제올라이트 골재를 혼입한 보도용 흡수성 콘크리트 포장의 최적 대체율 선정 - 흡수성능 및 강도시험 결과를 중심으로 -

Optimum Replacement Ratio for Absorbent Paving Concrete for Sidewalks Containing Zeolite Aggregates - Absorption Performance and Strength Test Result -

이 논문은 보도용 포장 콘크리트에서 보통 골재의 대체재로 흡수율이 높은 제올라이트 골재를 이용하기 위한 기초 연구로서, 포장 콘크리트에 혼입하는 제올라이트 굵은골재와 잔골재의 최적 대체율을 결정하기 위하여 흡수 및 건조시험을 통한 흡수성능과 압축, 휨 및 쪼갬인장강도시험을 통한 역학적 특성을 파악하였다. 시험결과, 흡수율과 건조율의 차이로 정의할 수 있는 흡수성능은 굵은골재에서 제올라이트 골재가 보통 골재보다 약 4%가 높은 6%였고, 잔골재도 마찬가지로 제올라이트 골재가 약 11% 이상 높은 31%로 나타났다. 그리고, 제올라이트 골재를 혼입한 포장 콘크리트에서도 대체율에 따라 흡수율은 최대 4.5%, 건조율은 최소 0.72%로서, 포장 콘크리트의 단위용적중량을 고려하면 비교적 높은 흡수성능을 확보하고 있는 것으로 나타났다. 제올라이트 골재 혼입 포장콘크리트의 압축강도는 보통 골재를 사용한 경우와 비교하여 일부 대체율에서 감소하였지만, 국가건설기준에서 규정하는 설계기준압축강도는 모두 충족하였다. 휨강도도 마찬가지로 대체율에 따라 16%까지 감소하고 배합설계 지침에서 규정하는 설계기준 휨강도보다 낮지만, 설계하중의 크기가 작은 보도용 콘크리트 포장에 적용하는데는 문제가 없을것으로 판단된다. 균열저항성에 영향을 주는 쪼갬인장강도는 대체율에 따라 동일하거나 6%까지 감소하지만 휨강도와 마찬가지로 보도용 콘크리트 포장에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 이와 같은 연구결과를 종합하면 제올라이트 골재를 혼입한 콘크리트 포장은 흡수성능이 우수하고 보도용에 적용할 수 있는 역학적 특성을 충분히 확보하고 있으며, 보도용 흡수성 콘크리트 포장에 적용할 수 있는 최적 대체율은 총 대체율 30%를 기준으로 굵은골재 20%와 전골재 10%로 결정되었다.

This paper is a basic study on replacing ordinary aggregates with zeolite aggregates with high absorption rates in paving concrete for sidewalks. In order to determine the optimal replacement ratio of coarse and fine zeolite aggregates in paving concrete, absorption performance through absorption and drying tests and mechanical properties through compression, bending, and splitting tensile strength tests were investigated. As a result of the absorption tests, the absorption performance, which can be defined as the difference between absorption rate and drying rate, was 6% for coarse aggregates, which was about 4% higher than that of normal aggregates, and 31% for fine aggregates, which was about 11% higher than that of normal aggregates. In addition, in paving concrete mixed with zeolite aggregates, the absorption rate was up to 4.5%, and the drying rate was at least 0.72%, which showed a relatively high absorption performance considering the unit volume weight. The compressive strength of paving concrete mixed with zeolite aggregate decreased at some replacement ratios compared to that of normal aggregate, but all satisfied the design compressive strengths specified in the Korean design standard. The flexural strength also decreased by up to 16% depending on the replacement ratio and was lower than the design flexural strength specified in the mixture design guidelines. However, it was judged that there would be no problem in applying it to concrete pavement for sidewalks with small design loads. The splitting tensile strength, which is important for crack resistance, was the same or decreased at a rate of 6% or less depending on the replacement ratio, so it is considered to be suitable for paving concrete for sidewalks. From the research results on absorption performance and mechanical properties, it was confirmed that zeolite aggregates can be applied to absorbent paving concrete for sidewalks, and the optimal replacement ratio for this was determined to be 20% coarse aggregate and 10% fine aggregate based on a total of 30% replacement.