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문제 정의
- 그러므로, 본 연구에서는 이미 발표된 시멘트 모르타르 단계의 실험결과 6)를 기초로 실리카흄(이하 SF라 칭함), 스테아린산 아연(이하 ZS라 칭함) 및 규사(이하 SS라 칭함)의 혼합비를 변화시켜 구체방수재 시 제품 개발 안으로 가정한 후, 기존의 구체방수재를 사용한 콘크리트와 함께 구체 방수재의 첨가량 변화에 따른 굳지 않은 콘크리트 및 경화 콘크리트의 제반 물성과 수밀 특성을 비교·분석함으로써 성능이 우수하고, 경제적인 구체방수재를 개발하고자 하는 것이 본 연구의 목적이다.
- 따라서, ZS의 분산성과 SF의 경제성을 동시에 보완할 수 있을 것으로 예상되는 SS를 일정 비율로 혼합하는 것을 본 연구의 범위로 하였다.
제안 방법
- 본 연구의 구체방수 재 개발안은 SF : ZS : SS를 각각 중량으로 일정 비율 혼합하여 기존의 구체방수재 사용 콘크리트와 제반 물성을 비교·분석하는 것으로 계획하였는데, 이는 Table 1에서와 같이 기존의 시멘트 모르타르 연구결과©에서 空의 경우 수밀성은 우수하나, 분산성이 저하되어 시공이 어렵고, SF은 분산 성능과 공극충전 효과가 양호한 반면, 가격이 고가인 특성이 있다.
- 본 연구의 실험계획은 Table 2와 같다. 즉, 배합사항으로 WB는 55% 1개 수준으로 고정하고, plain에서의 목표슬럼프치 15±2.5cm, 목표 공기량 4.5±1.5 %를 만족하는 범위로 하여 전배합에 동일하게 적용하였다.
- 구체방수재의 비교 실험으로 먼저, A에서는 시중에 유통되고 있는 구체방수재를 구입하여, 표준사용량인 12 kg/nf와 6, 18, 241烟備의 4개 수준으로 첨가하고, B, C, D 의 구체방수 재 개발안은 SF : ZS : SS의 혼합비율을 각각 변화시킨 것으로, A에서 사용하는 방수재의 사용량 변화와 동일하게 변화시키는 총 17배치를 실험계획 하였다.
- 실험사항으로 먼저 굳지 않은 콘크리트에서는 슬럼프슬럼프 플로우, 공기량 및 단위용적 중량 응결 시간 등을 측정하고, 경화상태에서는 압축 강도(7일, 28일, 91일), 흡수 투수시험(28일, 91일, 180일 및 건조 수축에 의한 길이 변화 특성을 측정하도록 계획하였다. 콘크리트의 배합은 Table 3과 같다.
- 응결 시간은 KS F 河에 의거 실시하였다. 한편, 콘크리트 상태에서 No.4로 체가름하여 채취한 모르타르의 투수량 시험은 KS F 2451의 규정에 의거 Fig. 1과 같이 실시하였고, 콘크리트의 투수시험은 Fig. 2의 시험장치(외압 투수 시험 장치)를 이용하여 실시하였다. 길이 변화시험은 KS F 2424에 의거 실시하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 시멘트는 국내산 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하고, 잔골재는 충북 청원군 미호천산 강모래를 사용하였으며, 굵은 골재는 충북 옥산면산 20 mm 쇄석을 사용하였는데, 그물리적 성질은 Table 4, 5와 같다 기존 구체 방수재는 국내 S사 제품을 사용하였는데, 그 화학적 구성성분은 Table 6과 같고, 개발안으로 가정한 구체 방수재에 사용한 SF은 노르웨이산을, 空은 국내 S사 제품을 사용하였고, SS는 국내 D사 제품을 사용하였는데, 각 재료의 물리 및 화학적 성질은 Table 7~9와 같다.
이론/모형
- 실험 방법으로 콘크리트의 혼합은 강제식 팬믹서를 사용하여 3분간 비빔하는 것으로 하였다 굳지 않은 콘크리트의 실험으로 슬럼프는 KS F 2402의 규정에 의거 실시하였고, 슬럼프 플로우는 슬럼프 측정이 끝난 후, 최대직경과 이에 직교하는 직경의 평균치로 하였으며, 공기량 및 단위용적 중량 시험은 KS F 2421 및 2409의 규준에 따라 실시하였다. 응결 시간은 KS F 河에 의거 실시하였다.
- 응결 시간은 KS F 河에 의거 실시하였다. 한편, 콘크리트 상태에서 No.
- 2의 시험장치(외압 투수 시험 장치)를 이용하여 실시하였다. 길이 변화시험은 KS F 2424에 의거 실시하였다.
성능/효과
- 한편, 공기량은 구체방수재의 혼입량 및 ZS의 첨가량이 증가하는 것일수록 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 325 nRsh에 99 %이상 통과하는 미분말인 ZS의 공극충진효과에 기인한 결과로 분석된다. 단위용적 중량은 공기량 감소에 따른 요인과 구체방수재의 비중차에 따른 요인 등의 복합으로 구체방수재 혼입량 18 @1件까지는 큰 변화가 없으나, 혼입량 24烟仙3에서는 감소하는 것으로 나타났다
- 기인한 결과로 분석된다. 단위용적 중량은 공기량 감소에 따른 요인과 구체방수재의 비중차에 따른 요인 등의 복합으로 구체방수재 혼입량 18 @1件까지는 큰 변화가 없으나, 혼입량 24烟仙3에서는 감소하는 것으로 나타났다
- 방수재 종류별로는 SF : ZS : SS의 혼합비가 1 : 2 : 1인 시제작품 c의 경우가 다른 것에 비하여 경시 변화 구배가비교적 완만한 것으로 나타났다.
