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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 관리오차에 의한 가수 및 인위적인 가수 등에 의한 콘크리트 내의 수량 변화가 콘크리트의 내구성 저하에 미치는 영향을 검토하고자 하였다.
제안 방법
- 195kg/m3)을 설정하였다. 그리고 레미콘 플랜트에서의 단위수량 변동에 따른 문제점 검토를 위해각 단위수량에서 4단계의 수량의 증가(0, +15, +25, +35kg/m3)를 실험인자로 설정하였으며, 경화 콘크리트를 대상으로 재령별 압축강도 및 염소이온 침투 저항성, 동결융해 저항성 등을 평가하였다.
- 동결융해 저항성 실험은 각형 10X10X40cm의 실험체를 대상으로 KS F 2456(급속 동결융해에 대한 콘크리트의 저항실험 방법)의 B방법인 공기중에서 동결하고 수중에서 융해하는 시험방법으로 4시간 동안 온도 범위 -18℃~+4℃로 동결융해 하는 것을 1 싸이클로 하여 0, 50, 100, 150, 싸이클 동안 실험하였다.
- 본 연구의 실험계획 및 콘크리트의 배합은 표 1에 나타낸 바와 같이 기존 레미콘 3개 제조사에서 가장 많이 사용되는 배합을 참조하여 단위수량 175kg/m3 을 기준으로 수량 증감에 따른 5단계 (155, 165, 175, 185, 195kg/m3)을 설정하였다. 그리고 레미콘 플랜트에서의 단위수량 변동에 따른 문제점 검토를 위해각 단위수량에서 4단계의 수량의 증가(0, +15, +25, +35kg/m3)를 실험인자로 설정하였으며, 경화 콘크리트를 대상으로 재령별 압축강도 및 염소이온 침투 저항성, 동결융해 저항성 등을 평가하였다.
- 압축강도는 φ10x20cm의 원주형 실험체를 대상으로 재령 3, 7, 28일에 만능재료시험기를 사용하여 측정하였다.
- 보호하였다. 염소이온 침투저항성 시험은 Tang & Nilsson이 제안한 전기촉진시험방법4)과 염화 이온 침투 저항성 ( 염소이온확산계수표준화연구 2006. 02 연세대학교 산업자원부, 기술표준원)11), 을 참조하여 0.3M의 NaOH 수용액을 양극으로, 3% NaCl 수용액을 음극으로 하여 15V의 전압을 가하였을 때 0.2Z2의 저항에 걸리는 전류와 확산셀 내부의 온도를 B시간 동안 측정하였다. 염소이온의 침투 깊이는 시험이 종료한 후 시험편을 할렬하여 0.
- 염소이온 침투저항성 실험체의 제작은 그림 4에 나타낸 바와 같이 소요의 재령까지 수중양생을 실시한 010X5cm의 원주형 공시체를 사용하여 제작한 후, 수분의 증발을 방지하기 위하여 에폭시를 도포하여 원주면을 보호하였다. 염소이온 침투저항성 시험은 Tang & Nilsson이 제안한 전기촉진시험방법4)과 염화 이온 침투 저항성 ( 염소이온확산계수표준화연구 2006.
- 2Z2의 저항에 걸리는 전류와 확산셀 내부의 온도를 B시간 동안 측정하였다. 염소이온의 침투 깊이는 시험이 종료한 후 시험편을 할렬하여 0.1N AgNCh를 분무하였을 때 변색되는 부위를 버니어 캘리퍼스를 사용하여 측정하였다.
이론/모형
- 실험항목 및 내구성관련 실험방법은 표 3과 같이 KS 규격에 준하여 실시하였다.
성능/효과
- (1) 압축강도 실험결과 +15kg/m3 가수한 경우 상대 압축 강도 비가 84-87%, +25kg/m3 가수 한 경우 상대압축강도비가 67-76%, +35kg/m3 가수한 경우 상대압축강도비가 61-62% 까지 압축강도가 저하되는 것으로 나타나 +25kg /m3 이상의 가수가 되었을 경우에는 설계 기준강도 이하의 압축강도 결과가 나타날 수 있음에 따라 유의할 필요성이 있을 것으로 판단된다.
- (2) 동결융해저항성 실험결과 압축강도가 클 수록동결융해에 대한 저항성도 증가하는 것으로 나타났으며, 가수에 의해 압축강도도 저하됨으로 가능한 +25kg/m3 이상의 가수가 이루어지지 않도록 관리할 필요성이 있다.
