프리텐션방식 원심력 고강도콘크리트 말뚝(KS F4306) 콘크리트의 압축강도가 800kg/$\textrm{cm}^2$이상인 고강도콘크리트를 요구하고 있으나 국내에서는 500kg/$\textrm{cm}^2$ 이상의 콘크리트 말뚝제조가 불가한 실정이므로 본 연구에서는 고황산염시멘트를 이용한 고강도콘크리트 말뚝제조에 관한 공학적 특성 연구의 일환으로써 고황산염시멘트의 수화특성 및 고강도 발현기구 구명과 공학적 특성중에서 압축.휨강도의 내동해성, 건조수축 특성 및 화학저항성등을 비교 고찰하여 보통 시멘트보다 품질 특성이 우수함을 확인하였다. 또한 고강도 콘크리트 말뚝의 시제품 제조를 위하여 2개 공장에서 현장 실험한 결과 94.7kg/$\textrm{cm}^2$의 양호한고강도콘크리트를 얻었다. 향후 고강도콘크리트 말뚝 제조의 공업화 및 양산회가 기대된다.
화학적으로 유해한 환경에 놓인 콘크리트 구조물은 필연적으로 그 기능이 악화되므로 혼화재를 포함한 고강도 콘크리트 또는 혼화재 그 자체가 화학물질에 오염된 환경하에서 어떤 변화를 일으키는가에 대한 연구의 필요성이 점점 증대되고 있다. 따라서 본 논문에서는 건설현장에서 가장 흔히 사용되는 보통강도 콘크리트와 실리카-흄을 포함한 포틀랜드시멘트 경화체인 고강도 콘크리트가 황산염의 침해를 받는 경우에 일어나는 강도특성과 물성변화를 조사하기 위하여 담수와 함께 황산나트륨, 황산마근네슘, 황산나트륨과 황산마그네슘의 혼합용액 등 여러종류의 황산염 용액에 실리카-흄을 사용한 고강도 콘크리트, 낮은 물-시멘트 비의 고강도 콘크리트, 보통강도의 콘크리트 등의 시험체들을 270일간 침지시켜 침지시간에 따른 압축강도 변화와 실리카-흄의 첨가량에 따른 압축강도 변화, 그리고 실리카-흄의 첨가량에 따른 선형팽창량 및 중량변화등에 관한 실험을 수행하였다. 이에 대한 실험결과를 토대로 실리카-흄을 사용한 고강도 콘크리트에 황산염이 미치는 영향을 분석하여 고강도 콘크리트의 실용성을 극대화하기 위한 방안에 대하여 고찰해보았다. 그 결과 실리카-흄을 포함한 고강도 콘크리트는 황산나트륨의 침해에 대해서는 강한 저항성을 나타내지만 황산마그네슘에 대해서는 심각한 침해를 일으키는 것으로 나타났으므로 황산마그네슘에 노출될 우려가 있는 콘크리트 구조물에 고강도를 발현하기 위하여 실리카-흄을 사용하는 것은 구조적으로 큰 문제가 발생할 것으로 사료된다.
프리텐션 방식 원심력 고강도콘크리트 말뚝이 KS F4306 규격에 제정되어 콘크리트의 압축강도가 800kg/$ extrm{cm}^2$ 이상의 제조가 불가한 실정이 것으로 평가 된다. 따라서 본 연구에서는 고강도콘크리트 말뚝 제조에 적용하기 위한 고황산염 시멘트의 실험적 연구로써 석고계 첨가량 및 단위 시멘트량 변화가 증가양생 콘크리트의 제 강도 특성에 미치는 영향을 규명하는데 목적이 있다. 연구결과로부터 석고첨가량이 증대하면 콘크리트강도가 향상되지만, 7.5% 이상 첨가시에는 오히려 강도 저하현상이 나타나는 것으로 분석되었으며, 특히 단위 시멘트량 변화에 따른 압축강도 영향은 그다지 크지 않은 것으로 나타났다. 한편 최고 압축강도 발현은 석고첨가량 5~7.5% 첨가와 단위시멘트량 500~540kg/㎥ 조건에서 800kg/$\textrm{cm}^2$ 이상의 고강도 콘크리트 제조가 가능함을 확인하였다.
프리텐션 방식 원심력 고강도 콘크리트 말뚝[KS F 4306]제조에 관한 실험적 연구로써 고황산염시멘트를 이용한 800kg/$ extrm{cm}^2$이상의 고강도콘크리트 제조시 수화 특성검토와 콘크르트 조직내의 기공율과 압축강도간의 상관식을 도출하여 고강도 발현기구를 규명하였으며 콘크리트 압축 및 휨강도간의 상관식 유도와 내구성 측면에서의 내동해성, 건조수축, 화학저항성등을 보통 포틀랜드 시멘트와 비교 고찰한 결과, 고황상염시멘트의 내구성이 우수함을 확인하였다.
본 연구는 농도조건을 달리한 시험용액에 침지한 모르타르의 내구성을 평가하기 위하여 수행되었다. 3종류 시멘트 모르타르를 제조한 후, ${SO_4}^{2-}$ 이온의 농도가 4225, 8450, 16900 및 33800 ppm인 4종류 황산나트륨 용액에 540일간 침지하였으며, 침지재령별 압축강도 및 선형팽창을 측정하므로써 모르타르의 황산염침식 저항성을 실험적으로 평가하였다. 실험결과에 의하면, 고농도 황산나트륨 용액에 침지한 모르타르 공시체가 가장 심한 성능저하 현상을 나타내었다. 특히, 고농도 환경에서 모르타르의 팽창 특성은 사용된 시멘트의 $C_3A$량과 직접적인 관련이 있었으며, GGBS를 대체한 SGC 모르타르는 조직구조의 투수성이 상대적으로 낮은 탓으로 인하여 시험용액의 농도조건에 관계없이 우수한 황산염침식 저항성을 나타내었다.
Eco-friendly concrete contains only 5% of cement yet achieves equal or greater strength compared to conventional concrete, reducing salt-attack impact and hydration heat by more than 30% and ensuring higher construction quality for underground structures. Furthermore, eco-friendly concrete can reduce up to 90% of carbon dioxide emissions compared to traditional concrete, enabling a reduction of approximately 6,000 tons of carbon emissions for 1,000 of apartment units construction. This is equivalent to planting around 42,000 trees
본 연구는 국내에서 생산되는 석회석미분말을 콘크리트의 혼화재료로서 사용하기 위한 기초연구로의 일환으로 석회석미분말의 첨가방법, 첨가율 및 물-분체비 등이 강도발현 및 황산염 침해에 대한 저항성에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, 석회석미분말을 시멘트에 대해 치환하여 사용하는 경우, 치환율이 증가할수록 강도는 저하되나, 단위시멘트량에 의해 강도가 거의 결정된다. 이런 석회석미분말의 시멘트 치환인 경우는 콘크리트의 수화열이 저감되어 매스 콘크리트에 유효하게 이용 가능할 것으로 판단된다. 그리고 석회석미분말을 잔골재에 대해 치환하여 사용하는 경우, 치환율이 증가할수록 강도와 황산염 침투에 대한 저항성이 증가하며, 이와 같은 석회석미분말을 사용하는 방법은 고강도콘크리트 및 황산염 침투에 대한 저항성이 우수한 콘크리트를 제조하는 데 유효하게 이용 가능할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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