본 연구에서는 감수율에 따른 압축강도와 물-시멘트비의 관계를 평가하였으며, 감수율 3수준(0%, 8% 및 16%) 및 물-시멘트비 3수준(40%, 45% 및 50%)에 따른 콘크리트 배합을 제조하였다. 또한, 신뢰성 확보를 위하여 콘크리트 배합은 3회 반복실험을 실시하였다. 실험결과, 감수율에 따른 압축강도는 약 20% 이상의 강도차이가 발생하였으며, 감수율이 압축강도에 물-시멘트비 이상의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 감수율의 영향을 반영한 새로운 압축강도와 물-시멘트비 관계식을 도출하였으며, 80% 이상의 높은 상관성이 있는 것으로 나타났다.
In this study, a series of soil concrete mixtures were tested for the compressive strength according to ratio of aggregate to binder, compaction energy, maximum aggregate size, ratio of silica fume to cement, and ratio of water to binder. The optimum mixing ratio of soil concrete mixtures composed of volcaniclastic, cement, silica fume, concrete polymer and water were analysed. The test results for optimum proportion were as follows ; (1)ratio of aggregate to binder was 4 : 1, (2)compaction energy level was level 2, (3)maximum aggregate size was 13 mm, (4)ratio of silica fume to cement was 10%, (5)ratio of water to binder was 25%. Also, dry type construction techniques were applied using the optimum soil concrete mixture. From the results of this study, the compressive strength of soil concrete and construction techniques were suitable for making eco-friendly soil pavement.
Present paper focuses on the modeling of size effect on the compressive strength of normal concrete with the application of Discrete Element Method (DEM). Test specimens with different size and shape were cast and uniaxial compressive strength test was performed on each sample. Five different concrete mixes were used, all belonging to a different normal strength concrete class (C20/25, C30/37, C35/45, C45/55, and C50/60). The numerical simulations were carried out by using the PFC 5 software, which applies rigid spheres and contacts between them to model the material. DEM modeling of size effect could be advantageous because the development of micro-cracks in the material can be observed and the failure mode can be visualized. The series of experiments were repeated with the model after calibration. The relationship of the parallel bond strength of the contacts and the laboratory compressive strength test was analyzed by aiming to determine a relation between the compressive strength and the bond strength of different sized models. An equation was derived based on Bazant's size effect law to estimate the parallel bond strength of differently sized specimens. The parameters of the equation were optimized based on measurement data using nonlinear least-squares method with SSE (sum of squared errors) objective function. The laboratory test results showed a good agreement with the literature data (compressive strength is decreasing with the increase of the size of the specimen regardless of the shape). The derived estimation models showed strong correlation with the measurement data. The results indicated that the size effect is stronger on concretes with lower strength class due to the higher level of inhomogeneity of the material. It was observed that size effect is more significant on cube specimens than on cylinder samples, which can be caused by the side ratios of the specimens and the size of the purely compressed zone. A limit value for the minimum size of DE model for cubes and cylinder was determined, above which the size effect on compressive strength can be neglected within the investigated size range. The relationship of model size (particle number) and computational time was analyzed and a method to decrease the computational time (number of iterations) of material genesis is proposed.
최근 고강도콘크리트의 현장적용이 증가하면서 현장 콘크리트의 품질확인을 위한 강도 측정시 고강도콘크리트 공시체와 안전진단시 채취되는 비표준형 공시체의 사용이 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 콘크리트의 가장 기본적인 재료특성인 압축강도 특성을 공시체에 대한 크기 효과와 강도수준을 고려하여 합리적인 관계식을 적립하고자 하였다. 실험결과, 공시체 크기 1mm 증가시마다 압축강도는 기준강도 24MPa에서 0.05MPa, 40MPa에서 0.1MPa, 80MPa에서 0.3MPa씩 감소시키는 것으로 나타나, 강도수준이 고강도화 될수록 압축강도 감소량은 증가하는 것으로 나타났다. 또한 공시체 높이/직경비가 1.0 증가시마다 압축강도는 24MPa에서 2.9MPa, 40MPa에서 3.7MPa, 80MPa에서 9.8MPa 감소되어 고강도콘크리트일수록 높이/직경비의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.
