선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 1차 실험에서는 결합재량 및 거푸집 종류에 따른 노출콘크리트면의 품질차이를 파악하여 거푸집 선정 및 단위결합재량 기준을 제시하고자 하였다.
- 2차 실험에서는 단위수량, 슬럼프 및 다짐시간에 따른 노출콘크리트면의 품질 특성을 파악하여 적정한 레미콘 관리방안 및 다짐시간 기준을 제시하고자 하였다.
- 3차 실험에서는 하부처리방법 및 이어치기 시간에 따른 노출콘크리트면의 품질 특성을 검토하여 거푸집 수밀성 확보방안 및 신구 조인트 콘크리트 타설 방법 기준을 제시하고자 하였다.
- 본 연구는 기존의 자료를 분석하여 노출콘크리트 품질 확보에 필요한 기술요소 중 검토가 필요한 요소에 대한 품질실험 결과를 제시하였다. 본 연구의 결과는 향후 다양한 노출콘크리트 시공현장에 적용하여 현장적용성에 대한 보완작업 및 적용사례 축적을 통해 시공단계 노출콘크리트 품질관리 기준을 확립하는데 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.
- 본 연구는 노출콘크리트의 노출면 품질확보를 위해 기존연구 및 사례조사를 통하여 품질에 영향을 미치는 다양한 요인을 분석하였다. 연구결과 및 시공사례에서 차이가 발견된 요인에 대하여 Mock-up 실험을 실시하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 본 연구는 상기와 같은 문헌조사 및 실험조사 자료의 분석을 바탕으로 시공단계 노출콘크리트 품질확보에 관한 품질관리 기준을 제시하는 것을 연구의 범위로 하였다.
- 노출콘크리트 시공 시 품질관리 기준의 확립은 현장 시공능력의 향상 및 공사품질의 확보에 기여할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구에서는 노출콘크리트 현장 시공과 관련된 거푸집 관리, 노출콘크리트 배합, 노출콘크리트 타설 등에 대한 품질관리 기준을 도출하여 시공단계의 노출콘크리트 품질관리 기준마련을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
- 본 연구의 실험계획은 [표 4]에서 보는 바와 같이 기존 연구 및 시공 사례 분석을 통해 실제 현장 적용 시 품질기준이 불명확한 것으로 판단되는 단위결합재량, 단위수량, 슬럼프, 다짐방법, 타설방법을 대상으로 하여 검토하고자 하였다.
제안 방법
- 1차 실험에서는 노출콘크리트 적용 시 적정한 거푸집 선정을 위하여 현재 일반적으로 적용되는 거푸집 패널 종류 8종을 대상으로 설정하였으며, 거푸집 종류와 함께 콘크리트 표면에 영향을 미치는 요인으로 단위결합재량을 일반강도(24MPa) 범위에서 경제적으로 적용 가능한 범위인 320㎏/㎥~400㎏/㎥로 설정하여 거푸집 종류 및 단위결합재량에 따른 노출면의 품질을 검토하고자 하였다.
- 1회 타설 시 콘크리트를 부어넣은 후 Φ45㎜ 바이브레이터로 300㎜ 간격으로 [표 9] 실험계획에 계획된 5, 10, 20초간 다짐을 실시하였다.
- 1회 타설시 콘크리트를 부어넣은 후 Φ45㎜ 바이브레이터로 300㎜ 간격으로 5초간 다짐을 하였다.
- 1회 타설시 콘크리트를 부어넣은 후 [표 11] 실험계획에 명시된 바와 같이 각 수준에 해당되는 다짐시간을 Φ45㎜ 바이브레이터를 이용하여 다짐을 주어 공기포를 제거해 주었으며, 2회 타설 시에도 1회 타설 시와 마찬가지로 바이브레이터로 실험계획에 명시된 다짐을 참고하여 공기포 제거 및 밀실하게 다짐을 실시하였다.
- 2차 실험에서는 1차 실험을 통하여 적정성이 있는 것으로 도출된 PET 합판과 단위결합재량 380㎏/㎥의 수준에서 콘크리트 물성 측면에서 노출면에 미치는 영향이 큰 것으로 판단되는 단위수량 및 슬럼프를 실제 현장 적용 가능 범위에서 설정하였으며, 시공 측면에서는 다짐시간에 따른 노출면의 품질을 검토하였다.
- 3차 실험에서는 1차 및 2차 실험을 통해 검토된 거푸집 및 콘크리트 물성 측면을 고정한 후, 노출면에 영향을 미치는 시공방법으로서 거푸집 하부 처리 방법, 이어치기 시간에 대한 검토를 수행하였다.
- 거푸집 제작은 [그림 2]와 같이 1200×200×300㎜ 크기의 거푸집 내부에 300×300㎜ 크기의 노출용 합판 8가지를 부착하였다. 거푸집 및 합판 이음 부위는 수밀성을 확보하기 위해 실리콘 처리를 하여 밀실하게 제작하였다.
