본 연구는 보통강도(30MPa) 고유동 자기충전 콘크리트를 구조체에 적용하기 위하여 두개의 철근콘크리트 보(고유동 자기충전 콘크리트 실험체, 일반 콘크리트 실험체)를 제작하여 4점 재하실험을 수행하고, 고유동 자기충전 콘크리트와 일반 콘크리트의 휨 거동 특성을 비교 분석 하였다. 실험 결과 모든 실험체는 휨에 의해 연성적인 파괴양상을 보였다. 고유동 자기충전 콘크리트와 일반 콘크리트 실험체의 강성 및 연성은 유사한 거동을 보였으나, 고유동 자기충전 콘크리트가 일반 콘크리트에 비해 균열제어 효과가 뛰어난 것으로 나타났다. 이상의 결과로 고유동 자기충전 콘크리트는 현장 적용이 가능할 것으로 판단된다.
고유동 콘크리트의 특성을 판정하기 위한 방법으로서 기존에 알려진 재료분리 판정 방법은 매우 복잡하고 번거로운 실험방법으로 실무 적용에 많은 어려움이 있다. 그런데, 고유동 콘크리트의 유동성 측정 방법에는 슬럼프 플로우를 주로 측정하고, 슬럼프는 변화가 작아서 배제되고 있는 실정이나, 재료분리된 양상을 살펴보면 슬럼프 플로우는 큰 반면, 슬럼프는 작은 양상을 보이고 있다. 따라서 본 연구에서는 고유동 콘크리트의 재료분리 저항성을 슬럼프와 슬럼프 플로우의 조합으로 간단히 평가할 수 있는지 그 가능여부를 검토하고자 하였다. 연구 결과 슬럼프 플로우에 대한 슬럼프의 비는 양호한 재료분리의 평가지표로 이용할 수 있는데, 이 값을 2.5 이하로 유지하면 실무에서의 고유동 콘크리트는 양호한 재료분리 저항성을 관리할 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구에서는 보통강도 고유동 자기충전 콘크리트의 수화발열 특성을 알아보기 위하여 미소수화열 시험 및 간이 단열에 의한 콘크리트 온도 상승량 실험을 실시하였다. 미소수화열 시험을 실시한 결과 석회석미분말 및 플라이애시를 혼화재로 사용한 고유동 자기충전 콘크리트는 단위시멘트량 감소로 수화발열량이 감소하였다. 간이 단열에 의한 콘크리트 온도 상승량을 측정한 결과 분체량이 많은 고유동 자기충전 콘크리트가 혼화재의 영향으로 온도저감 성능이 우수 하며, 3성분계 고유동 자기충전 콘크리트의 경우 일반콘크리트와 유사한 온도상승속도를 나타내었다. 이러한 결과 고유동 자기충전 콘크리트가 일반콘크리트보다 상대적으로 높은 단위 분체량에 대한 온도저감 성능이 우수 하며, 설계기준강도 30MPa의 3성분계가 2성분계 고유동 자기충전 콘크리트보다 온도저감 및 초기 수화발현에 유리할 것으로 판단된다.
최근 노출 콘크리트에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이에 따라 노출 콘크리트의 사용이 확대되고 있다. 그러나 콘크리트 구조물은 점차 복합한 단면 및 조밀한 철근으로 인하여 기존의 노출 콘크리트용 일반 콘크리트를 적용하기 어려운 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 노출 콘크리트에 고유동 콘크리트를 적용하기 위하여 플라이애시 및 석회석 미분말을 사용한 고유동 노출 콘크리트를 제조하였으며, 콘크리트의 품질특성(유동특성, 역학특성 및 표면특성)을 평가하였다. 실험배합은 OPC 및 LSP10을 기준배합으로 하였으며, FA 혼합률(0, 10, 15 및 20)에 따라 콘크리트 품질에 미치는 영향을 평가하였다. 실험결과, 고유동 노출 콘크리트의 유동특성, 역학특성 및 표면특성은 소요 요구 조건을 만족하는 것으로 나타났으며, 플라이애시 및 석회석 미분말의 혼합에 따라 유동성 및 표면마감성이 향상되는 것으로 나타났다. 이를 통하여, 노출 콘크리트용 고유동 콘크리트 개발을 위한 기초연구 자료로써 활용하고자 한다.
