• 제목/요약/키워드: 최적 콘크리트 배합

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염해에 노출된 콘크리트의 내구수명 확보를 위한 최적 배합 도출에 대한 연구 - 유전자 알고리즘의 적용 (Study on Optimum Mixture Design for Service Life of RC Structure subjected to Chloride Attack - Genetic Algorithm Application)

  • 권성준;이성칠
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권5A호
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    • pp.433-442
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    • 2010
  • 콘크리트의 염화물 확산계수의 제어는 염해에 노출된 콘크리트 구조물의 내구수명 확보에 필수적이며, 이를 위해 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 연구는 목표 내구수명을 만족하는 목표확산계수를 도출하고 유전자 알고리즘을 통하여, 최적배합을 도출하는데 있다. 이를 위하여, 동일한 골재 및 혼화재를 사용한 30개의 배합과 그에 따른 염화물 확산계수를 분석하였으며, 27개를 대상으로 확산계수 예측식을 도출하였다. 확산계수 예측식의 변수로는 물-결합재비, 단위 혼화재량(슬래그, 플라이 애쉬, 실리카퓸), 단위 시멘트량, 단위 잔골재 및 굵은 골재량을 포함하도록 하였으며 나머지 3개의 배합에 대하여 검증을 수행하였다. 최적 함수식은 27개의 배합에 대하여 평균 18.7%의 오차와 16.0%의 변동계수를 보이고 있었다. 주어진 3개의 확산계수에 대하여, 유전자 알고리즘을 통하여 도출된 배합은 0.3%~12.2%의 오차범위를 가지며 각각의 배합인자를 도출하였다. 최종적으로 서로 다른 내구성 설계변수(목표내구수명, 피복두께, 표면염화물량, 혼화재량)와 노출환경(온도 및 습도)을 가정하여 목표 확산계수를 도출하였으며, 이에 만족하는 최적화된 콘크리트 배합을 제안하였다. 본 연구에서는 유전자 알고리즘을 이용하여, 내구성 콘크리트 배합도출에 대한 적용성을 평가하였으며, 제안된 기법은 다양한 확산계수의 범위를 가지는 광범위한 자료구축을 통하여 개선될 것이다.

시멘트콘크리트 포장의 고강도 고내구성을 위한 기초 연구 : Part I 최적배합에 관한 연구 (Fundamental Study on High Strength and High Durability Cement Concrete Pavement : Part I Optimum Mix Proportions)

  • 윤경구;박철우
    • 한국도로학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.41-49
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    • 2009
  • 국내에서 시멘트콘크리트 포장이 차지하는 비율이 증가하는 수준에 비하여 이의 기술적인 발전은 상대적으로 뒤쳐져 있다고 할 수 있다. 또한, 사용기간의 증가와 함께 여러 가지 기술적인 문제점도 부각되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 외국의 콘크리트포장 배합의 특성을 분석하고 이를 기초로 한국의 실정에 부합하는 장수명의 고강고 고내구성의 콘크리트 포장의 최적배합을 도출하고자 하였다. 단위시멘트량, 잔골재율(S/a), 그리고 물-시멘트(W/C)비 등을 변수로 하여 배합에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 장기적인 공용수명을 확보하고 고강도 고내구성의 포장을 위하여 우선적으로 단위시멘트량을 375kg/$m^3$, 400kg/$m^3$, 425kg/$m^3$ 수준으로 증가시킬 것을 권장한다. 또한, 최적배합표는 포장타설 장비를 활용하여 포설하므로 슬럼프 40mm로 결정하였고, 동결융해 방지를 위하여 공기량을 5%로 결정하였다. 또한 시공 시 재료 수급의 원활함을 위하여 굵은골재 최대 치수를 25mm로 결정하였다. 도로의 장수명을 위한 고강도 배합을 위해 낮은 W/C비와 단위시멘트량의 증가가 요구되는데, 예비실험 결과 공기연행제와 폴리카본산고성능 AE감수제를 사용하여 W/C비를 0.4까지 낮추어도 증가된 단위시멘트량에 대하여 충분히 목표 슬럼프를 가지는 배합이 가능한 것으로 나타났다. 예비 실험 결과 S/a를 0.34까지 낮추어도 골재의 분리 등 문제를 보이지 않고 충분히 배합이 가능하였으며, 이는 단위 시멘트페이스트 양의 증가로 인한 점착력 증가와 워커빌리티의 향상에 의한 것으로 판단된다.