방사성 폐기물 최종 매립장이 완공됨으로써 그동안 원자력 발전소 내에서 관리하고 있던 중 저준위 방사성 폐기물은 최종 처분장으로 이송하여 관리해야 한다. 주로 액상의 이온교환수지로 구성된 중 저준위 방사성 폐기물은 플라스틱 또는 강제용기 안에서 시멘트계 재료로 고화처리 되고 있다. 시멘트계 재료는 취성적이므로 이송 중 낙하, 충돌 등에 의해 붕괴될 경우, 방사성 물질이 유출될 수 있는 가능성이 있다. 안전성이 있는 이송장비를 설계하기 위해서는 현재의 고화체가 어느 정도의 강도를 발현하고 있는지를 확인할 필요가 있다. 그러나 방사성 물질을 포함하고 있는 폐기물의 강도를 직접법에 의해 측정하는 것은 위험하므로 불가능하기 때문에 동탄성계수와 같은 비파괴시험을 통해 간접적으로 강도를 파악하여야 한다. 따라서 방사성 폐기물의 압축강도와 동탄성계수의 관계를 규명할 필요가 있다. 폐기할 시점에서 이온교환수지 처리용 고화체의 압축강도는 3.44 MPa (500 psi)이다. 이론적으로 시멘트는 시간의 경과에 따라서 강도가 증진되기 때문에 폐기된 후 수년에서 수십년이 경과한 현 시점에서 고화체의 강도는 기준치를 크게 상회할 가능성이 있다. 이와 같은 배경에서 이 연구에서는 중 저준위 방사성 폐기물 처리용시멘트 고화체의 재료구성을 유지하면서 3~30 MPa 범위의 다양한 강도 수준을 갖는 시멘트 고화체를 제조하고 이를 대상으로 압축강도와 동탄성계수의 관계를 도출하고자 하였다. 실험 결과, AE제 첨가율의 변화에 의해 목표로 설정하였던 3~30 MPa 범위를 만족하는 고화체의 제조가 가능하였다. 또한 미리 기포를 제조하여 혼입하는 방법보다 AE제를 배합수에 직접 혼합하는 방법이 단위용적질량 및 강도를 보다 정확히 조절하는데 유리한 것으로 나타났다. AE제 첨가율에 의한 단위용적질량과 공기량은 첨가율이 낮은 범위에서 급격하게 변화하였으며 첨가율이 증가할수록 변화량은 감소하였다. 이온교환수치 처리용 시멘트 고화체의 동탄성계수는 4.1~10.2 GPa 범위로 나타났으며, 일반콘크리트 보다 약 20 GPa 정도 낮고 그 차이는 강도의 증가에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 이온교환수지 처리용 시멘트 경화체에서도 압축강도와 동탄성계수는 선형적인 관계를 보이고 있다.
While there are many researches in high-strength concrete recently, average strength required is the level of 400kg/$\textrm{cm}^2$ 28days compressive strength yet. For the effective using of high strength concrete, high strength concrete of 600 to 800kg/$\textrm{cm}^2$ 28days compressive strength must be accepted, But in this high strength concrete, due to much cement content, there are the problems of high hydration heat, high viscosity and economical efficiency. To solve these problems, it is suggested the method that replacement some of cement content as flyash up-to-dately. Therefore, the aim of this study is to develop high strength concrete of 800kg/$\textrm{cm}^2$ 28days compressive strength containing fly ash. This paper is the part I that analyze the testing results of fresh concrete in various aspects.