- 노출콘크리트 실험체 제작 방법은 [그림 11]과 같이 2430×200×1360㎜ 크기의 노출콘크리트용 거푸집으로 총 3개를 제작하였으며, 내부는 실 타설 구조물에 줄눈을 넣는 방법과 동일하게 줄눈 작업을 하여 콘크리트 면을 구획하였다. 거푸집 설치는 현장과 동일성을 부여하기 위하여 콘크리트 바닥면에 설치하였으며 거푸집 하부 처리는 모르타르, 실리콘, 우레탄폼 3종류로 마감하였다.
- 거푸집 제작은 [그림 6]과 같이 PET 합판과 유로폼을 사용하여 600×200×1200(㎜) 크기로 제작하였으며, 거푸집 옆면은 일반 합판을 사용하여 노출콘크리트용 거푸집을 완성하였다.
- 노출면 품질평가를 위한 실험체 제작은 콘크리트 혼합 후 거푸집에 총 2회에 걸쳐 콘크리트를 타설하여 제작하였다. 1회 타설시 콘크리트를 부어넣은 후 Φ45㎜ 바이브레이터로 300㎜ 간격으로 5초간 다짐을 하였다.
- 노출콘크리트 실험체 제작 방법은 [그림 11]과 같이 2430×200×1360㎜ 크기의 노출콘크리트용 거푸집으로 총 3개를 제작하였으며, 내부는 실 타설 구조물에 줄눈을 넣는 방법과 동일하게 줄눈 작업을 하여 콘크리트 면을 구획하였다.
- 단위결합재량 및 노출면 거푸집 종류에 따른 노출콘크리트면의 품질을 검토하기 위해 [표 5]와 같이 단위결합재량은 320, 340, 360, 380 및 400(㎏/㎥)의 5수준, 거푸집 종류는 일반, 유로폼, PET, 낙엽송, 철판, 태고, 우레탄, 아크릴 8수준을 선정하였다. 콘크리트 규격은 20-24-210, 단위수량은 175㎏/㎥, 고로슬래그미분말 치환률은 20%, 다짐시간은 5초로 고정하였다.
- 단위수량, 슬럼프 및 다짐시간에 따른 노출콘크리트면의 특성을 검토하기 위해 슬럼프는 120, 150, 180, 210(㎜) 4수준, 단위 수량 165, 175(㎏/㎥)의 2수준, 다짐시간은 5, 10, 20(초) 3수준으로 하여 [표 9]와 같이 실험을 계획하였다. 거푸집 종류는 PET 합판으로 고정하였다.
- 거푸집 제작은 [그림 6]과 같이 PET 합판과 유로폼을 사용하여 600×200×1200(㎜) 크기로 제작하였으며, 거푸집 옆면은 일반 합판을 사용하여 노출콘크리트용 거푸집을 완성하였다. 또한 거푸집의 수밀성을 확보하기 위해 거푸집 및 합판 이음 부는 테이핑 및 실리콘 처리를 하여 밀실하게 제작하였다.
- 본 연구는 문헌조사와 실험조사방법을 사용하였다. 문헌조사를 통해 노출콘크리트 관련 기존연구 현황을 분석하여 문제점을 식별하고, 노출콘크리트 시공사례를 조사하여 노출콘크리트 품질확보를 위해 시공단계에서 검토해야 할 요소를 도출하였다.
- 본 연구는 문헌조사와 실험조사방법을 사용하였다. 문헌조사를 통해 노출콘크리트 관련 기존연구 현황을 분석하여 문제점을 식별하고, 노출콘크리트 시공사례를 조사하여 노출콘크리트 품질확보를 위해 시공단계에서 검토해야 할 요소를 도출하였다.
- 실험조사는 이상의 문제점을 해결하고 노출콘크리트면의 품질확보를 위해 3차에 걸쳐 Mock-up실험을 실시하였다.
- 양생은 현장과 동일한 환경조건에서 양생을 하는 것으로 설정하였으며, 현장 관리용 공시체를 제작하여 목표로 하는 소정의 강도가 나오는 것을 확인한 후, 거푸집을 제거하는 것으로 계획하였다.
- 양생은 현장과 동일한 환경조건에서 양생을 하는 것으로 설정하였으며, 현장 관리용 공시체를 제작하여 목표로 하는 소정의 강도가 나올 때까지 거푸집을 제거하지 않는 것으로 계획하였다.
- 본 연구는 노출콘크리트의 노출면 품질확보를 위해 기존연구 및 사례조사를 통하여 품질에 영향을 미치는 다양한 요인을 분석하였다. 연구결과 및 시공사례에서 차이가 발견된 요인에 대하여 Mock-up 실험을 실시하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 이와 같이 거푸집 제작, 콘크리트 배합, 콘크리트 타설 방법에 따른 노출콘크리트면 품질실험을 실시하고, 품질실험 결과를 검토하여 시공단계 노출콘크리트 품질관리 기준을 제시하였다.