최근 원자력발전소 및 LNG 저장탱크 등 특수구조물의 공사 기간과 비용 절감을 목적으로 PSC 구조물 대신 프리캐스트 형식의 SCP 모듈의 사용이 증가하고 있다. SCP 모듈 내부는 강재와 콘크리트의 일체 거동을 위해 스터드로 연결되어 있어 고유동 콘크리트의 사용이 요구된다. 고유동 콘크리트는 일반적으로 많은 단위결합재량를 가지기 때문에 수화열 및 수축의 증대, 비경제적인 강도 발현 문제 등이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 저분체 기반 고유동 콘크리트 최적 배합을 선정하기 위해 재료적 특성에 따른 고유동 콘크리트의 유동성 및 철근의 간극 통과성능을 검토하고, 펌프카를 활용하여 펌핑 전후에 따른 콘크리트의 물성을 검토하며, 최종적으로 강재와 강재 사이를 콘크리트로 채우는 SCP Mock-up 부재에 대하여 고유동 콘크리트의 충전 성능을 평가하였다.
본 연구에서는 고유동 콘크리트에서 일라이트 미분말을 대체한 콘크리트의 유동성과 충전성 및 압축강도 특성을 조사하기 위한 것이다. 이러한 목적으로 일라이트 미분말을 고유동 콘크리트에 5, 10, 15, 20%를 대체한 후 치환율에 따른 콘크리트의 특성을 알아보았다. 콘크리트 배합 후 굳지않은 콘크리트에서 슬럼프 플로우 시험, 500mm플로우 도달시간 및 O-lot 시험을 실시하였으며, 굳은 콘크리트의 특성으로 재령 28일에 고유동 콘크리트의 압축강도를 측정하였다. 시험결과 고유동 콘크리트의 유동성 및 충전 높이는 일라이트 미분말 10%를 대체하였을 때까지 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 고유동 콘크리트의 압축강도 특성을 살펴본 결과에서도 일라이트 미분말 10%를 대체하였을 때까지 강도증진이 발생하였다. 따라서 본 실험결과 일라이트 미분말의 혼입율이 10%일 때 최적 치환율이 되었음을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 직경 및 길이를 변화시킨 강섬유를 혼입한 고유동 자기충전 콘크리트의 유동특성을 알아보기 위하여 충전성 및 간극통과성 실험을 실시하였다. 유동성 평가를 실시한 결과 강섬유의 직경 및 길이가 증가할수록 유동성능은 감소하지만 JSCE 2등급 병용계 고유동 콘크리트의 기준에 만족하였으며, ASTM C 1621에서 제시한 통과 성능을 만족하였다. 본 연구를 통하여 강섬유를 혼입한 고유동 자기충전 콘크리트의 현장 적용이 가능할 것으로 판단된다.
최근 일본에서는 콘크리트의 성능을 향상시킨 고유동콘크리트에 대한 연구가 활발히 진해되어 일부 실용화단계에 와 있다. 그러나 국내에서는 이러한 고품질의 고유동콘크리트에 대한 연구가 극히 미진한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트의 유동성에 영향을 미치는 배합인자들의 특성을 파악하여 경제적이고 합리적인 배합방법으로 기존의 재료와 생산설비로서 고유동콘크리트 제조를 목포로 하였으며 아울러 실기시험 및 현장적용실험을 통해 고유동콘크리트의 현장적용 가능성을 평가하고자 한다. 연구결과 배합설계를 통해 기존의 재료와 생산설비로서 우수한 품질을 확보하면서 시공성면에서도 양호한 고유동콘크리트를 제조할 수 있음을 확인하였다.
본 연구의 목적은 고유동 콘크리트의 활용범위를 증진시키기 위하여 거푸집 정밀도 부족에 따른 고유동 콘크리트의 누출을 방지 혹은 저감하는 것이다. 일반강도 콘크리트에 고유동성이 부여되는 경우 거푸집의 정밀도가 낮으면 거푸집 틈새로 콘크리트 누출이 우려되는바 일반적인 현장에서 유동성이 높은 일반강도 콘크리트의 적용에 지장이 있다. 이에 본 연구는 이전 연구결과에서 얻어진 PVA와 붕사를 사용한 고요변성 부여하는 방법을 이용하여 고유동 콘크리트에 요변성을 부여하여 거푸집의 누출을 저감하고자 연구를 수행하였다. 연구결과를 통해 PVA와 붕사가 고유동 모르타르 조건에서 거푸집 누출 저감에 기여한다는 것을 증명하였다. 이를 통해 고유동 콘크리트의 거푸집 누출량 저감 연구의 시작점이 될 것으로 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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