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문제 정의
- 본 연구는 콘크리트의 고강도화, 경량화에 대한 필요성이 요구되어지고, 또 다양해셔 가는 콘크리트 제품에 대한 수요를 충족시키기 위한 새로운 건설재료의 개발과 환경 보전이라는 측민에서, 점토를 소성 가공한 인공경량골재를 이용하고, 혼화제로 실리카흄과 플라이에쉬를 첨가한 고강도 경량콘크리트를 제조하여 굳지않은 콘크리트 및 경화콘크리트의 특성을 파악함으로써 실제 구조물의 적용에 대한 기초자료를 제공하는데 그 목직이 있다.
가설 설정
- 6. 단위용적중량은 실리카흄괴. 플마이에쉬의 치환율이 중가할수록 감소하는 경향을보있고, 모든 배합에서 2000kgf/cm3이하의값을 나타내어 경량콘크리트의 조건을 만족하였다.
제안 방법
- 고강도 경량콘크리트의 역학적 성능을 알아보기 위하여 잔골재율(S/a)을 45%로 고정하였으며, 혼화재의 첨가에 따른 콘크리트의 역 학적 성질 변화를 알아보기 위해 결합재량500kgf/m3에서는 실리카흄 첨가량 변화를 0,10% 두 개 수준으로, 플라이에쉬 첨가량 변화는 0, 5, 10, 15, 20% 5게 수준으로 하였다.고성능AE감수제의 사용량은 목표슬럼프 18±2cm를 만족하도록 사욍 랑을 조절하였으머, 기타 본 실험을 위한 배합설계는 Table.
- 본 연구는 고강도 경량콘크리트의 실용화를 위해 굵은골재로 점토를 소성 · 가공한 팽창점토를 사용하고, 혼화재로 실리카흄과 플라이에쉬를 첨가하였다. 잔골재율을 45%, 목표슬러프 18±2cm, 물결합재비 30, 40, 45, 50, 60%와 결합재량 400, 450, 500, 550, GOOkgf/m, 에 대해 실리카흄 0,10% 및 플라이애쉬 0, 5, 10, 15, 20%의 치환율에 따라 각각 배하설계를 실시하여 아직 굳지 않은 콘크리트 및 경화콘크리트의 븍성을 비교, 검토한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 아직 굳지않은 상테와 경화상태로 구분하여 실험하였으며, 실험요인에 따른 실험방법은 KS규준에 따른 표준적인 방법으로 행하였다.
- 사용하고, 혼화재로 실리카흄과 플라이에쉬를 첨가하였다. 잔골재율을 45%, 목표슬러프 18±2cm, 물결합재비 30, 40, 45, 50, 60%와 결합재량 400, 450, 500, 550, GOOkgf/m, 에 대해 실리카흄 0,10% 및 플라이애쉬 0, 5, 10, 15, 20%의 치환율에 따라 각각 배하설계를 실시하여 아직 굳지 않은 콘크리트 및 경화콘크리트의 븍성을 비교, 검토한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
대상 데이터
- 고성능AE감수제는 비중이 1.22±0.05인 국내에서 생산되는 JW사의 PHOENIX-R1 을 사용하였으며, 그 물리 - 화학적 성질은 Table. 3과 같다.
- 본 실험에서는 구조용으로 사용이 가능할 것으로 생각되는 점토를 소성, 가공한 국내산 인공경량골재 팽창점토를 사용하였으며, 이를 사용한 콘크리트의 역학적 특성을 규명하기 위한 배합요인 및 실험수준은 Table. 1과 같다.
- 시멘트는 KSL 5201에 규정된 H사의 보통 포틀랜드시멘트(OPC)를 사용하였다.
- 잔골재는 경북 칠곡군 왜관읍의 낙동강 모래를 사용하였으며, 굵은골재로는 중남 예산군에 있는 H사의 팽창점토를 사용하있다. 골재단위용저의 물리적 특성 및 입도곡선은 Table.
- 혼화재로 사용되는 실리카흄은 캐나다산이고, 플라이애쉬는 충남 보령시에서 생산되는 H사의 제품을 사용하였으며, 물리적 및 화학적 특성은 Table. 4~7과 같다.
