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.
근래에 와서 천연골재자원의 보호와 건설 폐기물의 재활용의 측면에서 폐 콘크리트에서 분리한 재생골재의 재활용이 모색되어 왔으나, 재생골재는 주로 콘크리트 도로기층용과 구조물 됫채움재와 같은 저급재료로 사용되고 있다. 본 연구는 재생골재의 콘크리트 용 골재로의 효율적인 재활용 가능성을 위하여, 재생골재의 구성광물, 화학조성 및 공학적 물성 특성 파악하고 재생콘크리트(RCA)의 시공성과 역학적 특성에 대한 연구를 수행하였다. 재생골재에 잔존하는 폐 콘크리트의 모르타르 및 시멘트 페이스트는 골재의 기초 물성 특성, 재생콘크리트의 시공성 및 굳은 콘크리트의 공학적 특성에 주요한 영항을 미치는 것으로 나타났다. 그러나, 적절한 양의 재생굵은골재를 대체한 재생콘크리트는 압축강도와 동결융해 내구성에서 보통 콘크리트의 기준에 근접하는 것으로 나타났다 따라서, 재생골재의 제조과정에서 폐 콘크리트의 모르타르 및 시멘트 페이스트의 제거가 효율적으로 이루어지고 적절한 대체율이 적용되면, 재생골재는 콘크리트용 골재로서 효율적인 사용이 확대 될 수 있을 것으로 사료된다.
유동화콘크리트의 공학적 특성에서 시간-의존거동을 확인하기 위하여,나프타렌 설폰산염 폴리머 고축합물인 Rheobuild 1000과 메라민 설폰산염 고축합물인 NP-20의 고성능감수제를 사용한 유동화콘크리트와 보통콘크리트를 제조하여 비교.고찰을 행하였으며, 고성능감수제의 종류 및 함량이 콘크리트의 공학적 특성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 재령 3일, 14일, 28일, 60일, 90일, 180일의 압축강도를 측정, 조기 및 장기압축강도를 조사하였고, 인장강도 및 탄성 변형에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 습윤 및 에어콘디션의 양생조건하에서 시간의 경과에 따른 건조수축 및 크리이프 변형을 조사.분석함으로써 유동화콘크리트의 시간-의존거동을 확인하였다. 실험결과, 사용 고성능 감수제의 종류에 따라 차이는 있으나, 고성능 감수제의 사용은 일반적으로 워커빌리티 성능을 개선하고 압축 및 인장도를 크게 향상시키며, 탄성계수는 보통의 콘크리트에 비하여 높게 나타났다. 또한 건조수축 및 크리프 변형의 감소에 매우 양호한 결과를 나타내어 앞으로 건설용 용도로써 효과적인 것으로 판단되었다.
최근 국내에서는 건설재료의 부족으로 건설부산물인 폐콘크리트를 새로운 토목재료로써 재활용 또는 자원화에 노력하고 있다. 이러한 차원에서 폐콘크리트의 재활용 및 자원화는 사용용도에 적합한 공학적 특성뿐만 아니라 환경적 특성을 분석하여 대상재료의 환경 안정성을 파악해야 한다. 따라서, 본 논문은 폐콘크리트에 대하여 pH시험, 용출시험, 중금속 흡착특성 등 일련의 환경특성 실험을 실시하여 폐콘크리트 사용에 따른 주변 환경에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과, 폐콘크리트의 pH는 11~12정도이고, 폐기물공정시험법과 TCLP법에 의한 용출시험은 법적기준에 모두 만족하는 것으로 나타났다. 또한 중금속 흡착시험은 폐콘크리트나 구리, 납, 카드늄의 제거능이 큰 것으로 나타났으나 반면, 크롬에 대해서는 제거율이 50%정도로 나타났다.
