There are many methods to improve the performance of concrete. Especially, granuated blast furnace slag. by-products used in concrete as the replacement material of cement, could contribute to improve the fluidity, resistance of chemical attack and strength of concrete. Also, it could contri...
There are many methods to improve the performance of concrete. Especially, granuated blast furnace slag. by-products used in concrete as the replacement material of cement, could contribute to improve the fluidity, resistance of chemical attack and strength of concrete. Also, it could contribute to decrease the rate of generating hydration heat, in addition to cost-down of concrete and prevention of enviromental pollution. Therefore, in order to establish the systemical application of granuated blast furnace slag in normal concrete, the engineering properties of concrete, such as fluidity, strength, setting and hydration properties etc.. was evaluated. In this study, replacement ratio of granuated blast furnace slag was 0, 30, 50, 70(%), and target slump was 8, 12, 15, 18(cm). Results from the experiment, granuated blast furnace slag showed the outstanding effects of improving the engineering properties of concrete. From now on, positive application of granuated blast furnace slag is expected in the point of improving the performance and cost-down of concrete.
There are many methods to improve the performance of concrete. Especially, granuated blast furnace slag. by-products used in concrete as the replacement material of cement, could contribute to improve the fluidity, resistance of chemical attack and strength of concrete. Also, it could contribute to decrease the rate of generating hydration heat, in addition to cost-down of concrete and prevention of enviromental pollution. Therefore, in order to establish the systemical application of granuated blast furnace slag in normal concrete, the engineering properties of concrete, such as fluidity, strength, setting and hydration properties etc.. was evaluated. In this study, replacement ratio of granuated blast furnace slag was 0, 30, 50, 70(%), and target slump was 8, 12, 15, 18(cm). Results from the experiment, granuated blast furnace slag showed the outstanding effects of improving the engineering properties of concrete. From now on, positive application of granuated blast furnace slag is expected in the point of improving the performance and cost-down of concrete.
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문제 정의
하였다. 고로슬래그 미분말의 사용에 수반되는 경제적인 효과와 대체재의 특성을 고려해서 요구성능에 맞는 콘크리트를 개발하기 위해. 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 유동특성, 강도 특성.
따라서, 본 연구에서 는 일 반강도영역 의 콘크리트에서 구성재료의 변동에 따른 콘크리트의 특성을 파악하고 , 이를 향후 현 장적용을 위한 자료로 삼고자 하였다. 고로슬래그 미분말의 사용에 수반되는 경제적인 효과와 대체재의 특성을 고려해서 요구성능에 맞는 콘크리트를 개발하기 위해.
본 실험은 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 유동특성을 알아보기 위한 것으로서. W/B는 40, 45.
제안 방법
12. 15, 18 cm의 4종류로 계획하였다.
) 40, 45. 50 및 55%를 대상으로 고로슬래그 미분말의 치환율, 슬럼프별로 각종 굳지 않은 성상 및 강도특성을 검토하였다.
50, 55(%)인 4종류, 목표 슬럼프치는 8, 12, 15, 18(前인 4종류로 하였다. 각 목표 슬럼프 치를 고로슬래그 미분말 치환율이 0%인 플레인콘크리트에 적합하도록 배합을 선정한 후, 고로슬래그 미분말을 단위시멘트량에 대하여 중량으로 각각 30, 50, 70 %를 대체하여 콘크리트 상태에서의 슬럼프 및 공기량 특성을 비교·검토하였다.
고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 유동 특성 및 강도특성을 비롯한 제공학적 특성을 비교·분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
고로슬래그 미분말의 치환율 변화에 따른 콘크리트의 수화발열 특성을 알아보기 위하여, W/B 가 40 %이고, 목표슬럼프치가 18 cm인 콘크리트를 제조 한 후, 단열온도상승시험 (KS L 5121) 에 의한 수화특성을 검토하여 Fig. 10과 같은 결과를 얻었다.
5cm. 공기량은 4.5±1.5 %로 하여 고로슬래그 미분말의 치환율 변화에 따른 경시 변화 특성을 검토하였다.
50% 범위에서. 목표슬럼프치 18cm를 대상으로 고로슬래그 미분말의 치환율에 따른 특성을 분석하였다.
본 실험에 사용한 AE 감수제의 첨가량은 각 W/B 또는 목표 슬럼프별로 동일하게 결합재 증량에 대하여 0.5%를 사용하였으며, 고로슬래그 미분말 혼합에 따른 공기량 저하효과를 보완하기 위하여 AE제를 각각 W/B 40%에서 0.02%, W/B 45%에서 0.015%, W/B 50% 및 55%에서 0.01%씩 혼합하였다.
고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 유동특성, 강도 특성. 응결특성 및 수화특성과 같은 공학적 특성에 관하여 다양한 실험변수를 정하여 연구를 수행하였다.