성능/효과
- 1. 고성능AE감수제의 사용량온 플라이애쉬치환율에 따른 번화는 미세하였으니, 실리카흄의 치환에 따라서는 실리카흄을 10%치환한 배합이 실리카흄을 치환하지 않은 배합보다 사용량이 증가하였다.
- 2. 경시변화에 따른 슬럼프손실은 실리카흄을 10%치환한 배합이 치환하지 않은 배합보다 초기 재령에서 더 크게 나타났고, 플라이에쉬 치환율이 중가할수록 감소하였니. 그리고, 공기량은 전반적으로 불규칙한 변화를 보였고, 아직 굳지 않은 콘크리트의 단위용적중량은 실리카흄과 플라이애쉬의 치환을이 중가할수록 감소하는 경향을 나타내었다.
- 3. 물결합재방에 따른 새령28일 압축강도는30%에서 465kgf/cm] 50%에서 401kgf/cm'2으로 고강도 경 량콘크리트의 기준인 270 kgf/cm2을 모두 상회하는 강도를 나타내었다. 그리고 플라이애쉬 치환율에 따른 압축강도는 치환율이 증가할수록 초기재령에서 강도 중진이 느리게 나타났으나, 제령28일에서는 비슷한 값 또는 초과된 값을 나타내었고, 실리카흄 치환율에 따른 아축강도는 실리카흄 10% 치환한 배합이 모두 높게 나타났다.
- 4. 인장강도는 플라이애쉬 치환율에 따른 변화는 거의 없었으나, 실리카흄을 10% 치환한 경우는 치환하지 않은 배합보다 더 크게 나타났다.
- 5. 흡수율은 실리카흄 10%치환한 배합이실리카흄을 치환하지 않은 배합보다 더 크게 나타났고, 플라이애쉬 치환율에 따른 흡수율의 기울기는 더 작게 나타났다.
- 7. 길이변화율은 실리카흄 치환율에 따른차이는 거의 없으나, 플라이에쉬 치환율이 중가할수록 감소하는 경향을 보였다.
- 고성능AE감수제의 사용량은 실리카흄을 사용하지 않은 배합에서는 플라이애쉬 치환율의 증가에 따라 미세한 번화는 있었지만 전반적으로 비슷한 값을 나타내었고, 실리카흄을 10%치환한 배합에서는 플라이에쉬 치환율이 5% 일 때 다소 증가하였으나 전반적으로 미세한 변화만이 있었다. 실리카흄 치환에 따라서는 실리카흄을 10%치환한 배합이 치환하지 않은 배합보다 고성능AE감수제의 사용량이 증가하였는데, 이는 비표면직이 큰 실리카흄이 수산화칼슘과 매우 짧은 시간에 반응하여 점성이 증가한 것으로 사료된다.
- 그러나 플라이애쉬 치환율에 따른 길이변화율은 치환율이 중가할수록 감소함을 알 수 있었다.
- 물결합재방에 따른 새령28일 압축강도는30%에서 465kgf/cm] 50%에서 401kgf/cm'2으로 고강도 경 량콘크리트의 기준인 270 kgf/cm2을 모두 상회하는 강도를 나타내었다. 그리고 플라이애쉬 치환율에 따른 압축강도는 치환율이 증가할수록 초기재령에서 강도 중진이 느리게 나타났으나, 제령28일에서는 비슷한 값 또는 초과된 값을 나타내었고, 실리카흄 치환율에 따른 아축강도는 실리카흄 10% 치환한 배합이 모두 높게 나타났다.
- 경시변화에 따른 슬럼프손실은 실리카흄을 10%치환한 배합이 치환하지 않은 배합보다 초기 재령에서 더 크게 나타났고, 플라이에쉬 치환율이 중가할수록 감소하였니. 그리고, 공기량은 전반적으로 불규칙한 변화를 보였고, 아직 굳지 않은 콘크리트의 단위용적중량은 실리카흄과 플라이애쉬의 치환을이 중가할수록 감소하는 경향을 나타내었다.