- (3) 염화이온침투저항성 실험결과 +15, +25kg/ m3 가수의 경우 염화이온침투 깊이가 0.08~ 2.55mm로 W0와 유사한 것으로 나타났으나, +35kg/m3 가수하였을 경우에는 염화 이온 침투 깊이가 3.23~7.97mm로 +15, +25 kg/m3 가수하였을 경우에 비해 상대적으로 큰 것으로 나타나 인위적인 가수 및 관리/제조 오차 상의 가수로 인해 콘크리트 내의 수량이 증가하더라도 보통강도 영역에서 염화 이온 침투 저항성의 고려 차원에서 +35kg/m3 이상의 가수가 되지 않도록 유의할 필요가 있을 것으로 판단된다.
- 가수에 따른 염화이온침투저항성 실험결과를 나타낸 그림 8에서도 전체적인 경향은 콘크리트 내의 수량이 증가할수록 염화이온침투깊이도 증가하는 것으로 나타났다. 특히 W0 (가수하지 않은 상태)와 비교한 모든 경우에서 있어서 +15, +25kg/m3 가 수하였을 경우에는 염화이온침투 깊이가 0.
- 각각의 물시멘트비-단위수량에서 가수를 하지 않은 W0의 재령 28일 압축강도를 100으로 하였을 때 가수에 따른 상대 압축강도비를 백분율로 나타낸 그림 6에서와 같이 A Class의 경우, +15kg/m3 가수일 때상대압축깅도비가 84-87%, +25kg/m3 가수일 때 상대 압축 강도 비가 67-76%, +35kg/m3 가수일 때 상대 압축 강도 비가 61-62% 까지 압축강도가 저하되는 것으로 나타났다.
- 그림 5는 가수에 의한 콘크리트 내 수량변화에 따른 압축강도 실험결과는 재령 3, 7, 28일로 증가할수록 압축강도도 증가하는 것으로 나타났으며, 물 시멘트비와 단위수량이 낮을수록 압축강도는 증가하는 것으로 나타나 콘크리트 내의 수량이 증가할수록 압축강도는 전체적으로 저하하는 경향을 보이고 있다.
- 동결융해저항성 관련 실험은 현재 150cycles 까지 측정하였으며, 그림 7에서와 같이 동결융해저항성 실험 결과의 전체적인 경향도 콘크리트 내의 수량이 증가할수록 상대동탄성계수도 저하하는 것으로 나타났다. 150cycles 에서 48%-155의 상대동탄성계수비가 73-75%, 52%-165의 상대동탄성계수비가 61~ 71%로 가수가 많이 될수록 상대동탄성계수비도 저하하는 것으로 나타났으나 가수에 의한 큰 차이를 보이지는 않고 있다.
- 또한 A Class에 비해 상대적으로 저강도 영역인 B Class의 압축강도 저하가 +15kg/m3일 때 2-3%, +25kg/m3일 때 13-14%, +35kg/m3<a 때 24~25%로 상대적으로 적은 것으로 나타났는데, 이는 일정수준 이하의 저강도 영역에서는 재료분리 등의 영향으로 가수로 인한 강도저하가 미비한 것으로 사료된다.
- 특히 61%-195 경우에는 모든 시험체가 150cycles에서 파괴되는 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 압축강도가 클수록 동결융해에 대한 저항성도 증가하는 것으로 나타났으며, 가수에 의해 압죽강도도저하됨으로 가능한 +25kg/m3 이상의 가수가 이루어지지 않도록 관리할 필요성이 있다.
- +35 kg/n?이상이 가수가 되었을 경우에는 성능 저하 효과가 크기 때문에 설계된 내구성능의 적정 수준이상을 유지하기 위해서는 배합 설계된 단위 수량에 대한 품질관리에 유의할 필요가 있는 것으로 나타났다. 이에 따라 일본의 각종 지침에서 규정하고 있는 제조오차와 측정오차를 확률적으로 고려한 합부 판정기준값과 내구성 저하 도를 함께 고려하였을 경우, 콘크리트 단위 수량 품질 관리 기준은 배합 설계된 단위 수량에 +15kg/m3 이하로 규정할 필요가 있을 것으로 판단된다.
후속연구
- 이에 따라 인위적인 가수 및 괸.리 및 제조오차상의 가수로 인해 콘크리트 내의 수량이 증가하더라도 보통강도 영역에서 염화 이온 침투 저항성의 고려 차원에서 +35kg/m3 이상의 가수가 되지 않도록 유의할 필요가 있을 것으로 판단된다. 수량증감에 따른 전기촉진시험방법에 의한 염소이온 확산계수 측정결과를 그림 9에 나타내었다.
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