선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 폴리머 콘크리트가 가지는 우수한 재료 특성을 투수성 폴리머 콘크리트의 제조에 응용하기 위한 기초 자료를 얻기 위하여 결합재로서 가장 많이 사용되는 열경화성의 불포화 폴리에스테르 수지 및 비닐에스테르 수지를 사용하고 그 양과 잔골재의 사용량이 투수성 폴리머 콘크리트의 공극률, 압축강도, 휨강도 및 투수성에 미치는 영향과 이들의 상관성에 대하여 검토하였다.
제안 방법
- 10일간 건조양생(20 ℃, 50 % RH)한 6 cmx6 cmx24 cm의 시험체를 지간 18 cm로 하여 중앙점 하중법에 의해휨강도를 측정한 다음 절단된 시험체 위에 6 cm의 정4각형 철제 후판을 두고 가력하여 압축강도를 측정하였다.
- 결합재 충전재 표준사 및 굵은골재의 전체 중랑이 1, 800 g이 되도록 각 재료를 계량한 다음, 먼저 표준사와 굵은 골재를 KS L 5109에 규정된 공칭용량 5.7/의 혼합용기를 가지는 모르터 믹서기에 넣고 20초간 건비빔하였다. 그리고 불포화 폴리에스테르 수지 또는 비닐에스테르 수지와 그 중량의 1 %에 해당하는 경화제를 전동교반기에서 2, 500 ipm으로 60초간 혼합한 것을 건비빔한 시료 위에 넣고 30초간 혼합, 10초간 정지 그리고 다시 90초간 혼합하는 방법으로 투수성 폴리머 콘크리트를 혼합하였으며, 10초간 혼합을 정지시킨 동안에는 혼합이 불충분한 부분이 생기지 않도록 혼합용기의 바닥과 측면의 시료를 큰 수저로 휘저었다.
- 공극률 측정을 마친 시험체를 2일간 대기중에서 건조시킨 다음 시험체의 둘레를 시멘트풀로 바르고 다시 1일이경과하여 재령 10일이 되는 때에 투수시험을 실시하였다. 투수시험에는 Fig.
- 7/의 혼합용기를 가지는 모르터 믹서기에 넣고 20초간 건비빔하였다. 그리고 불포화 폴리에스테르 수지 또는 비닐에스테르 수지와 그 중량의 1 %에 해당하는 경화제를 전동교반기에서 2, 500 ipm으로 60초간 혼합한 것을 건비빔한 시료 위에 넣고 30초간 혼합, 10초간 정지 그리고 다시 90초간 혼합하는 방법으로 투수성 폴리머 콘크리트를 혼합하였으며, 10초간 혼합을 정지시킨 동안에는 혼합이 불충분한 부분이 생기지 않도록 혼합용기의 바닥과 측면의 시료를 큰 수저로 휘저었다. 모르터 믹서기로 혼합하는 동안 패들의 회전 속도는 모두 제1속으로 하였다.
- 또한 폴리머 콘크리트는 재령 7일까지는 재령에 따라 강도가 증가하며, 그 이후의 강도 증진은 거의 나타나지 않는 것으로 보고되고 있다9). 따라서 본 연구에서는 투수성 폴리머 콘크리트의 제조에 있어서 골재를 건조시켜 수분함량이 0.1 % 이하가 되도록 한 후 사용하고, 재령 10일의 압축강도와 휨강도 시험을 하였다. Fig.
- 지름 15cm, 높이 4cm의 시험체를 7일간 건조양생한 다음 수중 중량(g)과 대기중 중량(g)을 즉정하고 다음 식에 의해 공극률(%)을 계산하였다.
- 투수성 폴리머 콘크리트의 배합은 Table 2에 나타낸바와 같이 전체 중량에 대해 결합재로서 불포화 폴리에스테르 수지 또는 비닐에스테르 수지와, 충전재로서 탄산칼슘을 각각 5, 6, 7 및 8 %씩 사용하고 표준사를 0, 5, 10 및 15 %를 사용하였으며 나머지는 굵은골재로 구성하였다이때 A사의 불포화 폴리에스테르 수지 (resin-A라 함) 를 사용한 경우는 전체의 배합에 대하여 시험하였는데 수지와 탄산칼슘의 사용량이 각각 중량으로 8 % 이상인 경우는 액상 부분이 시험체 밑면으로 흘러내려 불투수층을형성하는 것이 관찰되었다. 이 때문에 S사의 비닐에스테르 수지 또는 불포화 폴리에스테르 수지(각각 resin-B 및 resin-C라 함)를 사용한 시험에서는 Mix No.