- 변화만이 있었다. 실리카흄 치환에 따라서는 실리카흄을 10%치환한 배합이 치환하지 않은 배합보다 고성능AE감수제의 사용량이 증가하였는데, 이는 비표면직이 큰 실리카흄이 수산화칼슘과 매우 짧은 시간에 반응하여 점성이 증가한 것으로 사료된다.
- 실리카흄 치환율에 따라서는 실리카흄을 10%치환한 콘크리트가 진반적으로 실리카흄을 사용하지 않은 콘크리트보다 초기슬럼프 손실이 더 크게 나타났다. 이는 비 표면적이 큰 실리카흄과 수산화칼슘이 짧은 시간에 반응하여 겔상의 물질을 생성하므로 점성이 커지기 때문에 나타난 결과로 생각된다.
- 실리카흄을 치환하지 않은 배합과 10%치환한 비]합을 플라이에쉬 치환율에 따른 제령별 압축강도를 살펴보면, 실리카흄 10%치환한배합의 압축강도가 재령 3일에서 1~31kgf/cm]7일에서 12~40kgf/cm2 28일에서 8~26kgf/cm2, 56일에서 3~37kgf/cm2 더 높게 나타났으며, 물결합재비 40%, 결합재량 500kgf/cm2의 배합에 서 실리카흄 10%, 플라이애 쉬 10%치환한 배합이 최고 압축강도를 나타내었다.
- 실리카흄을 치환하지 않은 배합에서 플라이애쉬 치환율별 변화는 치환율이 증가할수록 흡수율이 실리카흄을 10% 치환한 배합보다 증가의 기울기가 크게 나타났는데, 플라이에쉬 0%, 5% 치환했을 때는 실리카흄 10%치환한 배합보다 매우 낮은 값을 보였고, 플라이애 쉬 치환율 15%이 상인 경우에는 흡수율이 거의 비슷한 값을 나타내었다.
- 전반적으로 실리카흄과 플라이애쉬의 치환율이 증가할수록 단위용적중량이 감소하였는데, 이는 실리카흄과 플라이애쉬의 비중이 시멘트의 비중보다 작기 때문에 단위용적중량을 감소시킨 것으로 사료된다. 실험한 모든 배합에서단위용적중량이 2,000kgf/cm3이하로 나타나 경량콘크리트의 조건을 만족하였다.
- 이상의 결과를 고찰할 때 실리카흄을 치환하면 흡수율이 증가하지만, 플라이에쉬의 적절한 사용으로 흡수율을 낮출 수 있을 것으로 사료된다.
- 플라이애쉬 치환율에 따른 단위용적중량을 비교해보면, 플라이에쉬 치환율 5%증가에 따라 평균시cgf/m'3정도 단위용적중량이 감소되었다. 전반적으로 실리카흄과 플라이애쉬의 치환율이 증가할수록 단위용적중량이 감소하였는데, 이는 실리카흄과 플라이애쉬의 비중이 시멘트의 비중보다 작기 때문에 단위용적중량을 감소시킨 것으로 사료된다.
- 플라이애쉬 치환율의 변화에 대해서는 실리가흄 0, 10% 치 환배 합에서 플라이애 쉬 치 환율이 증가할수록 단위용적중량은 감소하였다. 이 또한 시멘트의 비중보다 낮은 값을 가지는 플라이애쉬의 치환량이 늘어나 전반적으로 낮은 값을 나타낸 것으로 생각된다.
- 이는 비 표면적이 큰 실리카흄과 수산화칼슘이 짧은 시간에 반응하여 겔상의 물질을 생성하므로 점성이 커지기 때문에 나타난 결과로 생각된다. 플라이에쉬 치환율에 따른 변화를 보면 전반적으로 플라이 에쉬 치환율이증가할수록 슬럼프의 손실이 감소하였는데, 이는 플라이에쉬 입자모양이 구형의 미분말상태이므로 시멘트풀과 골재 사이의 마찰저항을 줄여줌으로씨 슬럼프의 손실이 적게 나타난 것으로 사료된다.
- 단위용적중량은 실리카흄괴. 플마이에쉬의 치환율이 중가할수록 감소하는 경향을보있고, 모든 배합에서 2000kgf/cm3이하의값을 나타내어 경량콘크리트의 조건을 만족하였다.
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