International Journal of Concrete Structures and Materials
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제19권1E호
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pp.41-48
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2007
Addition of latex to concrete is known to increase its durability and permeability. The purpose of this study is to analyze air void systems in latex-modified concretes using a reasonable and objective method of image analysis with such experimental variables as water-cement (w/c) ratios, latex contents (0%, 15%) and cement types (ordinary portland cement (OPC), high-early strength (HES) cement and very-early strength (VES) cement). The results are analyzed by spacing factor, air volume (content) after hardening, air void distribution and structure. Additionally, air void systems and permeability of latex-modified concrete (LMC) are compared by a correlation analysis. The results are as follows. The LMC of the same w/c ratio showed better air entraining (AE) effect than OPC with AE water reducer. The VES-LMC showed that the quantity of entrained air below $100{\mu}m$ increased more than four times. For the case of HES-LMC, microscopic entrained air between the range of 50 to $500{\mu}m$ increased greater than 7 times even in the absence of anti-foamer. Although spacing factor was measured rather low, the permeability of latex-modified concrete was good. It is construed that air void system does not have a considerable effect on the property of latex-modified concrete, but latex film (membrane) has a definite influence on the durability of LMC.
Drying shrinkage cracking which may be caused by the relatively large specific surface is a matter of grave concern for latex modified concrete(LMC) overlay and rapid-setting cement latex modified concrete(RSLMC) overlay. Therefore, the purpose of this dissertation was to study the drying shrinkage properties of LMC and RSLMC with the main experimental variables such as cement types(ordinary portland cement, rapid setting cement), latex contents(0, 5, 10, 15, 20%), W-C ratios, and curing days at a same controlled environment of 60% of relative humidity and $20^{\circ}C$ of temperature. Test results revealed that the drying shrinkage of latex modified concrete(LMC), rapid-setting cement latex modified concrete(RSLMC) was considerably lower than that of ordinary portland cement concrete(OPC), rapid-setting cement concrete(RSC), respectively. This may be attributed to the interlocking of hydrated cement and aggregates by a film of latex particles, water retention due to hydrophobic and colloidal properties of the latexes, resulting in reduced water evaporation.
It is most serious problem which is various occurs from the agricultural concrete structure and off shore concrete structure the problem which it comes to think is deterioration of the concrete which is caused with the corrosion of the reinforcing steel which is caused by with permeation of the water and the sea water. Specially the off shore concrete structure has been deteriorated by the steel reinforcement corrosion. The latex modified concrete(LMC) was adds latex in the plain concrete as the latex has increase the durability of concrete. This study were accomplished to the estimate the diffusion coefficient of LMC, and the time dependent constants of diffusion. The average chloride diffusion coefficient was estimated. Also, the average chloride diffusion coefficient was compared with diffusion coefficient test results of 28 curing days. The test results indicated that the average chloride diffusion coefficient could closely estimate the test results of the diffusion coefficient test results of 28 curing days.
본 연구에서는 고로슬래그 미분말 혼입률에 따른 라텍스개질 콘크리트의 역학적 특성과 내구성에 관한 기초물성을 평가하였다. 이를 위해 라텍스 혼입률 변화(0%, 10%, 15%)와 고로슬래그 혼입률 변화(0%, 30%)를 실험변수로 하였으며, LMC와 BS-LMC의 특성분석을 위하여 압축강도, 휨강도 그리고 내약품성 시험을 실시하였다. 실험결과, 압축강도와 청강도에서 고로슬래그 미분말 혼입이 장기재령에서 강도 증진효과를 나타내는 것으로 평가되었다. 특히 라텍스 혼입률 10%이상에서의 고로슬래그 미분말의 사용은 매우 타당한 것으로 나타났다. 라텍스 혼입률 10%와 고로슬래그 미분말 혼입률 30%에서 BS-LMC의 투수저항성은 재령 90일에서 매우 높은 것으로 나타났다. 또한 고로슬래그 미분말이 OPC 및 LMC에 혼입되면 투수저항성 및 화학저항성의 향상을 가져오는 것으로 나타났다.
