• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제4권3호
• /
• pp.259-268
• /
• 2016

염해에 노출된 콘크리트 구조물의 내구수명 평가는 크게 결정론적 방법과 확률론적 방법으로 분류할 수 있으며, 다양한 설계인자에 따라 내구수명은 크게 변화한다. 본 연구에서는 시간의존성 확산계수 및 내부영향인자(기본확산계수, 임계염화물량, 시간지수)를 고려하여 변화하는 내구적 파괴확률과 이에 따른 내구수명을 도출하였다. 임계 염화물량이 133.3% 증가할 때, 내구수명은 결정론적 방법에서 134.0~145.4%의 증가비를 나타내었으며, 확률론적 방법에서는 149.2%~152.5% 증가비를 나타내었다. 시간지수가 200% 증가할 경우, 내구수명의 증가비율은 결정론적 방법에서 323.8%, 확률론적 방법에서 346.0%로 증가하였다. 시간의존성 확산계수를 사용하여 과다설계를 방지할 수 있는 합리적인 확률론적 내구설계를 수행할 수 있었으며, 혼화재료를 사용하여 시간지수를 증가시키는 것이 매우 효과적인 내구수명 연장방안임을 알 수 있었다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제16권6호
• /
• pp.561-569
• /
• 2016

콘크리트는 현재까지 사용되는 건축재료 양호한 품질을 지니고 있으며, 시멘트의 화학조성이 지표상의 화학조성과 유사하여 가장 쉽게 얻을 있는 재료 중 하나이다. 하지만 약한 결합력과 낮은 결합에너지로 변형에 취약하여 균열이 발생하게 된다. 건조수축 균열 저감을 위해 본 연구에서는 AE제, 감수제, 수축저감제 등을 각각 사용하는 기존연구와 달리 작업의 편리성 향상을 위하여 수축저감제 및 감수제의 혼합 형태인 수축저감형 혼화제(Superplasticizer for Reduction of Shrinkage, 이하 SRS로 칭함)를 이용하였다. 현재 레미콘사에서 일반적으로 사용되고 있는 콘크리트와 모르타르의 배합으로 계획하였으며, SRS 혼입률 변경과 혼화재 치환에 따른 기초적 실험을 진행하였다. 강도와 길이변화율을 고려하였을 때 SRS 혼입률 2%가 적정한 혼입률이라고 판단된다. 또한 대량치환과 노출콘크리트용 혼화제 적용에 관한 연구를 진행할 예정이다.

• 터널과지하공간
• /
• 제14권1호
• /
• pp.1-15
• /
• 2004

숏크리트와 록볼트를 영구 지보재로 사용하는 싱글쉘 터널공법을 도입하고 터널의 장기 내구성을 향상시키기 위해서는 고성능 숏크리트의 개발이 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 숏크리트의 고성능화를 위한 최신 숏크리트 혼화재료를 소개하였고, 국외에서 적용되고 있는 숏크리트의 제반 설계기준과 품질관리 시험방법들을 정리하였다. 특히 현장에서 숏크리트의 압축강도를 쉽고 빠르게 추정할 수 있는 공기압식 pin 관입시험의 적용사례를 소개하였다. 또한 숏크리트 라이닝과 지반의 상호작용을 보다 정확하게 평가할 수 있도록 숏크리트 라이닝의 시간 의존적인 경화특성을 고려한 이론적 해석과 숏크리트 라이닝의 설계변수들에 대한 민감도 분석 결과를 고찰하였다. 마지막으로 고성능 숏크리트 라이닝을 영구지보재로 사용하는 대표적인 싱글쉘 터널공법들에 대한 사례들을 제시하였다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제18권6호
• /
• pp.46-53
• /
• 2009

석재 가공 시 발생되는 석분은 산업폐기물로 되어있다. 현재 이 석분은 지하에 매립하거나 지상에 야적되어 방치되고 있어 폐기물로 처리하는 데 많은 비용이 요구되고 있고, 토질과 지하수 등의 환경오염의 원인이 되고 있다. 또한 콘크리트의 주재료인 골재의 공급이 부족한 현실을 고려하여 본 연구에서는 폐석분을 콘크리트 혼화재료로 재활용할 수 있는 가능성을 연구하고자 한다. 석분함유량에 대한 시멘트비를 조정한 결과, $20{\sim}30\;N/mm^2$의 콘크리트의 압축강도가 나타났고 이는 석분의 함유에 따라 압축강도가 감소되지 않음을 알 수 있었다. 석재 가공 시 발생되는 석분을 콘크리트 혼화재료로 재순환하여 사용하여도 콘크리트의 압축강도에는 전혀 문제가 없음을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회지
• /
• 제14권6호
• /
• pp.49-54
• /
• 2002

