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문제 정의
- 그러므로, 본 연구에서는 실무 레미콘의 건조수축균열 저 감을 목적 으로, 혼화재 및 수축저 감제 의 혼입률 변화에 따른 콘크리 트의 물성변화 및 건조수축 저 감 특성을 분석 하므로써 , 향후 콘크리트의 고내구성화 방안을 제시하고자 한다.
- 본 연구는 혼화재 및 수축저감제 혼입률 변화에 따른 콘크 리트의 기초물성 변화 및 건조수축 저감 특성을 분석한 것으 로, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
제안 방법
- 먼저, 수축저감제 혼입률 증가에 따른 응결시간은 플레인 과 비교하여 .혼입률이 증가할수록 점진적으로 빨라지는 것으로 나타났는데, 이는 수축저감제의 혼입률 증가에 따른 유동 성 저하 및 공기량 감소와 수축저감제의 화학조성 중 알칼리 성분에 의해 수화반응이 촉진9)되어 응결시간이 빠르게 나타난 것으로 사료된다.
- 본 연구의 실험방법으로 먼저, 콘크리트의 혼합은 강제식 팬타입 믹서를 사용하여 혼합하였다.
- 실험 사항으로 굳지않은 콘크리트에서 는 슬럼프, 슬럼 프플 로우, 공기량, 단위용적질량 및 응결시간을 측정하였고, 경화 콘크리트에서는 계획된 재령에 따라 압축강도 및 건조수축 길이변화율을 측정하였다.
- 경화 콘크리트의 실험으로 압축강도는 (P100X 200mm 원 주형 공시체를 KS F 2403에 따라 제작.양생한 후 KS F 2405 규정에 의거 계획된 재령에서 lOOTon U.T.M을 사용하여 측정하였다. 길이변화율은 KS F 2424의 다이얼 게이지 방법으로 계획된 재령에서 측정한 후 다음 식에 의거 구하였다.
- 즉, 실험요인으로 W/B는 45% 1수준에 대하여 단위수량을 WOkg/n?으로 고정한 후, 혼화재를 치환하지 않은 무치환과 실무의 보편적으로 사용하는 플라이애시 10%(이하 FA 10), 고로슬래그 미분말 20%(이하 BS 20)를 치환한 3수준에 대하여 수축저감제를 0, 0.5, 1.0, 1.5 및 2.0%의 5수준으로 총 15 배치를 실험계획 하였다.
- 이때, 수축저감제를 혼입하지 않은 플레인에 대하여 목표 슬럼프 150 +25mm, 목표 공기량 4.5±1.5%를 만족하도록 배 합설계 한 후, 이후의 모든 배합에 동일하게 적용하였다.
대상 데이터
- 경화 콘크리트의 실험으로 압축강도는 (P100X 200mm 원 주형 공시체를 KS F 2403에 따라 제작.양생한 후 KS F 2405 규정에 의거 계획된 재령에서 lOOTon U.
- 또한, 혼화재료宣써 플라이애시는 정제된 보령 화력산을 사용하였고, 고로슬래그 미분말은 포항제철에서 생산되는 것을 사용하였다. 고성능감수제는 국내산 J사의 폴리칼본산계, AE제는 빈졸계를 사용하였는데, 각 혼화재료의 물리적 성질 은 표 5~7과 같다.
- 본 실험에 사용한 재료로써, 시멘트는 국내산 A사의 보통 포틀랜드시멘트를 사용하였고, 골재로써 잔골재는 인천 중구 항동산 세척사, 굵은골재는 경기도 광주산 25mm 쇄석골재를 사용하였는데, 시멘트 및 골재의 물리적 성질은 표 3 및 4와 같고, 시멘트 및 골재의 입도곡선은 그림 1 및 2와 같다.
이론/모형
- 굳지않은 콘크리트의 실험으로 슬럼프는 KS F 2402의 규 정에 의거 실시하였고, 슬럼프플로우는 슬럼프 측정이 끝난 후 최대직경과 이에 직교하는 직경의 평균치로 하였다. 공기 량은 KS F 2421, 단위용적질량은 KS F 2409의 규정에 의거 실시하였고, 응결시간은 KS F 2436의 프록터 관입침 저항 시 험법에 의거 실시하였다.
- 굳지않은 콘크리트의 실험으로 슬럼프는 KS F 2402의 규 정에 의거 실시하였고, 슬럼프플로우는 슬럼프 측정이 끝난 후 최대직경과 이에 직교하는 직경의 평균치로 하였다. 공기 량은 KS F 2421, 단위용적질량은 KS F 2409의 규정에 의거 실시하였고, 응결시간은 KS F 2436의 프록터 관입침 저항 시 험법에 의거 실시하였다.
- M을 사용하여 측정하였다. 길이변화율은 KS F 2424의 다이얼 게이지 방법으로 계획된 재령에서 측정한 후 다음 식에 의거 구하였다.