The bonding behaviors of Lightweight Aggregate Concrete (LWAC) and normal weight concrete were investigated experimentally. Pull-out tests were carried out to measure the bond strengths of three groups of specimens with compressive strength levels of 60, 40, and 20 MPa, respectively. Test results showed that the difference in the bond failure pattern between LWAC and normal weight concrete was significant as the concrete compressive strength became lower than 40 MPa. The corresponding bond strengths of LWAC were lower than that for normal weight concrete. As the compressive strength of concrete became relatively high (> 40 MPa), a bond failure pattern in normal weight concrete occurred that was similar to that in LWAC. The bond strength of LWAC is higher than that for normal weight concrete because it possesses higher mortar strength. Stirrup use leads to an increase of approximately 20% in nominal bond strength for both types of concrete at any strength level.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제7권3호
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pp.215-223
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2013
This study presents the effect of incorporating metakaolin (MK) on the mechanical and durability properties of high strength concrete for a constant water/binder ratio of 0.3.MK mixtures with cement replacement of 5, 10 and 15 % were designed for target strength and slump of 90 MPa and $100{\pm}25mm$. From the results, it was observed that 10 % replacement level was the optimum level in terms of compressive strength. Beyond 10 %replacement levels, the strength was decreased but remained higher than the control mixture. Compressive strength of 106 MPa was achieved at 10 % replacement. Splitting tensile strength and elastic modulus values have also followed the same trend. In durability tests MK concretes have exhibited high resistance compared to control and the resistance increases as the MK percentage increases. This investigation has shown that the local MK has the potential to produce high strength and high performance concretes.
본 연구에서 복합재의 압축 강도에 대한 두께 효과가 $[0_4]_{ns},{\;}[45/0/-45/90]_{ns},{\;}[45_n/0_n/-45_n/90_n]_s$ (n=2 to 8) 등의 적층 방법을 이용하여 체계적인 실험을 통해 조사되었다. 여기서 섬유 체적비, 기공률, 섬유 굴곡도, 층간 응력 등, 적층 두께 증가에 따른 압축 강도에 영향을 주는 파라미터들이 실험과 이론적으로 연구되었다. 또한 엇교차 대칭 복합재판의 파괴강도에 대한 적층 순서 효과도 조사되었다. 이를 위해 2종류의 다른 스케일링 효과를 갖는 (1) 폰라이-레벨 기법인 $[45_n/0_n/-45_n/90_n]_s$과 (2) 서브라미네이트-레벨 기법인 $[45_n/0_n/-45_n/90_n]_s$가 적용되었다. 일 방향 적층 시편 $[0_4]_{ns}$과 플라이-레벨인 $[45_n/0_n/-45_n/90_n]_s$에는 분명한 두께효과를 나타내었다. 그리고 섬유 굴곡도와 기공률의 두께효과에 기여하는 주요 파라미터 들임이 확인되었다. 그러나 서브라미네이트-레벨인 $[45/0/-45/90]_{ns}$의 압축강도는 시편 두께의 변화에도 불구하고 별 영향을 나타내지 않았으면, 서브라미네이트- 레벨 시편에서 구한 강토가 플라이-레벨 시편에서 구한 강도보다 약간 높았다. 이 같은 효과에 대한 이유는 섬유 굴곡도, 기공률, 자유단 효과 및 $0^{\circ}$층과 비 $0^{\circ}$층 사이의 응력 재 분포에 의한 영향인 것으로 보인다. 측정된 파괴강도는 예측 값과 비교되었다.
The quality of recycled aggregate is affected by original concrete strength and the manufacturing process of recycled aggregates. In this study, the porosity of old and new mortar, and the compressive strength of concrete were investigated to examine the influence of recycled aggregate on the concrete. Six kinds of recycled coarse aggregates were produced from concrete blocks of differing strength levels (A:60. 1MPa, B:41.7MPa, C:25.5MPa). Original concrete strength and the bond mortar of recycled aggregate influences the pore structures of both old and new mortar. The pore size distribution of old mortar was found to be greatly affected by age, and the reduction of the porosity of bond mortar on low strength recycled aggregate increased at a greater rate than that of bond mortar on high strength recycled aggregate. The pore size distribution of new mortar in recycled aggregate concrete changed in comparison with that of new mortar in virgin aggregate concrete. The total porosity of new mortar using B level recycled aggregates was smaller than that of new mortar with A, and C level recycled aggregates. Moreover, the compressive strength of recycled aggregate concrete was found to have been affected by original concrete strength. The compressive strength of concrete only changed slightly in the porosity of new mortar over $15\%$, but increased rapidly in the porosity of new mortar fewer than $15\%$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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