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문제 정의
- 및 내염해성 등 내구특성을 비교 . 검토함으로서 산업부산물인 석탄회의 활용 증대를 위한 참고자료를 제시하고자 한다
제안 방법
- 본 연구는 잔골재 대체재로서 석탄회의 주요 구성성분인 플라이애시와 바텀애시의 치환율에 따른 콘크리트의 길이변화, 중성화, 회학저항성 및 내염해성 등 내구특성을 비교 . 검토함으로서 산업부산물인 석탄회의 활용 증대를 위한 참고자료를 제시하고자 한다
- 본 연구의 실험계획 및 배합은 표 1에서 보는 바와 같이 석탄회의 종류에 따른 석탄회를 대량 사용한 콘크리트의 내구 특성을 비교 . 검토하기 위해서 석탄회의 종류를 플라이애시 및 바텀 애 시의 2수준으로 선정하고, 각 석탄회의 대체율을 잔골재 용적에 대하여 0, 10, 20, 35 및 50% 까지 대량 대체하는 수준으로 선정하였다.
- . 검토하기 위해서 석탄회의 종류를 플라이애시 및 바텀 애 시의 2수준으로 선정하고, 각 석탄회의 대체율을 잔골재 용적에 대하여 0, 10, 20, 35 및 50% 까지 대량 대체하는 수준으로 선정하였다. 또한 각 배합의 물시멘트비 및 단위수량은 일반 콘크리트 수준의 60% 및 180kg/rrf으로 고정하였다.
- 검토하기 위해서 석탄회의 종류를 플라이애시 및 바텀 애 시의 2수준으로 선정하고, 각 석탄회의 대체율을 잔골재 용적에 대하여 0, 10, 20, 35 및 50% 까지 대량 대체하는 수준으로 선정하였다. 또한 각 배합의 물시멘트비 및 단위수량은 일반 콘크리트 수준의 60% 및 180kg/rrf으로 고정하였다.
- 의하여 실험을 실시하였다. 중성화깊이는 100 X 100 x 400mm 콘크리트 공시체를 제작하여 28일 수중양생을 행하고 1주간 상온에서 정치한 후 온도 20±2℃, 상대습도 60±5%, CO2농도 5±0.2%의 촉진중성화 시험기내에서 4주간 촉진시킨 후 脸 F 2596에 의하여 중성화깊이를 측정하였다. 화학저항성의 경우 5% H2SO4 용액을 사용하여 0100 X 200mm 콘크리트 공시 체를 제작하여 28일 수중양생을 실시한 후 H2SO4 수용액에 침지 시켜 침 지전 및 침지후 1, 4, 8주에서의 콘크리트 압축강도, 질량 변화율 등을 측정하였다.
- 화학저항성의 경우 5% H2SO4 용액을 사용하여 0100 X 200mm 콘크리트 공시 체를 제작하여 28일 수중양생을 실시한 후 H2SO4 수용액에 침지 시켜 침 지전 및 침지후 1, 4, 8주에서의 콘크리트 압축강도, 질량 변화율 등을 측정하였다. 염화물 침투깊이는 2.5% NaCl 수용액을 사용하여 0100 x200mm 콘크리트 공시체를 28일 수중양생 시키고, NaCl 수용액에 4주간 침지시킨 후 공시체의 중심부를 할렬 한 뒤, 질산은(AgNQ) 시약을 분무하여 변색부위를 버어니어 캘리퍼스를 이용하여 측정하였다
- 콘크리트의 비빔방법은 용량 1006 의 강제식 믹서를 사용하여 시멘트, 잔골재, 석탄회를 투입하여 건비빔을 30초간 행한후, 물과 굵은골재, 고성능감수제를 투입하여 약 2분간 비빔을 실시하는 분할 투입방법을 사용하였다.
- 5% H2SO4 용액에 콘크리트 공시체를 침지후 재령 56일 까지 공 시체의 압죽강도 변화와 질량변화를 즉정하였다. 그림 3缶은 재령 28일에서의 석탄회 종류에 따른 콘크리트의 침지전 압축강도의 변화를 나타낸 것이며, 그림 4는 5% H2SO4 용액 침지후의 침지 재령에 따른 압축강도의 변화를 나타낸 것이다.
- 2%의 촉진중성화 시험기내에서 4주간 촉진시킨 후 脸 F 2596에 의하여 중성화깊이를 측정하였다. 화학저항성의 경우 5% H2SO4 용액을 사용하여 0100 X 200mm 콘크리트 공시 체를 제작하여 28일 수중양생을 실시한 후 H2SO4 수용액에 침지 시켜 침 지전 및 침지후 1, 4, 8주에서의 콘크리트 압축강도, 질량 변화율 등을 측정하였다. 염화물 침투깊이는 2.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 재료는 표 2에서 보는 바와 같이 시멘트는 1종 보통포틀랜드시멘트, 잔골재는 밀도 2.56, 조립율 3.04의 세척사, 굵은골재는 밀도 2.65, 최대치수 20mm의 부순자갈 혼화제는 나프탈렌계 고성능감수제를 사용하였다. 또한 바텀 애 시는 최대치수 5mm, 밀도 1.