본 연구는 재생골재를 콘크리트의 구조체로 이용하기 위한 기본적인 공학적 특성을 고찰하는데 목적이 있다. 구조체의 일부로 사용할 경우 내구성과 인성, 특히 강도에 문제가 발생하므로 혼합 물질간의 최적배합비를 산출할 필요성이 있고, 원콘크리트의 물성과 생산방법에 따라 공학적 특성이 다르므로 원콘크리트에 대한 데이터베이스와 생산방법의 차이에 따른 재생골재의 역학특성을 제고할 필요가 있다. 따라서, 본 연구는 콘크리트 구조체의 한 구성원으로 사용된 재생골재의 성분을 물리적 ·화학적 방법을 통해 분석한 후, 총 2계열의 콘크리트 공시체를 제작하여 압축강도를 비롯한 여러 실험값을 산출하여 그 상관관계를 연구하였다. 본 연구결과는 재생골재를 사용한 구조체의 해석, 설계 및 시공에서 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
기존 연구에서 살펴보면, 철근콘크리트구조물에 발생한 화재로 인해 경화된 시멘트 페이스트와 골재의 수축과 팽창의 차이에 따라 조직이 와해되고, 열응력에 의해 균열이 발생하여 내구성이 저하한다. 그래서 성능저하의 정확한 진단은 일반적인 콘크리트구조물에서 방화성능저하의 매커니즘에 관한 기초가 요구되며, 고온에 노출된 콘크리트의 특성에 대한 기초 정보와 데이터는 성능저하의 정확한 진단을 위해 필요하다. 따라서, 본 연구는 다양한 콘크리트 시험체를 제작하여, 고온 환경에서 노출시켜, 폭열을 관찰하고, 공학적인 특성을 평가함으로서 화재피해를 입은 콘크리트구조물 성능저하의 빠르고 정확한 진단을 위한 기초적인 데이터를 제공하고자 한다.
매년 콘크리트구조물의 해체로 폐콘크리트는 증가하고 있으며, 해체되어 발생한 폐콘크리트 덩어리를 순환골재로 만들어 도로재료로 재활용하고 있다. 그러나 폐콘크리트의 공학적 환경적 안정성에 대한 연구가 미흡하여 재활용율이 낮다. 본 논문은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 일반쇄석과 순환골재의 비교 분석을 실시하였다. 순환골재의 공학적 특성 시험인 액성한계, 소성지수, CBR, 모래당량, 마모시험과 환경적 특성시험인 pH, 컬럼용출 시험을 실시하였다. 실험결과, 순환골재의 공학적 특성은 노체, 노상, 보조기층에 적합한 것으로 나타났으나, 기층재료로는 부적합한 것으로 나타났다. 순환골재의 환경적 특성으로 pH, 장기용출시험결과, pH는 11정도로 나타났으며, 용출시험결과는 폐기물관리법의 환경기준치 이내로 비교적 안전한 것으로 나타났다. 따라서, 순환골재를 도로재료로 활용하더라도 공학적 환경적으로 안전한 것으로 판단된다.
본 연구는 BFS치환율 증가에 따른 고강도 콘크리트의 제반 공학적 특성을 검토하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 굳지않은 콘크리트의 유동성은 BFS 치환율이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었고, 공기량은 다소 감소하는 경향을 나타내었으나 AE제 사용량 증가로 적정량의 공기량 확보는 가능할 것으로 판단된다. 응결시간은 BFS 치환율이 증가할수록 비례적으로 크게 지연되는 것으로 나타났다. 경화 콘크리트의 압축강도는 BFS의 잠재수경성 반응에 기인하여 BFS 치환율이 증가할수록 재령 28일 미만에서는 OPC에 비하여 저하하였으나, 그 이후 재령에서는 동등 이상의 수준을 발휘 하는 것으로 나타나 특히, 고강도 콘크리트의 활용에 탁월한 효과가 있는 것으로 분석되었다. 건조수축길이 변화율은 W/B가 클수록 수화반응시 콘크리트 내부에 존재하는 자유수의 양이 증가함에 기인하여 다소 크게 나타났고, BFS 치환율이 증가할수록 건조수축량은 증가하는 경향이 나타났으나, 모든 배합에서 $-500{\times}10^{-6}$이하로 비교적 양호하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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