현재 국내외에서 적용되고 있는 강섬유 보강 숏크리트는 짧은 강섬유(steel fiber)를 콘크리트 혼합물 속에 분산시켜서 인장강도, 휨강도, 균열 저항성 등을 개선시키나, 강섬유 외에도 급결제, 고유동화제 및 기타 혼화제 등의 고가의 첨가제들을 사용하고 있다. 또한 기존 시멘트를 이용한 숏크리트 소재의 경우 낮은 접착성 때문에 타설 면에 붙지 않고 떨어지는 리바운드(rebound) 손실율이 크다. 따라서 숏크리트 ...
현재 국내외에서 적용되고 있는 강섬유 보강 숏크리트는 짧은 강섬유(steel fiber)를 콘크리트 혼합물 속에 분산시켜서 인장강도, 휨강도, 균열 저항성 등을 개선시키나, 강섬유 외에도 급결제, 고유동화제 및 기타 혼화제 등의 고가의 첨가제들을 사용하고 있다. 또한 기존 시멘트를 이용한 숏크리트 소재의 경우 낮은 접착성 때문에 타설 면에 붙지 않고 떨어지는 리바운드(rebound) 손실율이 크다. 따라서 숏크리트 시방서 기준에 합격하기 위해서 타설 면의 안정적인 두께를 맞추기 위해서 2∼3회 반복시공을 실시하게 되는데 이로 인해 공기가 지연되고 재료가 과다로 상용되어 공사비용이 상승하게 된다. 숏크리트용 개질유황은 고가의 강섬유나 첨가제를 사용하지 않고 정유공장에서 부산물로 배출되고 있는 저가의 개질유황과 폐미분 및 잔골재를 사용하므로 가격경쟁력이 확보되고, 개질유황의 고유물성인 고부착성, 급경화성 및 고강도 특성으로 인하여 1~3시간 내에 1∼2회 시공으로 설계 기준 두께를 타설할 수 있어 공기가 단축되고 공사비용이 절감 될 수 있다. 본 연구에서는 개질유황 중합시 사용되는 개시제 종류, 첨가량, 반응온도 및 시간에 대한 개질유황의 중합도 차이에 따른 개질유황 소재의 화학적 및 물리적 특성을 분석하였다. 자체적으로 제작한 개질유황 숏크리트용 분사기와 캐스팅 방식을 병행하여 개질유황과 잔골재가 혼입된 개질유황 모르타르의 slump, 경화시간, 강도, 방수성 등의 물성을 기존 강섬유 숏크리트 물성과 비교분석하여 아래와 같은 결론을 도출할 수 있었다. 1. 모르폴린과 트랜스시네알데하이드를 개시제로 사용하여 숏크리트용 개질유황 소재를 중합한 결과, SEM 미세조직 분석에서 기존의 개질유황과는 상이한 망목구조 형상을 확인할 수 있었으며 이러한 미세구조 특성으로 인하여 피접착면과의 부착력과 강도 특성이 향상된 숏크리트용 개질유황 소재를 제작할 수 있었다. 2. 숏크리트용 개질유황 모르타르 실험 결과에서, 1~3시간 내에 급속 경화된 후에는 기존의 강섬유보강 숏크리트에 비해서 압축강도, 휨강도, 부착강도, 리바운드율 및 방수성 등의 물성에서 월등히 향상된 결과를 나타내었다. 3. 자체적으로 제작한 숏크리트용 개질유황 분사기를 사용하여 실험실에서 직접 분사실험을 수행한 결과, 기존의 숏크리트 KS 기준물성을 모두 상회하는 물성결과를 확보하였다.
현재 국내외에서 적용되고 있는 강섬유 보강 숏크리트는 짧은 강섬유(steel fiber)를 콘크리트 혼합물 속에 분산시켜서 인장강도, 휨강도, 균열 저항성 등을 개선시키나, 강섬유 외에도 급결제, 고유동화제 및 기타 혼화제 등의 고가의 첨가제들을 사용하고 있다. 또한 기존 시멘트를 이용한 숏크리트 소재의 경우 낮은 접착성 때문에 타설 면에 붙지 않고 떨어지는 리바운드(rebound) 손실율이 크다. 따라서 숏크리트 시방서 기준에 합격하기 위해서 타설 면의 안정적인 두께를 맞추기 위해서 2∼3회 반복시공을 실시하게 되는데 이로 인해 공기가 지연되고 재료가 과다로 상용되어 공사비용이 상승하게 된다. 숏크리트용 개질유황은 고가의 강섬유나 첨가제를 사용하지 않고 정유공장에서 부산물로 배출되고 있는 저가의 개질유황과 폐미분 및 잔골재를 사용하므로 가격경쟁력이 확보되고, 개질유황의 고유물성인 고부착성, 급경화성 및 고강도 특성으로 인하여 1~3시간 내에 1∼2회 시공으로 설계 기준 두께를 타설할 수 있어 공기가 단축되고 공사비용이 절감 될 수 있다. 본 연구에서는 개질유황 중합시 사용되는 개시제 종류, 첨가량, 반응온도 및 시간에 대한 개질유황의 중합도 차이에 따른 개질유황 소재의 화학적 및 물리적 특성을 분석하였다. 자체적으로 제작한 개질유황 숏크리트용 분사기와 캐스팅 방식을 병행하여 개질유황과 잔골재가 혼입된 개질유황 모르타르의 slump, 경화시간, 강도, 방수성 등의 물성을 기존 강섬유 숏크리트 물성과 비교분석하여 아래와 같은 결론을 도출할 수 있었다. 1. 모르폴린과 트랜스시네알데하이드를 개시제로 사용하여 숏크리트용 개질유황 소재를 중합한 결과, SEM 미세조직 분석에서 기존의 개질유황과는 상이한 망목구조 형상을 확인할 수 있었으며 이러한 미세구조 특성으로 인하여 피접착면과의 부착력과 강도 특성이 향상된 숏크리트용 개질유황 소재를 제작할 수 있었다. 2. 숏크리트용 개질유황 모르타르 실험 결과에서, 1~3시간 내에 급속 경화된 후에는 기존의 강섬유보강 숏크리트에 비해서 압축강도, 휨강도, 부착강도, 리바운드율 및 방수성 등의 물성에서 월등히 향상된 결과를 나타내었다. 3. 자체적으로 제작한 숏크리트용 개질유황 분사기를 사용하여 실험실에서 직접 분사실험을 수행한 결과, 기존의 숏크리트 KS 기준물성을 모두 상회하는 물성결과를 확보하였다.
