탄소는 활성탄으로 제조되어 다른 재료와 접촉시에 수분을 많이 흡수하여 콘크리트와 배합시 과정이 활성적으로 진행되는 점을 이용하여 조직이 좀더 밀도 있게 콘크리트 자체의 일부 단점을 보완하여 강도개선 특히 인장강도 개선을 밝히고자 하는데 본 연구의 목적이 있다. 시행착오 방법을 사용하여 콘크리트에 배합을 해나가는 과정으로 배합비를 처음 소량에서부터 점점 증가시켜나가는 방법을 택하였다. 배합에서 비 숙련에 의한 오차를 줄이기 위해서 K 건설레미콘에서 20년 경력자에 의해서 배합관리 되었고 $17^{\circ}$$\pm$$3^{\circ}C$ 자동온도 조절기에 의해서 양생되었다.(중략)
This study examined the effect of foam volume ratio and curing temperature the air dry density and compressive strength of lightweight concrete using bottom ash. Test results showed that the lightweight concrete possessed the compressive strength of 3.4~22.7 MPa at the air dry density of 1,041~1,583 kg/m3.
As the concrete structure being large-sized and/or high-strengthened, the control of the hydration and curing temperature is made much account. This study, analysing the concrete temperature history from cylindric specimen and mock-up structures, investigates the effect of the early age curing condition and the optimum method of curing temperature control on mass concrete.
최근 콘크리트 구조물 공사에서는 공기단축을 통한 경제성 확보와 동절기 초기동해방지를 위하여 콘크리트의 조기강도 발현을 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 조강형 AE감수제의 종류별 단위시멘트량과 양생온도 조건에 따른 압축강도발현 특성, 공기량 및 슬럼프 등의 경시변화를 검토하여 재령 24시간에 거푸집 조기 제거가 가능한 압축강도 5MPa을 발현시킬 수 있는 최적 조건을 제시하고자 하였다. 실험결과, 온도 $15^{\circ}C$에서 거푸집조기 제거가 가능한 압축강도 5MPa 발현 시간은 조강형 나프탈렌계 감수제를 사용한 경우 단위시멘트량 $330kg/m^3$에서 표준형 감수제에 비하여 10시간 빠른 22시간, $360kg/m^3$에서는 7시간 빠른 20시간, $390kg/m^3$에서는 4시간 빠른 18시간으로 나타났다. 또한 온도 $5^{\circ}C$에서는 조강형 나프탈렌계 감수제를 사용한 경우 단위시멘트량 $330kg/m^3$에서 표준형 감수제에 비하여 10시간 빠른 32시간, $360kg/m^3$에서는 7시간 빠른 30시간, $390kg/m^3$에서는 4시간 빠른 27시간으로 나타났다. 따라서 양생온도가 $10^{\circ}C$ 높아짐에 따라 압축강도 5MPa 도달시간은 10시간이 단축되었다.
이 연구에서는, 우리나라 전통 건축재료 중 하나인 천연 황토 모르타르에 사용되어 온 해초풀과 현대적 재료인 고흡수성수지(Superabsorbent Polymer, SAP)와 같은 흡수성 물질이 이러한 모르타르의 건조수축과 압축강도에 미치는 영향이 조사되었다. 흡수성 물질과 더불어 문화재표준시방서에서 권고하는 초기 밀봉양생의 효과 역시 검토되었다. 실험에 의한 28일 압축강도와 수렴한 건조수축 변형율의 검토 결과, 우선 초기 7일간의 밀봉 양생은 강도향상과 수축저감에 효과적이었다. 따라서, 문화재표준시방서의 권고는 합리적이며 실효성이 있는 것으로 검증된다. 흡수성 물질의 혼입 역시 두 재료특성에 있어 효과적인데, 그 효과는 물질들의 흡수 능력에 의존한다. 따라서, 흡수 능력이 더 높은 SAP을 사용하는 것이 해초풀을 사용하는 것보다 더 효과적이다. 그러나, 이러한 것들이 유효하기 위해서는 초기 밀봉양생과 물이 추가되지 않는 조건들이 함께 따라야 한다. 마지막으로, 황토 모르타르의 압축강도의 증가는 건조수축의 감소와 선형적으로 관계한다. 이러한 선형 상관성에 의해, 초기밀봉 양생 또는 흡수성 물질의 혼입에 따른 모르타르의 압축강도 증가하는 원인이 정량적으로 설명될 수 있다.
