경량골재 콘크리트의 내구성과 경제성에 대한 인식 부족으로 조경재료나 인공토양 둥 구조부재 이외의 분야에 사용되고 있는 국내 실정에 비해서, 구미 여러나라에서는 고강도 경량골재를 장지간 교량과 고충건물에 사용하고 있다. 경량골재 콘크리트는 구조물의 재료비 단순비교에 있어서도 경제성이 있을 뿐만 아니라, 자중감소로 인한 구조적, 기하학적 장점도 있으며, 또한 고강도 경량골재의 개발로 경량골재가 가지고 있는 여러 문제점을 해소하여 사용성과 내구성에 있어서 보통골재 콘크리트와 큰 차이가 없는 상황이다. 그러나국내에서 생산된 경량골재는 닫힌 공극보다 열린 공극을 많이 내포하고 있어 수분흡수가 많고, 특히, 동결융해에 대한 내구성에 취약한 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 내동해성 향상을 위해 10종류의 고강도 경량골재 콘크리트 공시체를 제작하여 실리카 흄, 물.시멘트비, AE제, 강섬유 등을 실험 변수로 하여동결융해 실험을 수행하였다. 연구결과 실리카흄, 물.시멘트 비는 어느 정도 내동해성을 향상시키지만 근본적인 해결방안이 되지 못하며, AE제를 첨가한 공시체와 강섬유를 사용한 공시체는 동결융해 내구성 지수가 90%이상으로 측정되어 내동해성을 개선시킬 수 있는 요소로 나타났다.
Grouts compared to other material sources, could be highly sensitive to cold weather conditions, especially when the compressive strength is the matter of concern. Grout as one the substantial residential building material used in retaining walls, rebar fixation, sidewalks is in need of deeper investigation, especially in extreme weather condition. In this article, compressive strength development of four different commercial grouts at three temperatures and two humidity rates are evaluated. This experiment is aimed to assess the grout strength development over time and overall compressive strength when the material is cast at low temperatures. Results represent that reducing the curing temperature about 15 degrees could result in 20% reduction in ultimate strength; however, decreasing the humidity percentage by 50% could lead to 10% reduction in ultimate strength. The maturity test results represented the effect of various temperatures and humidity rates on maturity of the grouts. Additionally, the freeze-thaw cycle's effect on the grouts is conducted to investigate the durability factor. The results show that the lower temperatures could be significantly influential on the behavior of grouts compared to lower humidity rates. It is indicated that the maturity test could not be valid and precise in harsh temperature conditions.
Pavement concrete subjected to severe environmental condition may be vulnerable to frost attack practically where de-icing chemicals are used. This study focused on the investigation of durability characteristics of pavement concrete incorporation polypropylene fibers and application feasibility of these into the pavements of local roads and highway. A series of labortory tests were performed with main experimental variable such as fiber types, fiber contents. and type of concrete mix. The test of compressive strength was executed as primary tests, before the durability tests such as a scaling resistance were performed. De-icing salt resistance test was progressed by recycling freeze and thaw in the presence of a 4% calcium chloride solution. The deteriorated surfaces were rated by visual inspection and the loss weight were measured at every 5 cycles.
During recent years, the durability of concrete structures has been considered in concret practice and material research. To preserve the brittleness of concrete as well as energy absorption and impact resistance, amount of fiber usage has greatly increased in the field of public works. Ultra fine powder, silica fume, mixed into concrete, it reduce void of concrete structure. Especially, there's a great effect for strength improvement of concrete by initial pozzolanic reactions. For these reasons, if silica fume mixed into concrete, it decrease the total void by microfilter effect . Pozzolan reaction, between cement particle and silica powder, can elaborate the micro structure of matrix. And so, in this paper, we deal SFRC for the purpose of efficiently using of industrial by-products(silica fume). Also we performed the test for durability such as freeze-thaw resistance and accelerated carbonation of SFRC using silica fume.
During recent years the durability of concrete structures has attracted considerable interest in concrete practice, material research and long-term deformation. To preserve the brittleness of concrete as well as energy absorption and impact resistance, amount of fiber usage has greatly increased year to year in the field of public works. When fly ash, fine powder, mixed into concrete, it condensed the void of concrete structure. Expecially, there's a great effect for strength improvement of concrete by initial pozzolanic reactions. Pozzolan reaction, between cement particle and fly ash, can elaborate the micro structure of matrix. So it was able to improve the effect of fiber reinforced by increased adhesion between cement paste and steel fiber. And so, in this paper, we dealt SFRC for the purpose of efficiently using of industrial by-products and its economical manufacturing. Also we performed the test for durability such as chemical resistance, freeze-thaw resistance and accelerated carbonation of SFRC using fly ash.
본 연구는 재생골재 콘크리트의 적극적인 활용을 위하여 재생굵은골재를 대체율에 따라 혼합골재로 하는 재생골재 콘크리트의 동결응해 저항성, 탄산화 저항성 및 건조수축에 대한 시험을 실시하여 내구특성의 영향요인을 분석하고 내구성 증진방안을 강구함으로써 재생골재 콘크리트의 품질과 신뢰성을 확보하는데 그 목적이 있다. 연구결과는 다음과 같다. (1) 재생굵은골재를 혼합골재로 하는 재생골재 콘크리트의 동결융해 저항성은 모든 대체율에서 $90\%$를 상회하는 상대동탄성계수로 나타나 우수한 결과를 보였으며, 전 사이클에서는 $99.2{\~}91.0\%$의 상대동탄성계수의 범위를 보여 쇄석을 사용한 보통 콘크리트의 상대 동탄성계 수 범위인 $97.5{\~}90.6\%$에 비해 향상된 내동해성으로 나타났다. (2) 재생골재 콘크리트의 촉진탄산화 깊이는 대체율이 증가함에 따라 대체하지 않은 보통 콘크리트와 유사하거나 다소 감소하는 경향으로 나타났다. (3) 재생굵은골재를 혼합골재로 하는 재생골재 콘크리트의 건조수축에 의한 길이변화율은 전 배합에서 쇄석을 사용한 보통 콘크리트보다 $18.5{\~}3.9\%$ 작게 나타났다.
