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일반 강도용 고유동 콘크리트에서의 골재 입도 영향
Effects of Aggregate Grading on the Performance of High-Flowing Concrete with General Strength 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.16 no.6, 2012년, pp.63 - 72  

김상철 (한서대학교 토목공학과) ,  김연태 (서울과학기술대학교 구조공학과) ,  신동철 (가천대학교 건축공학과)

초록
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고유동 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 고가의 각종 혼화재료를 과량 혹은 추가로 사용하여야 하기 때문에 재료비 단가 상승, 추가 설비의 필요 등의 문제점이 있고, 재료분리를 방지하기 위해 분체량을 증가시킴으로써 과잉 강도발현 등 고유동 콘크리트가 갖고 있는 많은 장점이 있음에도 특수 목적이외에는 그 사용에 있어 제약이 있었다. 이에 본 연구에서는 기존에 개발된 고강도성 고유동 콘크리트와 달리 일반 강도의 고유동 콘크리트의 상용화를 위해 콘크리트 구성 재료 중에서 골재를 중심으로 이들의 합리적 활용과 콘크리트의 성능향상 모색을 위해 정량적 인자별 실험을 수행하였다. 사용한 실험변수로 물-시멘트비, 잔골재율, 골재의 조립률, 입자 크기의 중요도, 13mm 골재와 미립분의 활용에 대해 검토하였으며, 슬럼프플로와 U형 충전시험의 충전고차로 평가하였다. 연구결과, 고유동 콘크리트 성상은 굵은 골재보다 잔골재 입도에 대한 의존도가 높으며, 잔골재율이 높을수록, 조립률이 낮을수록 충전성과 유동성 확보에 유리하였다. 또한, 골재의 대체재로써 13mm 골재 및 미립의 석분을 활용함으로써 보다 효율적으로 충전성과 유동성을 향상시킬 수 있음이 본 연구를 통해 확인되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The high-flowing concrete requires additionally or excessively more expensive admixture than conventional concrete. So, the concrete has not to be widely used in practical field due to the increase of production price, need of additional facilities, and excessive development of concrete strength in ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 골재의 조립률이 고유동 콘크리트 성상에 미치는 영향 이외에 각 입자 크기의 영향을 정량적으로 분석하기 위하여 골재의 체가름 곡선에서 각각의 입도를 결손시켜 그 미치는 영향의 정도를 관측해 보기로 하였다. 실험에서는 조립률이 2.
  • 일반적으로 잔골재와 굵은 골재의 분류 기준이 되는 체의 크기는 5mm이며, 이 분류의 기준이 되는 입도의 크기에서 골재 양이 부족할 수 있으므로 완만한 입도 분포가 형성되기 위해서는 이 입도에서의 질량 보정이 요구된다. 그러나 현실적으로 입자 크기 5mm 만의 골재입수가 곤란하기 때문에 현재 아스팔트포장에서 사용되고 있는 최대골재 크기 13mm 골재를 활용하여 굵은 골재의 대체재로 사용하여 그 영향에 대해 평가해 보기로 하였다. 또한, 앞서 설명한 것과 같이 미립분의 증가가 고유동 콘크리트에 미치는 영향을 보다 정량적으로 검증하는 차원에서 시중에서 입수가 용이하고도 콘크리트 강도에 거의 영향을 주지 않는 석분을 활용하여 미립분의 효과를 검토하기로 하였다.
  • 이는 골재원에 따라서 요구되는 입도의 골재를 생산하기 곤란하며, 경우에 따라서는 표준입도를 벗어날 수도 있다는 것을 의미한다. 따라서 본 실험에서는 골재의 입도를 수치적으로 나타내는 하나의 지표인 조립률(fineness modulus, FM)을 사용하여 이 값의 변화가 고유동 콘크리트에 미치는 영향을 평가하고자 하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 일반강도(21∼27 MPa)의 범위에서 콘크리트의 주요 구성재료 중의 하나인 골재가 고유동 콘크리트의 성상에 미치는 효과에 대해 검토하도록 하였다.
  • 또, 굵은 골재와 잔골재 간의 입도 격차를 좁혀줄 13mm 골재와 미립 석분의 효과를 파악하고자 각각 굵은 골재와 잔골재의 대체재로써 그들의 혼합비율을 10~50%까지 대체하여 이들 골재들이 고유동 콘크리트의 성능 향상에 미치는 영향을 평가하고자 하였다.
  • 또한, 골재의 입자 크기가 고유동 콘크리트의 성상에 미치는 영향을 보다 정량적으로 파악하기 위하여 굵은 골재와 잔골재의 입도 분포 곡선 상에서 각 체크기의 입자를 결손시킨 상태에서 고유동 콘크리트를 배합하여 어느 입도가 고유동 콘크리트의 유동성과 충전성에 가장 큰 영향을 미치는지 평가하고자 하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 일반강도(21∼27 MPa)의 범위에서 콘크리트의 주요 구성재료 중의 하나인 골재가 고유동 콘크리트의 성상에 미치는 효과에 대해 검토하도록 하였다. 물-시멘트비, 잔골재율, 조립률, 입자 크기 등의 인자별 영향평가 시험을 통해 고유동 콘크리트의 성상에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고, 이 평가를 통해 골재 대체재로서 현재 아스팔트 콘크리트에 사용되고 있는 13mm 골재와 채석장에서 다량 발생되는 미립의 석분 활용 방안에 대해 검토하고자 하였다.
  • 본 연구는 일반 강도용 고유동 콘크리트에 있어 골재가 콘크리트 성상에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위해 물-시멘트비, 조립률, 잔골재율, 골재 크기의 결손 등을 실험변수로 하여 그 효과를 비교, 분석하였고, 골재 대체재로서 13mm 골재와 미립 석분의 활용성을 검토하였다. 그 실험결과를 요약 정리하면 다음과 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고유동 콘크리트 사용이 확대되는 배경은? 구조물의 대형화, 초고층화 추세로 철근이 과밀 배근되고, 제한된 공간에서 작업을 수행하어야 하는 현장제약으로 인해 건축 및 토목현장으로 고유동 콘크리트의 사용이 점차 확산되고 있다(K. S.
골재가 고유동 콘크리트의 성상에 미치는 효과에 대해 검토하기위해 어떤 방안을 검토했나? 따라서 본 연구에서는 일반강도(21∼27 MPa)의 범위에서 콘크리트의 주요 구성재료 중의 하나인 골재가 고유동 콘크리트의 성상에 미치는 효과에 대해 검토하도록 하였다. 물-시멘트비, 잔골재율, 조립률, 입자 크기 등의 인자별 영향평가 시험을 통해 고유동 콘크리트의 성상에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고, 이 평가를 통해 골재 대체재로서 현재 아스팔트 콘크리트에 사용되고 있는 13mm 골재와 채석장에서 다량 발생되는 미립의 석분 활용 방안에 대해 검토하고자 하였다.
고유동 콘크리트의 특징은? , 2012). 고유동 콘크리트는 일반 콘크리트에서의 시공 숙련공의 의존도, 시공 불량에 따른 콘크리트의 품질 및 내구성 결함 등의 문제를 해결할 수 있으며 무진동·무다짐으로 콘크리트 타설이 가능하여 시공효율성이 높지만, 소요의 유동성과 점성 확보를 위해 그 적용이 고강도 영역으로 제한되었다(E. Y.
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참고문헌 (14)