라텍스 첨가는 콘크리트의 압축 및 휨거동, 부착강도, 염화물 저항성 및 동결융해 저항성의 향상을 유도할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 이유로, 기존 포장 콘크리트 보다 LMC에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 소음이나 공사비용등을 비롯한 문제점 때문에 LMC의 성능을 향상시키기 위한 새로운 방법들이 시도되고 있으며, 최근, LMC의 문제점을 해결하고자 레미콘 LMC가 개발되었다. 본 연구에서는 레미콘 LMC의 내구성을 라텍스와 광물질 첨가제의 혼입 비율에 따라 비교하였다. 실험결과, 레미콘LMC는 압축강도, 휨강도, 부착강도가 한국 도로공사 전문 시방서 기준을 만족하였으며, 레미콘LMC의 내구성은 우수한 것으로 나타났다. 또한, 레미콘LMC에 라텍스를 8% 이상 혼입해야 기존 LMC와 동등 이상의 내구성을 확보하는 것으로 나타났다.
Drying shrinkage cracking which may be caused by the relatively large specific surface is a matter of grave concern for latex modified concrete(LMC) overlay and rapid-setting cement latex modified concrete(RSLMC) overlay. LMC and RSLMC were studied for field applications very actively in terms of strength and durability in Korea. However, there were no considerations in drying shrinkage. Therefore, the purpose of this study was to investigate the drying shrinkage properties of LMC and RSLMC with the main experimental variables such as cement types(ordinary portland cement, rapid setting cement), latex contents(0, 5, 10, 15, 20%), W-C ratios, and curing days at a controlled environment of 60% of relative humidity and 2$0^{\circ}C$ of temperature. The drying shrinkage for specimens was measured with a digital dial gauge of Demec. The test results showed that the drying shrinkage of LMC and RSLMC were considerably lower than that of OPC and RSC, respectively. This might be attributed to the interlocking of hydrated cement and aggregates by a film of latex particles, water retention due to hydrophobic, and colloidal properties of the latexes resulting in reduced water evaporation.
Latex-modified concrete using ready mix concrete (R-LMC) was developed for application of building construction project (specifically, the rooftop of a parking garage unable to use heavy equipments for bridge deck overlay) due to three major outstanding properties of R-LMC; bond strength, resistance of cracks at early age, and resistance of freezing and thawing. However, R-LMC at the placement stage is required to be sufficiently cured because R-LMC is very sensitive to rate of evaporation of surface moisture. This study focused on effects of different curing methods and climate condition on cracks on the surface of hardened R-LMC considering the chart of rate of evaporation of surface moisture from concrete provided by American Concrete Institute in manual for placement of latex modified concrete.
Cracks on the surface of latex-modified concrete using ready mix concrete (R-LMC) are attributable to its sensitivity to air temperature, relative humidity and wind velocity. Insufficient curing under the windy condition causes plastic shrinkage cracks. The cracked areas should be replaced to prevent development of larger cracks. This paper investigated how the vibration resulted from crushing concrete for replacement of the partial cracked area affects bond strength of R-LMC at early age. To analyze bond strength of R-LMC, the commercial Finite Element (FE) program, ABAQUS Standard/Implicit version 6.12 was used, and bond strength was tested by ASTM C1583-04. The real vibration was applied to this FE model using an acceleration measurement equipment.
Latex modification of concrete provides the material with higher flexural strength, as well as high bond strength and reduced water permeability. However, If the thermal expansion properties of overlay concrete (latex-modified concretes) are big different from that of substrate (ordinary portland cement concrete), these would cause a big interfacial stresses and result in premature failure. Therefore, the purposes of this study were to investigate thermal expansion characteristics of latex-modified concrete with cement types. The result of thermal expansion showed the coefficient of thermal expansion of concretes increased with latex inclusion. The coefficient of thermal expansion of RSLMC was a little smaller than that of LMC, which might be due to the finer cement grain, compacter internal, and stiffer properties of concrete. However, the coefficients of LMC and RSLMC were quite similar to that of ordinary cement concrete. Thus, this would not cause an interfacial stresses and will enable to ensure long-term performance of concrete bridge deck overlays.
This study are decided the mix proportion method of latex modified concrete for agricultural concrete structures from the results of workability and strength test with mix proportion factor. For mix proportion factor, this study are selected the water-cement ratio, unit cement amount and latex content. Also, this study were performed the slump, compressive strength test and microstructure analysis using the scanning electron microscope(SEM). The strength and slump of LMC are dependent with unit cement amount, latex content, and water-cement ratio. Especially, the strength of LMC are not controlled by single mix proportion factor but effected by combined mix proportion factor. Microstructure investigation are showed the LMC are reduced the internal pore volume and enhanced the transition zone between cement paste and aggregate interface. This effect get by consist of latex films in the concrete. Also, this study were recommended the mix proportion method for LMC. These mix proportions method are estimated the mix design for satisfied the target performance which are applied the agricultural concrete structure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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