매립회(태안, 삼천포)를 선정하고 두가지 치환율(25%, 50%)을 고려하여 총 5개의 기둥, 슬래브, 벽체를 가진 콘크리트 구조물을 시공하였다. 경화전의 매립회 콘크리트 특성에서 공기량, 슬럼프, 응결 시간이 측정되었으며, 경화된 구조체에서 코어를 채취하여 강도, 염화물 저항성 및 탄산화 실험을 수행하였다. 코어에서 평가된 강도 및 내구 특성은 동일 배합의 공시체 시편에 대한 실험 결과와 비교하였다. 한편 구조물을 대상으로 반발경도, 건조수축, 수화열 특성이 평가되었으며, 기준 콘크리트와의 비교를 수행하였다. 실험 결과 매립회 콘크리트는 기준 콘크리트에 비해 적절한 강도 특성, 내구 특성을 가지고 있었으며, 구조물로 충분히 적용할 수 있음이 검증되었다. 국내 매립지에 따라 플라이애쉬, 바텀애쉬, 미탄소 탄소 등의 함량 제어를 통한 매립회 잔골재의 품질 제어가 수행된다면, 이에 대한 활용이 더욱 증가될 것이다.

Keywords

References

  1. 오성원, "석탄회처리 현황과 대책," 석탄회 활용 국제 워크숍, 1996, pp. 3-126.
  2. 한국콘크리트학회, 콘크리트와 환경, KCI-R-10-004, 2010, pp. 81-97.
  3. 송하원, 권성준, 변근주, 박찬규, "혼화재를 사용한 고성능 콘크리트의 배합 특성을 고려한 염화물 확산 해석 기법에 관한 연구," 대한토목학회 논문집, 25권, 1A호, 2005, pp. 213-223.
  4. 권성준, 송하원, 변근주, 박찬규, "신경망 이론과 마이크로 모델링을 통한 혼화재를 사용한 콘크리트의 염화물 침투 해석," 대한토목학회 논문집, 27권, 1A호, 2007, pp. 117-129.
  5. Sahmaran, M., Lachemi, M., Hossain, K. M. A., and Li, V. C., "Internal Curing of Engineered Cementitious Composites for Prevention of Early Age Autogeneous Shrinkage Cracking," Cement and Concrete Research, Vol. 39, 2009, pp. 893-901. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2009.07.006
  6. Bentur, A., Igarashi, S. I., and Kovler, K., "Prevention of Autogeneous Shrinkage in High Strength Concrete by Internal Curing Using Wet Lightweight Aggregate," Cement and Concrete Research, Vol. 31, 2001, pp. 1857-1591.
  7. CEB, Durable Concrete Structures-Design Guide, 2nd Edition, Thomas Telford, London, 1992, pp. 12-24.
  8. Bentz, D. P. and Snyder, K. A., "Protected Paste Volume in Concrete Extension to Internal Curing Using Saturated Lightweight Fine Aggregate," Cement and Concrete Research, -Communication Vol. 29, 1999, pp. 1863-1867. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(99)00178-7
  9. Lura, P., Bentz, D. P., Lange, D, A., Kovler, K., and Bentur, A., "Pumice Aggregates for Internal Water Curing," Pro36: Proceedings, International Symposium on Concrete Science and Engineering, RILEM Pub., 2004, pp. 137-151.
  10. Bentz, D. P., Lura, P., and Roberts, J. W., "Mixture Proportioning for Internal Curing," Concrete International, Vol. 27, No. 2, 2005, pp. 35-40.
  11. 천병식, 고용일, 오민열, 권형석, "산업폐기물로 발생되는 석탄회의 토질 역학적 특성에 관한 연구," 대한토목학회 논문집, 10권, 1호, 1990, pp. 115-124.
  12. 김진만, 곽은구, 조성현, 강철, "통계적 방법에 의한 바텀애쉬를 사용한 경량 기포 콘크리트의 최적 배합 결정," 콘크리트학회 논문집, 21권, 1호, 2009, pp. 3-11.
  13. 김상철, 안상구, "Bottom Ash를 사용한 기포 콘크리트의 배합 설계 및 압축강도 특성," 콘크리트학회 논문집, 21권, 3호, 2009, pp. 283-290.
  14. 원종필, 이용수, "Bottom Ash를 혼합한 저강도 고유동 충전재의 특성," 콘크리트학회 논문집, 13권, 3호, 2001, pp. 294-300.
  15. 원종필, 이용수, 이존자, "Bottom Ash를 재활용한 저강도, 고유동 재료의 내구성 및 환경 영향 평가," 콘크리트학회 논문집, 14권, 2호, 2002, pp. 223-230.
  16. 김성수, 김동현, 박광필 "무연탄 Bottom-Ash를 적용한 고유동 충전재의 성능 평가," 한국콘크리트학회 가을 학술대회논문집, 13권, 2호, 2001, pp. 263-268.