- 투수성 폴리머 콘크리트의 압축강도 및 휨강도용 시험체의 제작은 6 cm><24 cm의 각주체 몰드를 사용하였으며, 시료를 3층으로 나누어 채우고 각각 40회씩 다짐을 하였다 공극률 및 투수계수 측정용 시험체는 지름 15 cm, 높이 4 cm의 몰드에 시료를 2층으로 나누어 채운 다음 각각 40회씩 다짐을 하였다.
- 실시하였다. 투수시험에는 Fig. 1의 투수시험장치를 제작하여 사용하고, 흙의 정수위 투수시험에 준한 방법으로 시험하였다.
대상 데이터
- 골재는 100℃에서 12시간 건조시킨 다음 함수율 0.1 % 이하가 되도록 하고, 굵은골재는 입자 크기 2.5~10 mm의 부순 돌(비중 2.65)을 사용하였으며, 잔골재는 압축강도 시험용의 주문진 표준사를 사용하였다.
- 본 연구에서는 결합재로서 불포화 폴리에스테르 수지와비닐에스테르 수지를 사용하였다.
- 수지는 국내의 A사와 S사에서 시판하는 올소 타입 (Orthoph thalate type) 의 불포화 폴리에스테르 수지와 S 사에서 시판하는 비닐에스테르 수지로서 경화촉진제인 CbOc (Cobalt Cttoate)가 포함된 것을 사용하였고 경화제는 Nfethyl Ethyl Keton Per Oxide (MEKPO) 의 55 % Dimethyl Fhthalate (DMP) 용액으로서 수지 중량의 1 %를 사용하였다 시험에 사용한 불포화 폴리에스테르 수지와 비닐에스테르 수지는 투명한 적자색으로 그 특성은 Table 1과 같다
- 충전재로는 평균입경 32 ㎛의 중질 탄산칼슘을 사용하였다.
성능/효과
- 1) 수지와 탄산칼슘의 사용량이 각각 중량으로 8% 이상인 경우는 액상 부분이 시험체 밑면으로 흘러내려 불투수층을 형성하며, 공극률을 크게 감소시키기 때문에 투수성 폴리머 콘크리트의 제조에 있어서 수지의 사용량은 8 %를 넘지 않아야 하는 것으로 판단된다.
- 2) 수지와 탄산칼슘의 사용량이 각각 중량으로 5% 내지 7 %이고 잔골재의 사용량이 15 %인 경우 투수성 폴리머 콘크리트의 투수계수는 0.25~0.1 cm/s를 나타냈으며, 일반적으로 시공 직후의 투수계수 0.1 cm/s 정도가 요구되기 때문에 투수성 폴리머 콘크리트에서의 잔골재량은 15% 정도까지가 사용 가능한 범위로 생각된다.
- 3) 수지와 탄산칼슘을 각각 5~7 %씩 사용하고, 잔골재는 사용하지 않았을 때 투수성 폴리머 콘크리트의 압축강도는 110-200 kgfcm2 정도가 얻어졌으며, 휨강도는 40~ 60kgf/cm2 정도까지 얻어졌다. 잔골재를 사용하는 경우는 그 양의 증가에 따라 강도가 증가하였고, 투수계수 0.
- 4) 결합재로서 불포화 폴리에스테르 수지를 사용한 경우 압축강도에 대한 휨강도의 비는 0.25 정도이며, 비닐에스테르 수지를 사용한 경우는 그 비가 0.32 정도로서 후자가 상대적으로 높은 비를 나타내 휨강도 개선효과가 큰것을 확인할 수 있었다.
- 점 접합된 상태이다. 따라서 결합재와 충전재 및 잔골재량의 증가에 따라 굵은골재를 결합하는 모르터 부분이증가하고 또 이 부분의 접착강도가 개선되어 투수성 폴리머콘크리트의 압축강도와 휨강도가 증가하는 것으로 보인다. 수지와 탄산칼슘을 각각 5~7 %씩 사용하고, 잔골재는사용하지 않았을 때 투수성 폴리머 콘크리트의 압축강도는 110 -200kgf/cm2 정도가 얻어졌으며, 휨강도는 40-60 kgi/cm2 정도까지 얻어졌다.