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  5. K. S. Lee, Effects of Mixing Parameters on the Flowing Behavior in High Flowing Concrete, Master Dissertation, Kyungpook National University, Korea, 2010. 

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  9. S. W. Choi, H. T. Jo, D. H. Ryu and G. Y. Kim, "An Experimental Study on the Influence of the Qualities of Ordinary Portland Cement on the Flowability of High Flow Concrete", Journal of the Korea Concrete Institute, vol. 24, No. 1. 2012, pp.37-44. 

  10. T. H. Cha, An Experimental Study on Fabrication of High Flowing Concrete and its Field Application, Master Dissertation, Suwon University, Korea, 1995. 

  11. V. S. Ramachandran, Concrete Admixtures Handbook, Noyes Publications, 1984. 

  12. W. Zhu and J. C. Gibbs, "Use of Different Limestone and Chalk Powers in Self-compacting Concrete", Cement and Concrete Research 35, 2005, pp.1457-1462. 

  13. Y. R. Kim, S. K. Park, K. Y. Kim, M. H. Kim, S. H. Lee and M. H. Kim, "An Experimental Study on the Engineering Properties of High-Strength Concrete according to Kinds of Cement", KCI Spring Conference, Korea, vol. 12, No. 1, 2000, pp.126-129. 

  14. Y. W. Choi, W. Choi, B. K. Kim, S. W. Ha and J. J. Gwon, "Rheological Properties of the Combined Normal Strength High Flowing Self-Compacting Concrete", KCI Autumn Conference, Korea, vol. 9, No. 2, 2007, pp.717-720. 

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