아직까지 우리나라에서 폴리머 시멘트 콘크리트가 콘크리트와 같이 광범위하게 사용되고 있는 것은 아니지만 건설재료로서의 사용이 증가하는 추세에 있다. 폴리머 콘크리트의 제조에는 결합재로서 물이나 시멘트가 전혀 사용되지 않고 수지(resin)만을 사용한다. 각종 수지가운데 많이 이용되고 있는 것은 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 퓨란 수지 등이 있다. 그러나 원료사정이 국가마다 다르기 때문에 폴리머 콘크리트의 결합재로 사용되는 액상수지 역시 차이가 있다. 우리나라의 경우는 에폭시수지, 불포화 폴리에스테르 수지 및 우레탄 수지가 주로 사용되고 있으며, 가까운 일본의 경우는 폴리머 콘크리트의 결합재로서 워커 빌리티, 저온경화성, 내후성 등이 우수한 메타크릴산 메틸도 사용되고 있다. 또한 폴리머 모르타르 및 콘크리트의 경화반응에 방해를 주지 않도록 충전재 및 골재 등은 건조시켜 함수율이 0.5 % 이하가 되도록 사용하고 있으나, 지금은 흡수제, 가교제 등의 혼화재료가 개발되어 함수율을 3% 까지 허용하고 있으며, 지금까지 불가능하게 생각되었던 폴리머 콘크리트에 대한 레디믹스트 콘크리트(레미콘) 개발도 흥미를 끌고 있다.(중략)

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제24권5호
• /
• pp.597-604
• /
• 2012

이 연구에서는 2464개의 시멘트 콘크리트 배합과 776개의 혼화재가 치환된 혼합 시멘트 콘크리트 배합을 포함하는 실험 데이터베이스를 이용하여 콘크리트 압축강도 및 혼화재 치환율에 따른 콘크리트 $CO_2$ 배출량을 평가하였다. 국내 생애주기 데이터 목록에 기반한 콘크리트 $CO_2$ 평가에서 고려된 시스템은 요람에서 현장 콘크리트 타설 전까지로서 구성재료, 운반 및 생산단계를 포함하고 있다. 콘크리트의 성능 효율성 지표로서 결합재 지수와 $CO_2$ 지수가 분석되었으며, 콘크리트 $CO_2$ 배출량을 평가하기 위한 단순 식이 각 혼화재의 치환비 및 콘크리트 압축강도의 함수로서 제시되었다. 따라서 이 제안된 모델은 목표 압축강도 및 목표 시멘트 콘크리트 대비 $CO_2$ 배출 저감율을 만족하는 콘크리트 배합설계를 위하여 단위 결합재 양 및 혼화재 종류와 치환비를 결정하는 데 가이드 라인으로서 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.148-153
• /
• 2010

각종 건설현장에서 구조재료로 사용되고 있는 콘크리트는 레미콘 공장에서 배합되어 레미콘 트럭에 의해 현장까지 운송 타설되는 형태로 공급되고 있다. 그러나 콘크리트가 현장까지 운송되는 동안 교통 체증, 기후 및 기타 여러 영향으로 인해 적정한 슬럼프의 유지가 곤란한 경우를 겪게 된다. 이럴 경우 콘크리트의 적정한 슬럼프 유지를 위해 혼화제를 첨가하게 된다. 그러나 실제 현장에 배달되는 레미콘의 경우는 트럭기사들이 레미콘을 쏟아 낼 때 슬럼프치가 부족하면 혼화제 대신 물을 추가로 넣어 비빈 후 타설을 하여 강도저하의 치명적 원인을 제공하는 경우가 발생되기도 한다. 이는 설계시 결정되어 모든 구조물 설계에 사용된 설계강도에 크게 미달하는 콘크리트 사용하게 됨으로써 추후 심각한 문제를 야기할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 레미콘에 추가로 물을 첨가하는 문제를 해결하고자, 콘크리트에 현장에서 많이 사용되고 있는 혼화제를 정해진 시간간격으로 추가하는 것이 굳은 혹은 굳지 않은 콘크리트의 역학적 특성에 미치는 영향을 검토하여 콘크리트의 슬럼프 유지를 위한 적정한 혼화제 사용에 대한 근거자료를 제시하고자 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제20권4호
• /
• pp.59-67
• /
• 2016