- 6 은 방수 재 종류별 혼입량 변화에 따른 7일, 28일 및 91일 재령에서의 압축 강도를 나타낸 것이다. 재령 7일에서 B, C, D의 경우는 방수재 혼입량이 증가할수록 압축강도는 감소 하 는 것으로 나타났는데, 특히 ZS의 첨가량이 많은 C와 D의 경우에서 더욱 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 ZS의 발수작용 6, 7)에 의한 수화 작용의 저해 및 단위 시멘트량의 감소에 기인한 결과로 분석된다.
- 특히, 구체방수재의 주요 성분 중 空의 첨가량이 증가하는 제품일수록 흡수량은 작아지는 경향을 보이고 있는데, 이는 ZS의 발수 작용에 기인한 결과로 분석된다
- 4 체로 체가름하여 채취한 모르타르 시료와 콘크리트 시료의 투수 특성을 분석한 것이다. 모르타르나 콘크리트 공히, 재령이 경과하고, 방수재 혼입량 및 ZS의 첨가량이 증가하는 제품일수록 투수량은 감소하는 것으로 나타났다. 방수 재 종류별로는 재령 91일이고, 구체 방수재의 혼입량이 12 齒彼일 때 ZS 성분을 함유하고 있는 B, C, 。의 경우가 A에 비하여 각각 6g, 7g, 7g 정도씩 낮은 투수량으로 나타났다 또한, 콘크리트의 경우도 모르타르 상태와 유사한 경향으로 재령, 구체방수재의 혼입량 및 ZS의 첨가량이 증가할수록 투수량은 감소하는 것으로 나타났다
- 건조 수축에 의한 길이 변화는 Fig. 9에서와 같이 초기 재령에서 급격하게 이루어지고, 재령이 경과함에 따라 완만한 경향을 보이고 있는 것으로 나타났는데 특히, 본 연구범위에서는 ZS 혼입량이 가장 많은 D의 경우가 가장 크게 수축하는 것으로 나타나고 있어 콘크리트의 균열 발생확률이 가장 높은 것으로 평가되었다.
- 구체방수재의 종류가 B이고, 혼입량 6kg/m3, 18kg4i?, 24 kg床 그리고, C의 6 k* g奇과 18kg4n 비교적 우수한 것으로 나타났다 그러나 혼입량 증가에 따른 비용상승 측면, 강도 및 수밀성 측면 등을 종합적으로 고려하여 볼 때 사용량이 6蛔宿이면서 SF : ZS : SS의 혼합비가 1 : 2 : 1인 경우가 가장 유리한 것으로 분석되었다. 따라서, 상기의 분석 결과를 활용한다면 기존의 구체 방수재를 혼합한 콘크리트에 비해 우수한 수밀성을 갖는 고품질의 수밀콘크리트를 경제적으로 제조할 수 있는 것으로 분석되었다.
- 분석되었다. 따라서, 상기의 분석 결과를 활용한다면 기존의 구체 방수재를 혼합한 콘크리트에 비해 우수한 수밀성을 갖는 고품질의 수밀콘크리트를 경제적으로 제조할 수 있는 것으로 분석되었다.
- 1) 구체방수재의 혼입량이 증가할수록 슬럼프 및 슬럼프 플로우는 증가하였고, 공기량은 감소하였으며, 응결 시간은 구체방수재 및 ZS의 혼입량이 증가할수록 지연되었다
- 2) 기존의 구체방수재인 A의 압축 강도는 재령별 구분 없이, 구체방수재 혼입량 Xkg/n?까지는 증가하다 이후 24kgA誓에서는 감소하는 것으로 나타났으나, 시제작품인 B, C, 。의 경우는 구체방수재의 혼입량이 증가할수록 초기 재령의 압축 강도는 약간 감소하였으나, 재령이 28일 이후이고, 혼입량 12戏/n?이하에서는 증가하였다.
- 3) 흡수량 및 투수량은 구체방수재의 혼입량이 증가하고, 재령이 경과할수록 감소하였는데 특히, ZS를 첨가한 B, C, D가 기존의 방수재인 A에 비하여 현저히 낮은 흡수 특성을 나타내었다.
- 4) 건조수축에 의한 길이 변화는 A, B, C와 plain은 유사한 정도로 나타났으나, ZS의 첨가량이 가장 많은 D의 경우는 plain에 비해 크게 수죽하였다.
- 5) 종합적으로 구체방수재의 시 제작품으로 가정한 SF : ZS : SS의 혼합비 1 : 2 : 1, 혼입량 6kg/m3인 조건에서 기존 구체방수재를 혼입한 콘크리트보다 우수한 품질의 수밀콘크리트를 제조할 수 있었다.
- 전반적으로 구체방수재의 혼입랴^ 증가할수록 슬럼프와 슬럼프 플로우는 증가하는 것으로 나타났다. 단, A에서는 슬럼프 및 슬럼프 플로우 값이 방수재 혼입량 ISWm? 까지 증가하나, 그 이후에는 감소하는 것으로 나타났다.
- 먼저, 구체방수재를 혼합한 콘크리트의 흡수량은 Fig. 7 에서와 같이 방수재의 혼입량이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났는데, 특히 B, C, D는 기존 구체방수재인 A에 비하여 현저히 작은 흡수량을 보이고 있다. 즉, 방수 재의사용량이 6也滸이면서 SF : ZS : SS의 혼합비가 1 : 2 : 1 인 C의 흡수량은 재령 28일에서 A의 적정 사용량 12 Mr?에 비하여 각각 8 g, 19 g, 44 g이 작은 것으로 나타났다.
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