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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 규정 이상의 회수수 사용을 독려 하기 위하여 이러한 회수수를 사용한 콘크리트의 내구성 및 역학적 특성을 검토하였다.
제안 방법
- 우선 슬러지 혼입률에 따른 품질 검사를 위해 슬럼프(KS F 2402) 및 공기량 측정 (KS F 2421)과 재령 7, 28, 91일에 대하여 압축강도(KS F 2405), 인장강도(KS F 2423)를 측정하였다. 건조수축은 KS F 勿53에 따라 100xl0Qx"mm 각주 시험체를 사용하였으며 시험체 양 측면에 측정을 위한 측정점을 각각 250 mm 간격으로 설치하고 demec gage(최소눈금=1 를 사용하여 계획된 재령에서의 길이변화를 측정하였다. 재령 91일까지의 수축량을 20±l°C, 습도 氏±3%의 항온항습실에서 측정하였다.
- 혼입률을 변수로 하였다. WC 비의 경우, 40, 50, 60%의 경우에 대하여 실험하였고, 양생재령은 7일, 28일, 91일로 하였다. 투입한 혼화제는 AE제와 SP제를 사용하였으며 그 양은 기준배합과 동일하게 하였다.
- 재령 91일까지의 수축량을 20±l°C, 습도 氏±3%의 항온항습실에서 측정하였다. 두 번째로 콘크리트의 내구성 검토를 위해 동결융해(KS F 2456)에 대한 실험을 실시하였다. 강도 실험의 경우에는 ©100 x 200mm 원주 공시 체를 사용하였으며 동결융해 실험에는 100x100 x 400皿 각주 시험체를 사용하였다.
- 본 실험은 ASTM C L14에 따라 염화물 이온의 농도를 측정하였다. 또한 배합수에 함유된 슬러지 고형성분이 시멘트의 수화에 미치는 영향의 저오를 조사하고 슬러지 고형성분의 혼입률을 정하기위해서 모르타르 실험을 실시하였다. 모르타르 실험은 W/C 55%로 하여 시멘트 중량 당 0, 3, 5, 8%의 슬러지 고형성분을 혼입하여 배합에 사용하였으며, 플로우 값 및 압축강도를 측정하였다.
- 또한 배합수에 함유된 슬러지 고형성분이 시멘트의 수화에 미치는 영향의 저오를 조사하고 슬러지 고형성분의 혼입률을 정하기위해서 모르타르 실험을 실시하였다. 모르타르 실험은 W/C 55%로 하여 시멘트 중량 당 0, 3, 5, 8%의 슬러지 고형성분을 혼입하여 배합에 사용하였으며, 플로우 값 및 압축강도를 측정하였다.
- 본 실험은 ASTM C L14에 따라 염화물 이온의 농도를 측정하였다. 또한 배합수에 함유된 슬러지 고형성분이 시멘트의 수화에 미치는 영향의 저오를 조사하고 슬러지 고형성분의 혼입률을 정하기위해서 모르타르 실험을 실시하였다.
- 슬러지 고형성분 혼입에 따른 콘크리트의 동결융해 저항성을 알아보기 위하여 슬러지 혼입률(0, 3, 5, 8%)을 변화시키고 콘크리트를 300사이클까지 동결과 융해를 반복하여 동탄성계수와 중량변화율을 측정한 결과를 W/C 50%, 60%의 경우에 대해 정리하여 나타내면 Fig. 6과 같다. Fig.
- 슬러지 고형성분의 혼입률에 따른 콘크리트 압축강도 와인 장강 도를 알아보기 위하여 슬러지 고형성분의 혼입률에 따른 강도변화를 재령 7, 28, 91일에서 각각 측정을 하였으며, W/C 별로 구분하여 Figs 3, 4의 결과를 얻었다. Table 8에는 슬러지 혼입률에 따른 기준 배합과의 강도 발현 비율을 검토하기 위하여 각 경우의 재령 7일 압축강도를 기준으로 하여 재령 28일과 91일의 강도발현을 비율로 나타내었다.
- 슬러지 고형성분의 혼입에 따른 기초 물성을 검토하여 슬러지 혼입비율의 범위를 결정하기 위하여 모르타르의 플로우와 강도특성을 비교하였다. 이에 따른 실험 결과를 Tables 5, 6에 나타내었다.
- 슬러지 혼입률에 따른 역학적 특성과 내구성을 파악하기 위하여 실시한 본 실험은 w/C 비와 양생 재령, 슬러지 고형성분 혼입률을 변수로 하였다. WC 비의 경우, 40, 50, 60%의 경우에 대하여 실험하였고, 양생재령은 7일, 28일, 91일로 하였다.
- 실험을 실시하였다. 우선 슬러지 혼입률에 따른 품질 검사를 위해 슬럼프(KS F 2402) 및 공기량 측정 (KS F 2421)과 재령 7, 28, 91일에 대하여 압축강도(KS F 2405), 인장강도(KS F 2423)를 측정하였다. 건조수축은 KS F 勿53에 따라 100xl0Qx"mm 각주 시험체를 사용하였으며 시험체 양 측면에 측정을 위한 측정점을 각각 250 mm 간격으로 설치하고 demec gage(최소눈금=1 를 사용하여 계획된 재령에서의 길이변화를 측정하였다.
- 쇄석((}„踮 = 251™])을 사용하였다(Table 1). 콘크리트 배합비의 목표슬럼프는 10±2cm로, 공기량은 혼화제를 첨가하여 5.0 ±1.0%를 만족하도록 하였다. 실험에 사용한 배합을 정리하여 나타내면 Table 2와 같다.