콘크리트는 유해물질을 봉함처리하기 위한 매우 유용한 건설재료이다. 일반적으로 이러한 시설물에는 매스콘크리트가 적용되며, 장기간 성능이 요구되므로 광물질 혼화재를 사용하는 것이 바람직하다. 지하구조물에서는 순수와의 접촉으로 칼슘용출이 발생할 수 있으므로 광물질 혼화재를 포함하고 있는 콘크리트의 칼슘용출 저항성을 평가할 필요가 있다. 실험결과에 따르면, 광물질 혼화재는 콘크리트 부재의 장기압축강도 및 염화물 확산계수 개선에 효과적이지만, 칼슘용출이 발생하면 압축강도 및 염화물 확산 저항성 저하가 OPC에 비해 심하고, 미세공극분포도 영향을 받는다. 따라서 칼슘용출환경에 노출되는 지하구조물에 광물질 혼화재가 적용될 경우에는, 물-결합재비를 저감시키며, 충분한 포졸란 반응 이후에 노출해야 하고, FA 보다는 BFS를 사용하는 것이 바람직하다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.618-625
• /
• 2018

외부환경에 노출된 콘크리트 구조물은 사용기간 동안 시간의 경과함에 따라 여러 가지 환경적, 화학적, 물리적 요인들이 콘크리트 내부로 서서히 침투 및 확산되면서 콘크리트 초기의 우수한 내구성능을 저하시켜, 열화발생으로 인한 성능저하의 규명과 유지관리에 대한 중요성이 크게 부각되고 있다. 특히, 해안에 근접한 콘크리트 구조물이 동결융해 작용을 받는 경우, 동결융해의 과정에서 콘크리트 조직이 팽창 수축을 반복하면서 콘크리트의 조직이 이완되고 이때, 해수에 존재하는 염화물이온이 콘크리트 내부에 침입하게 되면, 콘크리트 구조물의 철근부식으로 인한 열화를 가속화시키기 때문에 내륙 콘크리트 건축물에 비해 내구성능의 저하가 급속히 진행됨으로 특별한 주의가 필요하다. 본 연구에서는 해수에 접한 콘크리트 구조물의 내구성 확보를 위해 광물성 혼화재료를 혼입한 코팅용 고성능 모르타르의 개발을 목적으로 하고 있으며, 모르타르의 강도 및 내구 특성에 대한 실험적 연구가 진행 되었다. 모르타르에 광물성 혼화재료인 실리카퓸, 메타카올린, 초고분말 플라이애시를 혼입하였다. 혼입률은 실리카퓸과 메타카올린은 각각 3, 7, 10%로 혼입하였으며, 초고분말 플라이애시는 5, 10, 15, 20%로 혼입하여 실험을 진행하였다. 혼화재료 혼입을 통해 제작된 모르타르 시험편을 재령 1일과 28일에 정적 강도시험을 진행하였으며, 재령 28일에 염소이온 침투저항성 시험, 황산 저항성 시험, 염해 저항성 시험 등의 열화 촉진실험을 실시하여 내구 특성을 분석하였다. 촉진 염화물이온 확산 침투 시험 결과를 이용해 국내 콘크리트학회에서 제안하는 방법과 미국, 유럽의 방법으로 내구수명을 평가해 보았다. 메타카올린 혼입 시 모든 규정에서 우수한 내구 수명으로 평가 되었으며, 메타카올린 10%혼입 시 KCI를 기준으로 약 470년의 내구수명이 예측되었다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제11권6호
• /
• pp.587-596
• /
• 2011

폴리머 시멘트 모르타르를 긴급공사의 보수 보강 재료로 사용할 때, 초속경시멘트와 혼입하여 사용함으로써 시멘트의 빠른 응결과 시멘트 매트릭스 내부에서 형성된 폴리머 필름의 작용이 물리적 성질과 내구성을 개선시킬 수 있다. 또한 각종 혼화재료를 혼입함으로써 매트릭스 내부 공극을 충전하여 성질을 개선시킬 수 있는데, 양생방법이 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 속경성 SBR 시멘트 모르타르의 압축강도와 휨강도에 영향을 미칠 수 있는 혼화재료와 양생조건에 관하여 실험을 실시하여 그 영향성을 평가하고자 하였다. 본 연구결과, 초속경시멘트 모르타르에 SBR을 혼입함으로써 휨강도와 압축강도가 크게 개선되었으며, 여기에 메타카올린을 혼입함으로써 보다 더 강도를 증진시킬 수 있었다. 또한 양생방법에 있어서도 SBR을 사용한 경우에는 표준양생에서, SBR을 사용하지 않은 경우에는 수중양생에서 강도발현이 크게 나타났다.