- 따라서 투수성 폴리머 콘크리트에서 불포화 폴리에스테르 수지 또는 비닐에스테르 수지의 사용량은 8 %가 한계인 것으로 보이며, 일반 폴리머 콘크리트에서의 수지의 사용량이 10~12 %인 것과 비교하면 상당히 적은 양이라 할 수 있다
- 수지 사용량이 8 %인 경우는 수지와 탄산칼슘 혼합물이 시험체 밑면으로 흘러내려 층을 형성하는 것이 확인되었다.
- 정도까지 얻어졌다. 잔골재를 사용하는 경우는 그 양의 증가에 따라 강도가 증가하였고, 투수계수 0.1 cWs를 확보하면서 얻을 수 있는 압축강도의 최대값은 350kgfcm2 정도인 것으로 나타났다.
- 수지와 탄산칼슘을 각각 5~7 %씩 사용하고, 잔골재는사용하지 않았을 때 투수성 폴리머 콘크리트의 압축강도는 110 -200kgf/cm2 정도가 얻어졌으며, 휨강도는 40-60 kgi/cm2 정도까지 얻어졌다. 잔골재를 사용하는 경우는그 양의 증가에 따라 강도가 증가하였고 투수계수 0.1 (Ws를 확보하면서 얻을 수 있는 압축강도의 최대값은 350 kgf/ari 정도인 것으로 나타났다.
- 잔골재를 사용하지 않고 A사의 불포화 폴리에스테르수지를 사용하였을 때는 수지의 사용량이 5 %에서 8 %로증가함에 따라 공극률이 27%에서 17%로 감소하였고, 잔골재를 15 % 사용하였을 때는 공극률이 16 %에서 0.5 % 로 급격히 감소한 것으로 나타났다.
- 투수성 폴리머 콘크리트의 투수성은 굵은골재 사이의공극 및 굵은골재 이외의 모르터 성분의 투수성에 의존하는 것으로 보이며, 결합재, 충전재 및 잔골재량의 증가에따라 굵은골재 사이의 공극이 감소되고 모르터 성분의 투수성이 저하되는 것으로 판단된다. 다만 본 연구에서는탄산칼슘과 수지를 같은 양 사용하였는데 이것은 일반적으로 보통의 폴리머 콘크리트를 만들 때의 배합기준을 적용한 것으로‘牌 투수성 폴리머 콘크리트에서도 이 비율이최적인 것인지에 대해서는 추가적인 검토가 필요하다 Fig.
후속연구
- 저하되는 것으로 판단된다. 다만 본 연구에서는탄산칼슘과 수지를 같은 양 사용하였는데 이것은 일반적으로 보통의 폴리머 콘크리트를 만들 때의 배합기준을 적용한 것으로‘牌 투수성 폴리머 콘크리트에서도 이 비율이최적인 것인지에 대해서는 추가적인 검토가 필요하다 Fig. 4는 투수성 폴리머 콘크리트의 공극률과 투수계수의 관계를 나타낸 것으로 대체로 투수계수를 0.1 crr/s 이상으로 하기 위하여 공극률은 10 % 이상이 되어야 함을보여 준다.
- 개선시키는 역할을 하는 것으로 보인다. 따라서 투수성 폴리머 콘크리트의 제조에 있어서는 어떤 종류의 충전재가 가장 적합한지를 검토하기 위하여 앞으로 고로슬래그 미분말이나 플라이 애시 등의 광물질 미분말을 중전 재로 사용한 연구의 필요성이 있다고 생각된다.
- 한편 폴리머를 사용한 콘크리트-폴리머 복합체에는 폴리머 시멘트 콘크리트(polymer cement concrete, PCC), 폴리머 콘크리트(polymer concrete, PC) 및 폴리머 함침콘크리트(polymer impregnated concrete, PIC)로 분류할수 있는데 폴리머 시멘트 콘크리트나 폴리머 콘크리트에투수성을 부여하게 되면 기존의 투수성 아스팔트나 투수성 콘크리트보다 강도와 내구성이 우수하게 된다특히투수성 폴리머 콘크리트의 경우는 정원이나 수영장 주변의 표층부 등에 활용할 경우 미끄러짐을 방지하며, 흙 속에 통기성과 수분의 확보가 가능하게 하여 흙 속의 생물들에게 좋은 환경을 제공하는 외에도 미적 효과를 높일수 있어 환경친화성이 높은 재료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.