Steel fiber reinforced shotcrete that is currently used in Korea and elsewhere is short steel fiber dispersed in concrete mixture to improve tensile strength, bending strength, and crack resistance, and expensive additive agents such as accelerating agent, superplasticizer, and other admixtures are ...
Steel fiber reinforced shotcrete that is currently used in Korea and elsewhere is short steel fiber dispersed in concrete mixture to improve tensile strength, bending strength, and crack resistance, and expensive additive agents such as accelerating agent, superplasticizer, and other admixtures are used in addition to steel fiber. Also, shotcrete using conventional cement has a high risk of rebound, which refers to the material falling off instead of adhering to the surface due to low adhesiveness. Therefore, the construction procedure is repeated twice to three times in order to satisfy the shotcrete specification criteria by ensuring stable thickness of the surface and this results in delaying the construction, using excessive materials, and, thereby, increasing the construction costs. Modified sulfur for shotcrete does not use expensive steel fiber or additives and, instead, uses low-cost modified sulfur discharged as a by-product from refineries, fine powder and fine aggregate. Therefore, it has price competitiveness and, because of the high adhesiveness, fast hardening, and high strength of modified sulfur, it can be placed in the standard thickness just by once or twice of placements in one to three hours. In this study, chemical and physical properties of modified sulfur were analyzed based on difference in the degree of polymerization according to the types, amount, reaction temperature, and time of initiator used for polymerizing modified sulfur. By using both a spray gun for modified sulfur shotcrete specifically designed for this study and casting method, properties, such as the slump, hardening time, strength, and water resistance, of modified sulfur mortar containing fine aggregate were compared to those of conventional steel fiber shotcrete. The result was as follows: 1. When modified sulfur for shotcrete was polymerized by using morpholine and Trans-cinnamaldehyde as initiators, in the SEM fine structure analysis, the network structure was different from that of conventional modified sulfur and the fine structure characteristics enabled making modified sulfur for shotcrete with improved adhesion and strength. 2. In the test of modified sulfur mortar for shotcrete, when it hardened fast within one to three hours, the material had much stronger properties such as compressive strength, bending strength, bond strength, rebound rate, and water resistance than those of conventional steel fiber reinforced shotcrete. 3. In the test conducted with the spray designed for this study, the properties of the proposed material showed better results than the existing shotcrete KS standard.
Steel fiber reinforced shotcrete that is currently used in Korea and elsewhere is short steel fiber dispersed in concrete mixture to improve tensile strength, bending strength, and crack resistance, and expensive additive agents such as accelerating agent, superplasticizer, and other admixtures are used in addition to steel fiber. Also, shotcrete using conventional cement has a high risk of rebound, which refers to the material falling off instead of adhering to the surface due to low adhesiveness. Therefore, the construction procedure is repeated twice to three times in order to satisfy the shotcrete specification criteria by ensuring stable thickness of the surface and this results in delaying the construction, using excessive materials, and, thereby, increasing the construction costs. Modified sulfur for shotcrete does not use expensive steel fiber or additives and, instead, uses low-cost modified sulfur discharged as a by-product from refineries, fine powder and fine aggregate. Therefore, it has price competitiveness and, because of the high adhesiveness, fast hardening, and high strength of modified sulfur, it can be placed in the standard thickness just by once or twice of placements in one to three hours. In this study, chemical and physical properties of modified sulfur were analyzed based on difference in the degree of polymerization according to the types, amount, reaction temperature, and time of initiator used for polymerizing modified sulfur. By using both a spray gun for modified sulfur shotcrete specifically designed for this study and casting method, properties, such as the slump, hardening time, strength, and water resistance, of modified sulfur mortar containing fine aggregate were compared to those of conventional steel fiber shotcrete. The result was as follows: 1. When modified sulfur for shotcrete was polymerized by using morpholine and Trans-cinnamaldehyde as initiators, in the SEM fine structure analysis, the network structure was different from that of conventional modified sulfur and the fine structure characteristics enabled making modified sulfur for shotcrete with improved adhesion and strength. 2. In the test of modified sulfur mortar for shotcrete, when it hardened fast within one to three hours, the material had much stronger properties such as compressive strength, bending strength, bond strength, rebound rate, and water resistance than those of conventional steel fiber reinforced shotcrete. 3. In the test conducted with the spray designed for this study, the properties of the proposed material showed better results than the existing shotcrete KS standard.
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