- 콘크리트의 기초 특성 파악이 끝난 후 본 실험은 콘크리트의 역학적 특성 및 내구성을 파악을 위하여 두 가지로 나누어 실험을 실시하였다. 우선 슬러지 혼입률에 따른 품질 검사를 위해 슬럼프(KS F 2402) 및 공기량 측정 (KS F 2421)과 재령 7, 28, 91일에 대하여 압축강도(KS F 2405), 인장강도(KS F 2423)를 측정하였다.
- 투입한 혼화제는 AE제와 SP제를 사용하였으며 그 양은 기준배합과 동일하게 하였다. 한편 슬러지고형성분 혼입량은 시멘트 중량의 0, 3, 5, 8%로 혼입 비율을 달리하였으며, 슬러지 고형성분의 적절한 혼입률을 검토하고자 하였다. 실험변수를 정리하면 Table 3과 같다.
대상 데이터
- 두 번째로 콘크리트의 내구성 검토를 위해 동결융해(KS F 2456)에 대한 실험을 실시하였다. 강도 실험의 경우에는 ©100 x 200mm 원주 공시 체를 사용하였으며 동결융해 실험에는 100x100 x 400皿 각주 시험체를 사용하였다.
- 레미콘 슬러지 혼입률에 따른 콘크리트 특성의 변화를 조사하기 위하여 실시한 본 실험의 콘크리트의 제조를 위한 시멘트는 S사의 1종 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 잔골재는 강릉시 연곡하천 자연사, 굵은골재는 강릉 안인진리의 쇄석((}„踮 = 251™])을 사용하였다(Table 1). 콘크리트 배합비의 목표슬럼프는 10±2cm로, 공기량은 혼화제를 첨가하여 5.
- WC 비의 경우, 40, 50, 60%의 경우에 대하여 실험하였고, 양생재령은 7일, 28일, 91일로 하였다. 투입한 혼화제는 AE제와 SP제를 사용하였으며 그 양은 기준배합과 동일하게 하였다. 한편 슬러지고형성분 혼입량은 시멘트 중량의 0, 3, 5, 8%로 혼입 비율을 달리하였으며, 슬러지 고형성분의 적절한 혼입률을 검토하고자 하였다.
데이터처리
- Fig. 5에서는 건조수축을 예측하는데 사용되는 CODE (ACI Model51, CEB-FIP Model©)의 예측 결과를 함께 비교하였다. 일반적으로, 콘크리트 배합에서 미립분이 증가하면 건조수축이 증가하는 것으로 평가되고 있으나, Fig.
성능/효과
- 1) 슬러지 혼입에 따라 대체적으로 시공성이 저하되었으며 W/C가 큰 경우에는 슬러지수 혼입이 시공성에 미치는 영향이 감소하였다.
- 2) 슬러지 혼입에 따른 콘크리트의 압축강도는 본 실험 범위 내에서 슬러지 혼입 시 강도 발현에 긍정적인 작용을 하였다.
- 3) 콘크리트에 미립분이 증가하게 되면 건조수축은 상대적으로 증가하는 것이 일반적이지만 슬러지 혼입률에 따른 건조수축률은 전반적으로 큰 변화가 없었다.
- 4) 배합수에 고형성분 8%까지의 슬러지수를 혼입하여도 콘크리트의 동결융해 저항성에는 나쁜 영향을 미치지 않았다.
- 5) 종합적으로 콘크리트의 배합수로서 규정이상 농도의 회 수수를 사용하여도 콘크리트 물성에 커다란 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났다. 회수수의 고형분 사용한계를 증가 시키는 것이 바람직한 것으로 판단된다.
- Table 8에는 슬러지 혼입률에 따른 기준 배합과의 강도 발현 비율을 검토하기 위하여 각 경우의 재령 7일 압축강도를 기준으로 하여 재령 28일과 91일의 강도발현을 비율로 나타내었다. 결과에 따르면 압축강도의 경우, W/C의 비율이 상대적으로 적은 W/C 40%와 50%에서 슬러지 고형성분의 강도증진 영향이 있는 것으로 판단되며, 슬러지 혼입이 강도발현에 긍정적으로 작용함을 알 수 있다.
- 동일한 양의 혼화제(AE제, SP제)를 투입하였으나, W/C의 비율이 상대적으로 낮은 40%, 50%에서는 슬러지 혼입률을 증가시킬수록 콘크리트의 작업성이 급격히 떨어지는 경향을 보이고 있으며, W/C가 상대적으로 높은 60%의 경우에는 슬러지의 영향이 크지 않은 것으로 측정되었다. 이는슬러지 고형분에 다량의 미립분이 포함되어 있으나 그 영향이 W/C 60%에서는 상대적으로 작았던 것으로 판단된다.
- 회수수의 고형분 사용한계를 증가 시키는 것이 바람직한 것으로 판단된다. 따라서 현행 회수수의 실효성을 고려하여 회수수의 고형분 사용한계를 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.
- 5 에 따르면 슬러지의 혼입률이 변화해도 측정된 건조수축변형률은 거의 영향을 받지 않았으며 모든 W/C에서 동일한 경향을 보였다. 이에 비해, 모델식은 모두 실험값과 큰 차이를 보이고 있으며, 특히 ACI Model식의 경우에는 슬러지 혼입의 영향이 과다하게 평가되는 것으로 나타났다.
- 하지만 현장 조사 결과 국내 레미콘 제조회사의 경우슬러지 고형분이 보통 5%±1정도로 발생되고 있으며 이것을 직접 배합수로 사용하였을 경우 시간적, 경제적으로 많은 효과를 얻을 수 있을 것이다.
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