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석고를 혼입한 경량 모르타르 바름재의 최적배합 도출에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Optimized Mixture of Light-weight Aggregate Mortar for Plaster with Gypsum)

  • 이현우;지석원;김흥열;서치호
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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    • pp.371-372
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    • 2009
  • 본 연구는 정량 모르타르 개발 및 활용을 위한 기초적 연구로서, 경량 잔골재를 사용한 경량 모르타르에 석고를 혼입하여 내화 피복용 바름재로서 사용가능한 최적의 배합을 도출하고자 하였다.

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폐섬유를 활용한 친환경 바탕 콘크리트의 복합열화 저감 최적 배합에 관한 연구 (A Study on the Optimum Mixture for Reducing Combined Deterioration of Eco-Friendly Concrete Using Waste Fibe)

  • 김대건
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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    • pp.37-38
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    • 2023
  • As one of the resource recovery projects, this study aims to select natural fibers and synthetic fibers that can be used for concrete mixing among waste fibers and reuse them for the base concrete mixture. Using waste fiber, we seek a solution to the problem of reduced fluidity and hardening time of fiber-reinforced concrete and find the optimal mix of the ground concrete mixed with waste fiber.

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탄산화에 노출된 콘크리트 구조물의 배합설계에 대한 연구 - 유전자 알고리즘 적용성 평가 (Concrete Mixture Design for RC Structures under Carbonation - Application of Genetic Algorithm Technique to Mixture Conditions)

  • 이성칠;;권성준
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.335-343
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    • 2010
  • 콘크리트 내부의 철근부식은 구조물의 안전성에 큰 영향을 주므로, 목표 내구수명동안 구 조물의 성능을 확보하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이 연구는 대도시나 지하구조물에서 중요하게 평가되는 탄산화에 대하여, 유전자 알고리즘을 적용한 콘크리트 배합기법에 대한 연구이다. 이를 위해, 배합인자에 따른 이산화탄소 확산계수를 문헌조사를 통하여 분석하였으며, 습도를 고려한 최적 함수식을 회귀분석을 통하여 도출하였다. 최적 함수식은 12개의 실험자료에 대하여, 물-시멘트비, 단위 시멘트량, 잔골재율, 단위 굵은골재량, 그리고 상대습도를 포함하도록 고려하였으며, 유전자 알고리즘을 통하여, 주어진 이산화탄소 확산계수에 대한 콘크리트 배합을 도출하였다. 3개의 배합에 대하여 검증한 결과, 10% 미만의 상대오차를 보이며 주어진 배합을 잘 추정하였다. 최종적으로 서로 다른 환경과 설계 제원을 가지는 콘크리트 구조물을 가정하여, 목표 확산계수와 단위 시멘트량을 계산하였으며, 이를 이용하여 배합을 추정하였다. 제안된 기법은 주어진 확산계수와 배합을 잘 추정하였으며, 다양한 배합인자 및 혼화재료가 고려된 실험 자료를 이용한다면 더욱 합리적인 배합 기법으로 발전할 것이다.