콘크리트의 비빔은 Fig. 2에서와 같이, 1002 강제식 팬타입 믹서를 사용하여 건비빔과 모르타르 비빔을 행한 후, 골재를 투입하는 선 모르타르 비빔 방법으로 실시하였다.
콘크리트의 슬럼프 및 공기량을 측정한 후, 재령별 압축강도를 측정하기 위해서 압축강도 측정용 (P 10x20cm 공시체를 제작하였다. 24시간 후에 몰드를 탈형한 다음, 공시체는 소요의 재령까지 21±3'C의 수중에서 표준양생을 실시하였다.
대상 데이터
굵은골재는 용원석산의 25mm 쇄석을 세척하여 사용하였다. 골재의 물리적 성질은 Table 4와 같고, 골재의 입도분포곡선은 Fig.
또한, 잔골재는 남양만산 세척사를 사용하였으며. 굵은골재는 용원석산의 25mm 쇄석을 세척하여 사용하였다.
본 실험에 사용된 콘크리트는 W/B 40%와 W/B 50%를 대상으로 하고, 목표 슬럼프치는 18±2.5cm. 공기량은 4.
본 실험에 사용한 각종 사용재료(시멘트, 혼화재, 골재 및 AE감수제)의 물리·화학적 성질은 Table 2 ~ Table 5에 나타난 바와 같다.
본 실험에 사용한 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트 배합⑹은 수차례의 시험비빔을 통하여 선정된 것으로 Table 6에 나타낸 바와 같다.
시멘트는 국내 S사 보통 포틀랜드 시멘트( I 종)로써 KS L 5201의 품질규격에 적합하였으며, 혼화재는 고로슬래그 미분말을 사용하였다.
혼화제는 일반 콘크리트에서 주로 사용하고 있는 AE감수제(표준형, J사)를 사용하였고, 그 물성 및 품질성능은 Table 5와 같다.
성능/효과
1) 굳지 않은 콘크리트의 슬럼프 변화는 고로슬래그 미분말의 치환율이 증가함에 따라 증대하는 것으로 나타났다. 또한, 경과 시간에 따른 슬럼프의 특성은 고로슬래그 미분말의 사용에 따라 슬럼프 손실이 다소 개선되는 것으로 나타났다.
2) 공기량의 경우에는 고로슬래그 미분말의 치환율이 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타나, 결합재 치환율의 증가에 따라 AE제의 사용량을 증가시켜야만 한다.
3) 고로슬래그 미분말을 사용한 굳지 않은 콘크리트의 블리딩량은 W/B에 따라 약간의 차이를 나타내고 있지만, 플레인 콘크리트와 거의 유사한 값을 보이고 있다. 또한, W/B에 따른 블리딩량은 W/B 40%의 경우 0.
4) 고로슬래그 미분말의 치환율에 따른 응결 시간은 W/B 40%의 경우에는 치환율이 증가할수록 증대하는 경향을 나타내고 있었으나, W/B 50 %의 경우. 치환율에 관계없이 거의 유사한 값으로 나타났지만, 치환율이 70%인 콘크리트의 종결시간은 플레인 콘크리트의 종결시간보다 2~3시간 정도 증가하는 것으로 나타났다.
5) 수화발열 특성은 고로슬래그 미분말의 치환율이 증가할수록 최고온도는 비슷하거나 감소하고 상승구배는 급속히 완만해졌다. 이는 수화열에 영향을 미치는 단위시멘트량이 상대적으로 감소하였기 때문에 나타난 것으로 사료된다.
6) 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 강도 발현 성상은 치환율이 증가할수록 초기 재령에서는 낮은 강도발현을 나타내는 반면에, 장기재령으로 갈수록 강도발현율이 증가하는 경향을 보이고 있다.
고로슬래그 미분말의 치환율별 슬럼프 시험 결과는 Fig. 3에 나타낸 바와 같이, W/B에 관계없이 전반적으로 고로슬래그 미분말의 치환율이 증가할수록 증대하는 것으로 나타났다.
특히, W/B 40 % 이고. 고로슬래그 미분말의 치환율이 70 %인 콘크리트의 경우에서는, 고로슬래그 미분말을 치환하지 않은 콘크리트보다는 경과시간에 따른 유동성이 유지성능이 우수한 것으로 나타났다.
고로슬래그 미분말의 치환율이 증가할수록 최고상승온도는 유사한 경향을 보이고 있으나, 온도 상승 구배는 치환율이 증가할수록 완만한 것으로 최고상승온도와 온도상승구배는 콘크리트의 온도균열에 영향을 주는 요인들로서, 최고상승온도는 고로슬래그 치환율 50 %까지 는 유사하나, 치환율 70 %에서는 6 ℃정도 감소하고 있고, 고로슬래그 치환율이 증가할수록 온도상승구배는 더욱더 완만해지고 있어, 고로슬래그를 사용하게 되면 콘크리트의 온도균열을 일으킬 가능성이 상대적으로 감소할 것으로 분석된다.