Joshaghani, Alireza;Moeini, Mohammad Amin;Balapour, Mohammad
Advances in concrete construction
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제5권3호
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pp.241-255
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2017
Concrete is known to be the most used construction material worldwide. The environmental and economic aspects of Ordinary Portland Cement (OPC) containing concrete have led research studies to investigate the possibility of incorporating supplementary cementitious materials (SCMs) in concrete. Metakaolin (MK) is one SCM with high pozzolanic reactivity generated throughout the thermal activation of high purity kaolinite clay at a temperature ranging from $500^{\circ}C$ to $800^{\circ}C$. Although many studies have evaluated the effect of MK on mechanical properties of concrete and have reported positive effects, limited articles are considering the effect of MK on durability properties of concrete. Considering the lifetime assessment of concrete structures, the durability of concrete has become of particular interest recently. In the present work, the influences of MK on mechanical and durability properties of concrete mixtures are evaluated. Various experiments such as slump flow test, compressive strength, water permeability, freeze and thaw cycles, rapid chloride penetration and surface resistivity tests were carried out to determine mechanical and durability properties of concretes. Concretes made with the incorporation of MK revealed better mechanical and durability properties compared to control concretes due to combined pozzolanic reactivity and the filler effect of MK.
Geopolymers are an important alternative material supporting recycling, sustainability, and waste management. Durability properties are among the most critical parameters to be investigated; in this study, the durability of manufactured geopolymer samples under the attack of 10% magnesium sulfate and 10% sodium sulfate solution was investigated. 180 cycles of freezing and thawing were also tested. The experimentally obtained results investigate the durability of geopolymer mortar prepared with fly ash (class F) and alkali activator. Three different quarry dust wastes replaced the river sand aggregate: limestone, marble, and basalt powder as fine filler aggregate in three different replacement ratios of 25%, 50%, and 75% to produce ten series of geopolymer composites. The geopolymer samples' visual appearance, weight changes, UPV, and strength properties were studied for up to 12 months at different time intervals of exposure to sulfate solutions to investigate sulfate resistance. In addition, Scanning Electron Microscopy (SEM), EDS, and XRD were used to study the microstructure of the samples. It was beneficial to include quarry waste as a filler aggregate in durability and mechanical properties. The compact matrix was demonstrated by microstructural analysis of the manufactured specimens. The geopolymer mortars immersed in sodium sulfate showed less strength reduction and deterioration than magnesium sulfate, indicating that magnesium sulfate is more aggressive than sodium sulfate. Therefore, it is concluded that using waste dust interrogation with partial replacement of river sand with fly ash-based geopolymers has satisfactory results in terms of durability properties of freeze-thaw and sulfate resistance.
우리나라에서 시멘트 콘크리트 포장에서 알칼리-골재 반응에 의한 파손이 보고된 후, 알칼리-골재반응에 대한 대책 방안 수립이 연구되고 있다. 국내 외에서 콘크리트 포장에 알칼리-골재 반응에 의한 피해가 발생하는 경우 유지관리 단계에서는 대응할 수 있는 방안이 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 시멘트 콘크리트 포장에서 알칼리-골재 반응을 억제하기 위한 방법으로 프리믹스 방식으로 플라이 애시를 전체 바인더 중량(시멘트 + 플라이애시)의 20%를 치환하는 방법을 적용하였다. 시멘트 콘크리트 포장의 알칼리-골재 반응을 억제하기 위해 건설 단계에서 프리믹스된 플라이애시 콘크리트 포장을 시험시공하여 시공 특성을 분석하였다. 또한, 프리믹스된 플라이애시 물리적인 특성과 동결-융해 특성을 분석하였다. 프리믹스된 플라이애시 시멘트 콘크리트 포장은 시험시공을 통하여 우수한 현장 적용성을 확인하였고, 실내 동결-융해 실험을 통하여 내구성이 우수한 것으로 나타났다.
제설제는 눈이나 얼음을 제거하기 위해 사용되는 것이므로, 언제나 결빙과 융해 현상이 함께 일어나는 환경에서 사용된다. 물은 온도가 저하되어 콘크리트 내부에서 얼음으로 생성되고, 이로 인한 팽창효과가 콘크리트 내부의 공극에 의해 해소되지 않는 경우 파괴를 일으킨다. 이러한 결빙 현상이 제설제 살포와 함께 일어나는 경우 콘크리트의 열화 요인에서 알 수 있듯이 순수한 물의 결빙보다 훨씬 복잡하고 심각한 피해를 일으킨다. 특히, L형측구, 다이크, 난간방호벽, 중분대, 방음벽등의 소구조물은 염화물과 동결융해 환경에 직접적으로 노출되어 있어 콘크리트 표면이 박리되는 현상(scaling)과 철근부식 등을 일으켜 손상의 가속화로 구조물의 내구성이 급격하게 저하되어 콘크리트 표면에 표면보호재를 사용하고 있다. 본 연구에서는 콘크리트 소구조물의 동해 및 염해에 의한 중성화, 스켈링, 단면손실 등 피해에 대한 적정 보수방안 수립을 위해 콘크리트 표면보호재를 염수침지에 의한 동결융해시험 후와 촉진탄산화시험을 실시하여 부착강도 및 중성화깊이를 비교분석 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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