고유동 콘크리트용 분리저감형 유동화제의 최적배합비 결정 (Determination of Optimal Mixture Proportion of Segregation Reducing Type Superplasticizer for High Fluidity Concrete)

  • 한천구;김성수;손성운
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.275-282
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    • 2002
  • 고유동 콘크리트를 제조할 경우는 유동성 향상을 위한 다량의 고성능 감수제와 재료분리를 방지하기 위한 다량의 분체 혹은 증점제로 말미암아 제조비용이 고가이고, 또한 품질관리에도 많은 어려움이 있다. 그러므로, 본 연구에서는 유동성 및 재료분리 저항성이 우수한 고유동 콘크리트를 경제적으로 제조하기 위하여 분리저감형 유동화제의 최적배합비를 결정한 다음, 유동화 공법으로 접근하는 것을 검토하였다. 실험결과로 유동화제 첨가량이 증가할수록 유동성 및 블리딩량은 증가하였고, 공기량 및 재료분리저항성은 저하하는 것으로 나타났다. 따라서, 여기에 증점제를 첨가함에 따라 양호한 유동성에서 블리딩량이 저하하였고, 재료분리저항성도 증대되었는데, 마지막으로 AE제량 증가에 따라 저하된 공기량이 회복되므로써 양질의 분리저감형 유동화제로 최적배합비를 결정할 수 있었다. 경화 콘크리트 특성으로 유동화 공법으로 제조된 고유동 콘크리트의 압축강도는 베이스 콘크리트보다 증가하는 것으로 나타났고, 무다짐 공시체의 압축강도는 표준다짐 공시체의 압축강도와 유사한 것으로 나타나 다짐 방법간의 차이는 없는 것으로 나타났다.

고분자 기포제를 이용한 경량 기포 콘크리트의 개발(I) (Development of Lightweight Foamed Concrete Using Polymer Foam Agent)

  • 변근주;송하원;박상순
    • 콘크리트학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.165-172
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    • 1997
  • 경량기포콘크리트란 시멘트슬러리 속에 미리 생성된 기포를 혼합시켜 양생시킴으로써 동일한 체적의 보통콘크리트보다 가볍게 만든 콘크리트를 의미한다. 본 연구의 목적은 고분자기포제를 이용하여 초경량성과 타설에 충분한 유동성을 확보하면서 소요강도를 갖는 최적의 선기포방식의 경량기포콘크리트를 개발하는데 있다. 연구결과 실리카흄, 플라이애쉬 등의 혼화재와 산업부산물인 발포포리스티렌비드의 혼합으로 경량기포콘크리트의 역학적 특성을 개선시켜 기존의 선기포방식으로 제조된 경량기포콘크리트보다 유동성 , 경량성과 강도특성이 우수한 경량기포콘크리트를 개발하였다. 본 논문에서는 개발된 경량기포콘크리트의 여러 가지 배합인자에 따른 유동성 및 압축강도를 규명하였으며 최적 배합비를 도출하였다.

초유동 콘크리트용 모르터의 최적배합설계 (Optimum Mix Design on the Mortar of the Super Flowing Concrete)

  • 박칠림;안재현;권영호;이상수
    • 콘크리트학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.135-142
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    • 1998
  • 본 연구는 초유동 콘크리트용 모르타르의 물/결합재비 및 고성능 감수제 첨가율에 따른 상대플로우 면적비와 상대깔대기 속도비의 상관관계를 실험으로 검토한 것이다. 구속수비 실험결과, C급 플라이애쉬>F급 플라이애쉬 > 석회석분순으로 나타났기 때문에 F급 플라이애쉬 및 석회석분은 유동성 개선에 효과적인 것으로 나타났다. 또한 모르타르 실험결과, 상대플로우 면적비와 상대깔대기 속도비는 고성능 감수제 첨가율이 일정할 경우 물/결합재비의 변화에 따라 원점을 지나는 직선관계로 나타났지만, 물/결합재비가 일정할 경우에는 고성능 감수제 첨가율의 변화에 따라 원점을 지나는 곡선관계로 나타났다. 따라서, 수식화 모델은 Rm= A. m0.4가 합리적이며, 최적값인 ( m .Rm)=(5.1)을 만족하는 배합조건은 플라이애쉬의 경우 치환율 30%, 물/결합재비 83%이며, 석회분의 경우 치환율30%, 물/결합재비 77%로 판명되었다.