2XB% 정도 감소되는것으로 나타났다. 따라서, 고로슬래그 미분말을 다량으로 사용함에 따라 콘크리트의 유동성을 개선 시킬 수 있었다. 공기량은 경과시간에 따라 감소되는 경향을 나타냈다.
또한, W/B별 블리딩 발생량은 전반적으로, W/B가 클수록 많은 것으로 나타났는데, W/B 40%의 경우 0.23~0.30cm7cirf이고, W/B 50% 의 경우 0.40 ~ 0.53citf/otf 로서, 日本建築學會 「콘크리트의 調合設計指針·同解說」에서 고내구성 콘크리트의 경우에 대해 규정하고 있는 0.3 cm'/ctf 이하를 만족하는 것은 W/B 40%인 것으로 나타났다.
것으로 나타났다. 또한, 경과 시간에 따른 슬럼프의 특성은 고로슬래그 미분말의 사용에 따라 슬럼프 손실이 다소 개선되는 것으로 나타났다.
공기량은 경과시간에 따라 감소되는 경향을 나타냈다. 또한, 고로슬래그 미분말의 치환율에 따라 공기량의 변화가 상이한 것으로 나타났다. 즉, 고로슬래그 미분말의 치환율 50%를 전후하여 경과시간에 따른 공기 량 손실은 치환율이 클수록 완만한 경향을 보이고 있었다.
또한, 목표 슬럼프치가 낮을수록 고로슬래그 미분말의 치환율 증가함에 따라 슬럼프 증가율이 커지고 있어, 고로슬래그 미분말이 유동성 측면에서 유리하다는 것을 알 수 있다.
또한, W/B 50 %의 경우에서는, 고로슬래그 미분말의 치환율 50% 및 70%인 콘크리트가 플레인 콘크리트에 비해 목표슬럼프 확보를 위해 사용된 감수제가 0.1 ~0.2XB% 정도 감소되는것으로 나타났다. 따라서, 고로슬래그 미분말을 다량으로 사용함에 따라 콘크리트의 유동성을 개선 시킬 수 있었다.
본 실험에서 적용한 굵은골재의 겉보기 용적은 W/B 및 목표 슬럼프치에 따라 다소 상이한 것으로 나타나고 있지만, 대략 0.587~0.665 범위에서 굵은 골재량을 산정하였다.
시험결과, 고로슬래그 미분말의 치환율에 따른 블리딩율 및 블리딩량은 W/B에 따라 상이한 결과를 나타내고 있었다.
6과 같다. 실험결과, 혼합직후 시간이 경과함에 따른 슬럼프의 변화는 치환율이 증가할수록 슬럼프의 저하는 감소하는 것으로 나타났다. 특히, W/B 40 % 이고.
이는 고로슬래그 미분말의 잠재수경성 반응에 의한 것이며, 결합재-물비가 클수록 잠재수경 성 반응이 조기에 일어난다는 것을 알 수 있었다.
이상에서 알 수 있듯이, 고로슬래그 미분말을 콘크리트 구조물에 적용할 경우에는 초기 재령에서의 강도관리가 무엇보다도 중요하다고 할 것이다.
4에 나타낸 바와 같이, 전반적으로 치환율이 증가할수록 뚜렷한 감소경향을 보이고 있다. 이와 같이, 고로슬래그 함유량이 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트에서 공기량의 확보에 커다란 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 그러나, 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 경우, 소요 공기연행제의 사용으로 적정 공기량을 확보하는데는 큰 어려움은 없을 것으로 판단된다.
있다. 즉, W/B 40%의 경우에는 치환율이 증가할수록 응결시간이 증대하는 경향을 나타내고 있는 것에 반해서, W/B 50%의 경우에는 치환율에 관계없이 거의 유사한 값으로 나타났는데, 이는 단위결합재량의 크기에 따른 영향인 것으로 판단된다. 한편, 고로슬래그 치환율이 70% 인 콘크리트의 종결이 플레인 콘크리트의 종결보다 2~3시간 정도 증가하는 것으로 나타나고 있어,
또한, 고로슬래그 미분말의 치환율에 따라 공기량의 변화가 상이한 것으로 나타났다. 즉, 고로슬래그 미분말의 치환율 50%를 전후하여 경과시간에 따른 공기 량 손실은 치환율이 클수록 완만한 경향을 보이고 있었다. 한편.
W/B 50 %의 경우. 치환율에 관계없이 거의 유사한 값으로 나타났지만, 치환율이 70%인 콘크리트의 종결시간은 플레인 콘크리트의 종결시간보다 2~3시간 정도 증가하는 것으로 나타났다.
한편, 블리딩의 종료시간은 전반적으로, 고로슬래그 미분말의 치환율이 증가할수록 증대하는 것으로 나타났다.
후속연구
향후, 현장에 적용할 경우에는 응결시간에 따른 거푸집 해체 시기를 선정하는 것이 바람직 하다.
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