Evaluation on Mechanical and Mixing Properties of Ultra-high Strength Concrete with fck=150MPa

Ultra-High Strength Concrete (UHSC) demands a clear presentation of its mechanical properties, as distinct from normal strength concrete, and an evaluation of the serviceability of high-rise buildings that use ultra-high strength concrete. Ultra-high strength concrete fck=150MPa was manufactured with pre-mix cement, and an experimental study was conducted to evaluate the mixing properties and compressive strength, with the major variables being unit cement contents, water-binder ratio, and type of pre-mix cement. The test result showed that 150MPa concrete requires about 6~7 minutes of mixing time until each of the materials (ordinary Portland cement, silica fume, blast-furnace slag powder and anhydrite) are sufficiently revitalized. The slump flow of fresh concrete was shown to be about 700~800mm with the proper viscosity. The average value of concrete compressive strength was shown to be about 70% in 7 days, 85% in 14 days, and 95% in 28 days, for 56 days of concrete material age.

150MPa 초고강도 콘크리트의 배합 및 재료역학특성 평가 연구

본 연구에서는 실내 배합 실험을 통하여 150MPa 초고강도 콘크리트의 제반 물성을 평가한 후 150MPa 초고강도 콘크리트제조를 위한 최적 배합 조건을 제시하고자 하며 압축강도, 응력-변형률 관계, 탄성계수와 인장강도, 휨강도 등과 같은 기본적인 재료역학 특성을 평가하고자 한다. 이를 위하여 초고강도 콘크리트의 목표 물성으로 배합강도는 150MPa, 슬럼프 플로는 $700{\pm}50mm$를 목표로 정하여 57개의 배합을 실시하였으며, 각각의 배합조건에 따른 물성 및 역학특성을 검토하였다. 실험결과 초고강도 콘크리트는 보통의 고강도 콘크리트보다 매우 큰 점성을 가지므로 이러한 점성과 콘크리트 타설 및 작업성의 상관성을 고려하여 700~800mm 정도의 플로값을 확보하여야 할 것으로 판단되며, 재령 56일 압축강도를 100%로 할 때 3일은 64%, 7일은 70%, 28일은 약 95% 발현하였다. 150MPa 정도의 초고강도 콘크리트 제조를 위한 단위 시멘트량은 대략 1030~1150kg/$m^3$ 정도이며, 물-결합재비는 12~14%의 범위 내에서 적당하며, 잔골재율은 점성 및 작업성을 고려하여 30~35% 범위 내에서 결정될 수 있음을 확인하였다.