The purpose of this study is to investigarte the mix design method and the mechanical properties of High stength Lightweight Concrete (HSLC). In the experment, concrete mixing was conducted to select the optimum mix design for HSLC in laboratory. Also, concrete mixing in ready mix design. As a result, it is possible to establish the mix design of HSLC according to the using these experimental results ;the estimate equation for unit weight of HSLC. the relationship between W/C and compressive strength of HSLC and the fluidity of HSLC in the view of workability
Interfacial transition zone (ITZ)은 골재-시멘트 복합체 사이의 영역으로써, 콘크리트에서 가장 취약한 영역으로 알려져 있으며, 이는 점진적으로 변화하는 불균질한 상으로 이루어져 있다. 경량 고강도 콘크리트 개발을 위해 물-바인더 비가 낮은 고강도 시멘트 복합체와 경량골재 사이의 Interfacial transition zone (ITZ)의 역학적 특성 평가는 필수적이다. 하지만 ITZ는 복잡하고 다공성 구조를 가지고 있기 때문에, 이의 역학적 특성은 아직 명확하지 않다. 또한, 경량골재 ITZ는 일반골재보다 다양한 변수 (물-바인더 비, 골재의 흡수율, 양생조건 등)에 의해 변화한다. 따라서 본 연구에서 골재의 종류 및 크기에 따른 ITZ의 역학적 특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 나노 인덴테이션 기법을 이용하여 물-바인더 비가 0.2인 고강도 시멘트 복합체와 표준사 및 최대치수가 각각 2mm, 5mm인 경량골재 ITZ의 탄성계수를 측정하였다.
최근 국내에서도 경량콘크리트에 대한 필요성이 점차 증가하고 있으나 아직 비구조용으로 국한되어 사용되어지고 있으며 구조용으로써 사용에 대한 방안이 필요하다. 또한 경량골재콘크리트와 관련한 다양한 연구가 수행되고 있으나 내구적 특성 분석을 통한 장기안정성 검토를 실시한 예는 매우 부족한 실정이므로 다양한 내구특성 실험을 통한 구조용 경량골재콘크리트의 내구성능평가를 실시하여 그 적용성을 검증하는 연구는 매우 시급하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 경량골재콘크리트의 적극적인 활용을 위하여 경량골재 콘크리트의 기초 역학적 성능을 평가하고, 이에 대한 건조수축 및 크리프에 대한 시험을 실시하여 내구특성의 영향요인을 분석하고자 고강도 에코인공경량골재콘크리트의 물성으로 슬럼프플로 500${\pm}$50mm, 공기량 2.0${\pm}$1.0%로 하였으며, 물결합재비는 35, 39% 두 수준으로 하였으며 기본 물성 시험과 압축강도 시험을 실시하고 건조 수축 및 압축 크리프 실험을 실시하였다.
최근 나노기술의 발달로 건설재료분야에 이의 적용이 지속적으로 증가하고 있는 실정이다. 하지만 현재까지는 압축강도 50 MPa, 단위중량 16 kN/m3 정도의 고강도 경량 콘크리트를 구조부재에 적용하기 위한 콘크리트와 철근의 부착 특성에 관한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 압축강도 50 MPa, 단위중량 16 kN/m3 정도의 고강도 경량 콘크리트 81개의 시편을 제작하여 직접 인발 부착실험을 수행하였고, 실험결과와 현행 설계기준과 비교하여 부착특성을 평가하였다. ACI-408R의 부착강도 산정식과 실험결과는 비교적 유사한 것으로 판단되며, 통계분석을 통해 CEB-FIP, 수정된 CMR 부착거동 모델을 산정한 결과, 평균적으로 잘 묘사하는 것으로 판단된다.