이 연구(硏究)는 조기강도증진(早期强度增進)을 위한 목적(目的)으로 염화칼슘, 조강감수분산제(早强減水分散劑), 증기양생(蒸氣養生) 온도별(溫度別)로 구분하여 콘크리트의 강도특성(强度特性)을 보통시멘트 콘크리트와 비교(比較)하여 그 성질(性質)을 구명(究明)함으로써 콘크리트의 효율적인 사용(使用)을 위한 기초자료(基礎資料)를 마련하는데 있으며, 이 연구(硏究)에서 얻어진 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 조강감수분산제(早强減水分散劑)는 최적정 첨가량인 시멘트 중량의 0.75% 첨가량에서 10%정도의 감수효과(減水效果)를 보였으나, 염화칼슘은 물-시멘트비(比)에 영향을 거의 미치지 않았다. 2. 압축(壓縮) 및 인장강도(引張强度)는 보통시멘트 콘크리트에 비하여 염화칼슘은 시멘트 중량의 2.0%에서 125%, 143% 조강감수분산제(早强減水分散劑)는 시멘트 중량의 0.75%에서 120%, 140% 최대강도(最大强度)를 나타내었으며 그 이상 첨가하면 강도가 저하하는 경향을 보였다. 3. 증기양생(蒸氣養生)에서 $60^{\circ}C$ 양생시의 경우에는 재령(材齡)이 증가함에 따라 강도의 증가현상을 보였으나, $100^{\circ}C$ 양생시 재령(材齡) 1(일)日에서는 보통시멘트 콘크리트보다 2배(培)정도의 강도증가를 나타내었고 재령(材齡) 7일(日) 이후에는 보통시멘트 콘크리트와 비슷한 강도증가(强度增加) 현상(現象)을 보였다. 4. 보통시멘트 콘크리트, 염화칼슘 및 조강감수분산제(早强減水分散劑)를 첨가한 콘크리트와 증기양생(蒸氣養生)을 한 콘크리트의 압축(壓縮) 및 인장강도(引張强度)와의 상관성을 검토한 바 직선형으로 나타났으며 각각 고도의 유의성(有意性)이 인정되었다.
현재 우리나라에서 보유한 골재자원은 개발수요증가 및 건설투자확대 등으로 고갈이 예상되고 있으며, 정부에서는 향후 골재자원의 원활한 공급을 위해 다양한 해결책을 모색하고 있다. 순환골재는 폐콘크리트에서 추출한 골재로 일반골재에 비해 품질이 낮으나, 전처리, 혼화재 적용 등을 통해 일반콘크리트와 유사한 품질을 유도할 수 있는 것으로 알려져 있다. 순환골재 활용성을 극대화할 수 있는 방안은 보도블럭, 호안블럭 등 콘크리트 2차 제품에 적용하는 것으로 예상되므로 본 연구에서는 일반골재콘크리트 호안블럭과 유사한 품질을 나타낼 수 있는 순환골재콘크리트 호안블럭의 생산가능성을 분석하였다. 이를 위해 순환골재 및 준조강시멘트의 적용량과 증기양생이력을 콘크리트 시험변수로 설정하였으며, 호안블럭 시험에서는 최적의 순환골재콘크리트와 GFRP 보강근 적용에 따른 하중저항성능을 평가하였다. 실험결과, 준조강시멘트와 순환골재를 혼입한 콘크리트는 양생온도 및 지속시간의 변화에도 탈형강도를 만족하였다. 재령 28일 강도에서는 증기양생이력에 따라 압축강도의 증감이 확인되었으며, 특히 시멘트량을 감소시킨 변수도 증기양생이력의 조절을 통해 일반콘크리트와 동등한 성능이 발현되었다. 순환골재콘크리트 호안블럭의 재하시험결과, 보강비에 따라 다르나 일반 호안블럭과 유사한 성능을 나타내었다. 따라서 순환골재콘크리트의 낮은 품질특성은 배합 및 양생방법의 조절과 적정 보강재 적용을 통해 보완이 가능할 것으로 판단된다.
성숙도는 비파괴시험으로 현장 콘크리트 강도를 시간과 온도의 함수로 추정하는 방법이다. 본 연구의 주목적은 실내실험에서 추정한 성숙도 곡선을 이용하여 whitetopping의 줄눈절삭과 교통개방의 시간을 결정하는 것이다. 또한 대기온도가 콘크리트 슬래브 온도와 성숙도에 미치는 영향을 평가하였고, 줄눈절삭과 교통개방시기를 결정하기 위해 성숙도 곡선을 개발하였다. i-button을 슬래브 내부에 설치하여 온도를 계측하였고, strain gauge를 이용하여 변위를 측정하였다. 실내실험에서 얻어진 성숙도 곡선을 이용하여 현장 압축강도를 예측한 결과, 현장 압축강도와 성숙도 곡선에서 예측된 압축강도와는 상당한 차이를 나타냈다. 이와 같은 결과는 현장의 양생조건, 대기온도, 풍속을 포함하는 여러 인자가 현장콘크리트 강도에 중요한 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 여러 인자 중에서 대기온도의 변화에 따른 슬래브 온도와 성숙도 값에 미치는 영향을 평가한 결과, 대기온도는 슬래브 온도와 성숙도에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 특히 대기온도에 따른 성숙도 곡선의 기울기는 감소하였으며, 이는 대기온도가 감소함에 따라 성숙도 값이 급격히 감소하였다.
이 연구에서는 혹한기 환경에서 매스부재에서 수화열을 고려한 고강도 콘크리트의 실제 압축강도 특성을 평가하였다. 목업 실험체는 가로${\times}$세로${\times}$높이가 $2.0{\times}1.2{\times}1.0m$로 제작하였다. 콘크리트 현장 압축강도 발현 특성은 $5^{\circ}C$에서 기건양생된 원주형 공시체와 수화열의 영향이 반영된 목업 벽체에서 채취된 코어 실험체를 비교하였다. 실험결과, 목업 벽체에서 채취된 코어의 재령 3일까지 압축강도는 실린더 강도에 비해 30% 높았는데, 이는 시멘트계 재료의 수화열에 의한 고온의 양생온도 효과 때문이다. 또한 성숙도 함수에 기반한 예측모델과 실험결과의 비교로부터 매스 부재에서 콘크리트의 현장 압축강도 발현을 합리적으로 평가하기 위해서는 수화열의 양생효과를 고려할 필요가 있음이 제시될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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