성능/효과
- 먼저 플레인의 경우, 배합설계에 의하였으 므로 목표 슬럼프 150±25mm, 목표 공기량 3~6%의 범위를 만족하였다. 수축저감제 혼입률 변화에 따른 특성으로 수축저감제 혼입률이 증가함에 따라 유동성 및 공기량이 모두 저 하하는 것으로 나타났는데 , 이는 수축저감제가 휘발성이 낮고, 시멘트 입자에 흡착되지 않는 유기계 혼화제로", 콘크리트의 점성이 작아짐에 기인한 것으로 판단된다. 한편, 혼화재 치환별로는 FA의 경우가 미 연탄소분의 공기포 흡착작용에 기인하여 BS에 비해 공기량 저하가 다소 크게 나타났다.
- 1) 굳지않은 콘크리트의 특성으로 혼화재 치환별 수축저감제 혼입률 증가에 따른 유동성 및 공기량은 모두 저하하였다. 응결시 간은 혼화재별로 무치환, BS 20, FA10의 순으로 빠르 게 나타났고, 수축저감제 혼입률 증가에 따라서도 빠르게 나타났다.
- 2) 경화 콘크리트의 특성으로 혼화재 치환에 따른 압축강도는 조기재령에서 FA 및 BS가 플레인 콘크리트에 비해 작게 발 휘되었으나, 장기 재령에서는 크게 발휘되었다. 수축저감제 치환에 따라서는 혼입률이 증가할수록 플레인 콘크리트 보다 감소하여 수축저감제 1% 첨가에 따라 3-6% 정도 감소하는 경향이었다.
- 3) 건조수축 특성으로 혼화재 치환에 따라서는 무치환과 비교하여 FA 및 BS로 치환한 경우가 다소 감소율이 크게 나타 났고, 수축저감제 혼입률 증가에 따라서는 표면장력 및 모 세관 장력의 감소에 의해 건조수축이 감소하였다. 이때, 건 조수죽 감소율은 수죽저감제 1%씩 혼입률을 증가에 따라 10-15% 정도 저감효과가 있는 것으로 밝혀졌다.
- 먼저 플레인의 경우, 배합설계에 의하였으 므로 목표 슬럼프 150±25mm, 목표 공기량 3~6%의 범위를 만족하였다. 수축저감제 혼입률 변화에 따른 특성으로 수축저감제 혼입률이 증가함에 따라 유동성 및 공기량이 모두 저 하하는 것으로 나타났는데 , 이는 수축저감제가 휘발성이 낮고, 시멘트 입자에 흡착되지 않는 유기계 혼화제로", 콘크리트의 점성이 작아짐에 기인한 것으로 판단된다.
- 먼저, 건조수축 길이변화율은 수축저감제의 혼입률이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 수축저감제가 물에 용해하여 표면장력을 감소시키고, 또한 경화 후 건조시에도 모세관 장력의 감소叫°)에 의해 건조수축이 감소됨에 기인한 것으로 사료된다.
- 2) 경화 콘크리트의 특성으로 혼화재 치환에 따른 압축강도는 조기재령에서 FA 및 BS가 플레인 콘크리트에 비해 작게 발 휘되었으나, 장기 재령에서는 크게 발휘되었다. 수축저감제 치환에 따라서는 혼입률이 증가할수록 플레인 콘크리트 보다 감소하여 수축저감제 1% 첨가에 따라 3-6% 정도 감소하는 경향이었다.
- 1) 굳지않은 콘크리트의 특성으로 혼화재 치환별 수축저감제 혼입률 증가에 따른 유동성 및 공기량은 모두 저하하였다. 응결시 간은 혼화재별로 무치환, BS 20, FA10의 순으로 빠르 게 나타났고, 수축저감제 혼입률 증가에 따라서도 빠르게 나타났다.
- 또한, 수축저감제 혼입률 변화에 따라서는 수축저감제 혼 입률이 증가할수록 강도가 저하하는 것으로 나타났는데, 이는 수축저감제의 모세관 장력 완하 작용으로 인해 강도가 저하 叫。)된 것으로 사료된다. 이때, 강도의 저하율은 수축저감제 혼입률 1%에 대하여 BS가 1% 전후, 플레인 및 FA가 10% 전 후로 감소하는 것을 알 수 있었다.
- 전반적으로 혼화재 치환에 따른 압축강도는 무치환이 혼화 재를 치환한 경우보다 초기재령에서 크게 나타났으나, 장기재 령인 91일에서는 작게 발휘되었는데, 이는 FA의 포졸란 반응 과 BS의 잠재수경성 반응에 의해 장기재령에서 강도가 증진 된 것으로 사료된다.
- 먼저, 수축저감제 혼입률 증가에 따른 응결시간은 플레인 과 비교하여 .혼입률이 증가할수록 점진적으로 빨라지는 것으로 나타났는데, 이는 수축저감제의 혼입률 증가에 따른 유동 성 저하 및 공기량 감소와 수축저감제의 화학조성 중 알칼리 성분에 의해 수화반응이 촉진9)되어 응결시간이 빠르게 나타난 것으로 사료된다. 혼화재 치환에 따른 응결시간은 무치환 이 가장 빠르게 나타났고, 다음으로 BS 20, FA 10의 순으로 나타났다.
- 혼화재 치환에 따른 건조수축 길이변화율은 무치환과 비교하여 BS 및 FA가 치환된 경우 다소 감소하였고, 수축저감제 혼입률 1% 증가에 따라서는 10~15%의 수축저감효과가 있는 것으로 밝혀졌다.
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