- 65, 최대치수 20mm의 부순자갈 혼화제는 나프탈렌계 고성능감수제를 사용하였다. 또한 바텀 애 시는 최대치수 5mm, 밀도 1.97의 바텀애시를 사용하였으며, 플라이애시는 밀도 2.13, 분말도 3, 613rf/g의 제품을 사용하였다 표 3 및 그림 1은 시멘트, 플라이애시 및 바텀애시의 화학조성과 석탄회의 SEM 형상을 나타낸 것으로 플라이애시의 경우 구형의 매끄러운 입형을 띄는 반면, 바텀애시는 입형이 매우 불규칙적이고 표면이 다공성임을 알 수 있다
이론/모형
- 석탄회의 종류에 따른 콘크리트의 내구특성을 검토하기 위하여 본 연구에서는 길이변화의 경우 KS F 2424(contact gauge 방법) 에 의하여 실험을 실시하였다. 중성화깊이는 100 X 100 x 400mm 콘크리트 공시체를 제작하여 28일 수중양생을 행하고 1주간 상온에서 정치한 후 온도 20±2℃, 상대습도 60±5%, CO2농도 5±0.
성능/효과
- 플라이애시를 대체한 콘크리트의 경우 대체로 유사한 강도저하 기울기를 보이고 있으며. 바텀애시를 대체한 콘크리트의 경우 플라이애시를 대체한 콘크리트 (FA10)에 비해 침지재령에 따른 강도저하 기울기가 상대적으로 큰 것으로 나타났다. 이는 앞서 언급했듯이 바텀애시를 대체한 경우보다 플라이애시를 대체한 경우가 공극충전 작용으로 콘크리트 조직이 보다 치밀했기 때문으로 사료된다.
- 특히 플라이애시를 대체한 콘크리트의 경우 넓은 범위에 걸쳐 압축강도와 염화물 침투깊이 사이에 높은 상관성을 나타냄으로서 염화물 침투깊이의 추정시 압축강도 값을 유용하게 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 바텀 애 시를 대체한 콘크리트의 경우에도 압축강도가 증가함에 따라 염화물 침투깊이가 감소하고 있으나 상관성은 높지 않은 것으로 나타났다.
- 수 있다. 일반적으로, 단위시멘트량의 일부를 플라이애시로 대체하여 콘크리트에 혼합할 경우 시멘트량의 감소와 포졸란 반응시의 Ca(0H)2의 소비로 인해 중성화깊이가 증가하는 것으로 알려져 본 배합에서는 시멘트량을 고정하고 플라이애시의 잔골재에 대한 대체로 인한 조직의 치밀화로 중성화깊이가 감소하는 것으로 나타났다. 바텀애시를 대체한 콘크리트의 경우, 바텀애시 대체율이 증가함에 따라 중성화깊이가 다소 증가하는 것으로 나타났는데, 이는 바텀애시의 다공질특성에 기인한 것으로 사료된다.
- 그러나 바텀애시를 대체한 콘크리트의 경우에는 상관성이 매우 낮은 것으로 나타났다. 플라이애시 및 바텀애시를 대체한 콘크리트 모두 압축강도와 중성화깊이의 상관성이 압축강도와 염화물 침투깊이의 상괸성보다 상대적으로 낮게 나타났다.
- 1) 콘크리트의 길이변화를 검토한 결과 석탄회 종류 및 대체율에 따라 다소 차이를 보였으며, 석탄회를 치환하지 않은 플게인 콘크리트의 경우 7.13x10= 플라이애시 및 바텀 애 시를 사용한 콘크리트의 길이변화는 각각 6.28-6.97X[(广 및 6.75-7.60x10^ 의 수준으로 나타났다
- 2) 5% H2^)4 수용액에 침지전 재령 28일의 압축강도 값은 플라이애시 대체율이 증가할수록 높은 압죽강도를 발현하였으며, 바텀애시를 사용할 경우 압축강도가 다소 감소하는 것으로 나타났다.
- 3) 화학저항성은 석탄회를 사용하지 않은 플레인콘크리트에 비해 석탄회를 사용한 콘크리트에서 동등이상인 것으로 나타났다.
- 4) 염화물 침투깊이와 중성화깊이의 경우, 플라이애시 대체율이 증가할수록 침투깊이와 중성화깊이는 감소하였으며, 바텀애시를 사용한 배합의 경우 플레인콘크리트에 비해 다소 증가하는 것으로 나타났다.
- 5) 염화물 침투깊이 및 중성화깊이와 압축강도의 상관관계는 플라이애시 콘크리트의 경우 높은 상관성을 보였으나 바텀애시 콘크리트의 경우에는 상관성이 매우 낮은 것으로 나타났다.
후속연구
- 감소하고 있음을 알 수 있다. 특히 플라이애시를 대체한 콘크리트의 경우 넓은 범위에 걸쳐 압축강도와 염화물 침투깊이 사이에 높은 상관성을 나타냄으로서 염화물 침투깊이의 추정시 압축강도 값을 유용하게 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 바텀 애 시를 대체한 콘크리트의 경우에도 압축강도가 증가함에 따라 염화물 침투깊이가 감소하고 있으나 상관성은 높지 않은 것으로 나타났다.
- 6) 본 연구결과, 석탄회를 콘크리트용 잔골재로서 적절히 대체할 경우 콘크리트의 강도향상 및 내구특성 개선효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.
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