  17. 최세진, 정용, 오복진, 김무한, "물-시멘트비 및 바텀애쉬 대체율에 따른 콘크리트 공학적 특성에 관한 실험적 연구," 콘크리트학회 논문집, 15권, 6호, 2003, pp. 880-847.
  18. 조병완, 박승국, 권병윤, "알칼리 활성화 석탄회(Fly Ash, Bottom Ash) 인공경량골재 및 콘크리트 적용," 콘크리트학회 논문집, 16권, 6호, 2004, pp. 751-757. https://doi.org/10.4334/JKCI.2004.16.6.751
  19. 이봉춘, 정상화, 문재흠, 권성준, "국산 매립회의 골재 특성 평가 및 매립회 콘트리트의 내구 성능 평가," 콘크리트학회 논문집, 23권, 3호, 2011, pp. 311-320.
  20. 기술표준원, KS F 2402, 콘크리트의 슬럼프 시험 방법, 2007, pp. 1-12.
  21. 기술표준원, KS F 2421, 압력법에 의한 굳지 않은 콘크리트의 공기량 시험 방법, 2006, pp. 1-8.
  22. 기술표준원, KS F 2436, 관입 저항침에 의한 콘크리트의 응결 시험 방법, 2007, pp. 1-8.
  23. 기술표준원, KS F 2405, 콘크리트 압축강도 시험 방법, 2010, pp. 1-15.
  24. ASTM C1201, Cement Standard and Concrete Standard, Standard Test Method for Electrical Indication of Concrete's Ability to Resist Chloride Ion Penetration, 2010, pp. 5-23.
  25. NT BUILD 492, Concrete Migration Coefficient from Non-Steady State Migration Experiments, 1999, pp. 1-7.
  26. 기술표준원, KS F 2584, 콘크리트의 촉진 탄산화 시험방법, 2010, pp. 1-10.
  27. 김무한, "플라이애쉬의 치환 방법 및 치환율에 따른 플라이애쉬를 대량 사용한 콘크리트의 특성에 관한 연구," 대한건축학회 논문집, 18권, 2호, 2002, pp. 123-130.
  28. Neville, A. M., Properties of Concrete, Longman, 4th Ed., 1999, pp. 269-311.
  29. 이봉춘, 채성태, 우영제, 김진성, 김주형, 류화성, "잔골재로서 매립회를 혼입한 콘크리트의 특성에 관한 기초 연구," 한국콘크리트학회 봄 학술대회논문집, 20권, 1호, 2008, pp. 477-480.
  30. Kwon, S. J., Na, U. J., Park, S. S., and Jung, S. H., "Service Life Prediction of Concrete Wharves with Early-Aged Crack : Probabilistic Approach for Chloride Diffusion," Structural Safety, Vol. 31, 2009, pp. 75-83. https://doi.org/10.1016/j.strusafe.2008.03.004
  31. Song, H. W. and Kwon, S. J., "Evaluation of Chloride Penetration in High Performance Concrete Using Neural Network Algorithm and Micro Pore Structure," Cement and Concrete Research, Vol. 39, ISSUE 1, pp. 814-824.
  32. Maekawa, K., Chaube, R., and Kishi, T., Modeling of Concrete Performance: Hydration, Microstructure Formation and Mass Transport, Routledge, London, 1999, pp. 31-57.
  33. 권성준, 송하원, 변근주, "인공신경망을 통한 확산계수 도출과 공극구조 변화를 고려한 콘크리트 탄산화 해석," 대한토목학회 논문집, 27권, 1A호, 2007, pp. 107-116.
  34. Papadakis, V, G., Vayenas, C. G., and Fardis, M. N., "Physical and Chemical Characteristics Affecting the Durability of Concrete," ACI Materials Journal, Vol. 8, No. 2, 1991, pp. 186-196.
  35. Shimomura, T. and Maekawa, K., "Analysis of the Drying Shrinkage Behavior of Concrete Using a Micromechanical Model Based on the Micro Pore Structure of Concrete," Magazine of Concrete Research, Vol. 49, 1997, pp. 303-322. https://doi.org/10.1680/macr.1997.49.181.303

Cited by

  1. Experimental Study on Evaluation of Material Properties in Cement Mortar with Pond Ash vol.17, pp.3, 2013, https://doi.org/10.11112/jksmi.2013.17.3.108
  2. Durability Performance Evaluation On Early-Aged Concrete with Rice Husk Ash and Silica Fume vol.27, pp.4, 2015, https://doi.org/10.4334/JKCI.2015.27.4.343