콘크리트는 가장 많이 사용되는 건설재료이다. 콘크리트의 비교적 높은 자중은 압축강도 발현과 수축저항성에서 이점을 갖지만, 초장대교량이나 초고층빌딩에 적용되기에는 구조물 자체의 무게가 큰 폭으로 증가하게 되어 거대 구조물의 형상을 제약하는 조건이 되기도 한다. 이러한 문제를 해결하고자, 경량골재를 사용하는 경량 콘크리트 개발이 많이 진행되어 왔으나, 경량 골재의 경우 다공질 구조로 인해 자체 강도가 작기 때문에, 일반적으로 경량 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해서 낮은 강도를 가지게 된다. 본 연구에서는 기존의 경량 콘크리트의 한계점을 극복한 경량을 유지하면서 고강도를 만족시키는 건설재료를 개발하고자 하였다. 중공 유리 마이크로스피어를 낮은 물-시멘비율의 매트릭스에 다량으로 사용하는 방법을 적용해 보았으며, 네 가지 다른 종류의 마이크로스피어를 사용하여 그 적용성을 살펴보았다. 실험결과, 마이크로스피어의 종류와 관계 없이 밀도 1.7 g/cm3를 유지하면서 압축강도 60 MPa와 80 MPa를 각각 상온양생과 고온양생 조건에서 만족하는 것을 확인할 수 있었다.
고강도 콘크리트는 화재 시 고온에 노출되어 폭렬현상이 발생된다. 폭렬은 철근노출과 함께 구조부재의 단면을 감소시키며, 이로 인하여 구조적 거동에 심각한 문제를 발생시킨다. 본 연구의 목적은 이러한 고강도 콘크리트의 내화피복재로 활용하기 것으로 퍼라이트와 폴리프로필렌 섬유로 경량모르타르를 제조하여 그 역학적 성상을 파악하는데 있다. 이에 따른 실험인자로는 물시멘트비, 골재시멘트비, 폴리프로필렌 섬유 첨가량이다. 연구결과 퍼라이트와 폴리프로필렌 섬유를 첨가함으로서 모르타르의 공극구조를 변화시킬 수 있었으며, 단위중량을 감소시킬 수 있었다. 또한, 고강도 콘크리트의 내화피복재로서 경량모르타르를 사용할 수 있는 가능성을 확인하였다.
경량콘크리트는 자중을 경감할 수 있다는 특징을 활용하여 다양한 용도로 건축 및 토목 구조물에 적용할 수 있다. 그러나 경량콘크리트의 성능은 사용된 경량골재의 물리적 특성에 의해 크게 좌우되어진다. 따라서 본 연구에서는 일반적인 콘크리트의 물결합재비부터 고강도 영역의 낮은 물결합재비까지의 콘크리트 배합범위를 대상으로 하여 국내외에서 제조 생산되고 있는 대표적인 구조용 인공경량골재 3종류의 품질 특성에 따른 경량콘크리트의 프레쉬 및 경화성상의 검토를 하였다. 그 결과 보통콘크리트에 비해 경량골재를 사용한 콘크리트의 경우가 슬럼프 로스가 다소 큰 것을 알 수 있었으며 재령별 강도발현은 보통콘크리트에 비해 경량콘크리트가 다소 낮은 것을 알 수 있으나 큰 차이를 나타내지는 않았다. 경량골재의 비조립형 및 조립형 골재에 따라서는 조립형 경량골재를 사용한 경우 비조립형 보다 양호한 콘크리트 성상을 나타냈으며 향후 철근부착 및 철근정착 등의 구조 부재성능 차원의 검토를 통해 판단될 필요가 있다.
레미콘의 품질성능을 좌우하는 것은 콘크리트 사용재료 및 배합뿐만 아니라 레미콘을 제조하는 믹서 및 이를 현장까지 운반하는 트럭 에지테이터의 품질성능에 크게 좌우된다. 그러나, 레미콘 공장의 혼합 설비인 믹서 및 트럭 에지테이터에 관한 국내 자료는 거의 전무한 실정이며 이에 관한 연구도 상대적으로 매우 부족하다. 특히, 최근에는 고강도 콘크리트, 고유동 콘크리트, 고강도 경량 콘크리트, 수중불분리 콘크리트, 섬유보강 콘크리트 등 고성능 콘크리트 성능에 대한 요구가 날로 증가하는 추세이며 이에 따라 레미콘 공장에서도 혼합설비 및 운반설비가 고성능화 되어 가는 추세이다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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