- 단위결합재량 및 노출면 거푸집 종류에 따른 노출콘크리트면의 품질을 검토하기 위해 [표 5]와 같이 단위결합재량은 320, 340, 360, 380 및 400(㎏/㎥)의 5수준, 거푸집 종류는 일반, 유로폼, PET, 낙엽송, 철판, 태고, 우레탄, 아크릴 8수준을 선정하였다. 콘크리트 규격은 20-24-210, 단위수량은 175㎏/㎥, 고로슬래그미분말 치환률은 20%, 다짐시간은 5초로 고정하였다.
- 하부처리방법, 이어치기 시간에 따른 노출콘크리트면의 품질 및 표면광택 특성을 검토하기 위해 노출콘크리트의 B/P 생산 규격은 20-24-180으로 결정하였으며, 하부처리 방법은 모르타르, 실리콘, 우레탄폼 3수준, 이어치기 시간차는 30분, 60분경과 2수준으로 하여 [표 12]와 같이 실험을 계획하였다.
- 하부처리방법, 이어치기 시간에 따른 노출콘크리트면의 품질평가를 위한 실험체 제작은 B/P에서 콘크리트 생산 후 거푸집에 총 2회에 걸쳐 콘크리트를 타설하였다.
- 하부처리방법별 실험체 제작 방법은 [그림 11]과 같은 크기로 제작하였으며 모르타르, 실리콘, 우레탄폼으로 하부를 처리하여 총 3개를 제작하였으며, 내부는 실 타설 구조물에 줄눈을 넣는 방법과 동일하게 줄눈 작업을 하여 콘크리트 면을 구획하였다. 하부를 모르타르 충전 시 시공성 및 부착성이 좋았고 시공속도도 우수하였다.
대상 데이터
- 거푸집 종류에 따른 콘크리트의 노출면 품질을 검토하기 위해 [그림 1]과 같이 국내에서 시판중이고, 주로 현장에서 사용되는 8개의 거푸집을 사용하였다.
- 거푸집은 PET 합판으로 제작하였으며, 본 실험에서 사용한 콘크리트 배합은 [표 13]과 같다.
- 본 연구를 위한 노출콘크리트 배합 사례 조사 대상 프로젝트는 공사기록지 및 레미콘 공장을 통해 자료가 정상적으로 축적된 10개 프로젝트를 대상으로 하였다.
- 본 연구에 사용된 재료는 [표 6]과같으며, 노출콘크리트배합은 [표 7]과 같이 단위수량은 175㎏/㎥로 일정하게 설정하였고, 단위 결합재량은 320, 340, 360, 380 및 400㎏/㎥으로 설정하였다.
성능/효과
- [그림 5]는 거푸집 탈형 후 재령에 따른 거푸집 종류별 콘크리트면의 광택도를 나타낸 것이다. PET합판, 아크릴판 및 우레탄 합판의 광택도는 재령 3일까지 급격하게 감소하다가 그 이후로는 거의 일정한 수준으로 지속되어 유사한 값으로 수렴하는 형태로 나타났다. 따라서 광택을 유지해야 하는 광택노출콘크리트의 경우 거푸집 탈형 후 3일 이내에 광택을 유지할 수 있는 적절한 조치가 필요할 것으로 판단된다.
- [표 3] 노출콘크리트 배합사례는 호칭강도 24MPa로 배합설계 되어졌으며 골재최대치수는 20㎜~25㎜, 슬럼프는 150㎜, 180㎜, 단위수량은 156㎏/㎥~173㎏/㎥, 워커블(Workable)과 성형성에 영향을 미치는 단위결합재량은 353㎏/㎥~400㎏/㎥ 등으로 배합에 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 거푸집 존치기간(벽체 기준)을 결정하기 위해 압축강도를 측정한 결과 1일 강도가 거푸집 제거가 가능한 5 MPa를 상회하고 있는 것으로 나타났다.
- 그러나 실험결과 거푸집 내부에 충진이 되어 실험체 하부가 우레탄폼에 의해 공극이 발생하였다. 거푸집 하부처리 및 실험결과는 [그림 13]과 같으며, 하부처리방법으로 모르타르, 실리콘, 우레탄폼을 비교 검토한 결과 모르타르를 거푸집 하부 충전재로 사용 시 시공성 및 시공속도, 경제성, 부착성 등에서 가장 우수한 것으로 나타났다.
- 거푸집면 자체의 광택도는 PET합판>아크릴판> 우레탄코팅합판>태고합판 순으로 높게 나타났으며, 콘크리트면의 광택도는 PET합판>우레탄코팅합판>아크릴판 순으로 높게 나타났다.
- [그림 4]는 결합재량에 따른 거푸집 종류별 콘크리트 표면 광택도를 나타낸 것이다. 결합재량에 따른 콘크리트 표면의 광택도는 뚜렷한 경향이 없었으며, 단위결합재량 380㎏/㎥수준에서 PET합판, 아크릴판 및 우레탄합판의 광택도가 유사하게 수렴되었다. 반면에 나머지 거푸집의 경우 결합재량에 관계없이 광택도가 10GU 이하로 거의 일정한 수준으로 나타났다.
- 기존연구 및 시공지침서와 노출콘크리트 배합사례를 검토한 결과, 콘크리트 배합 측면에서 단위결합재량, 단위수량, 슬럼프, 시공 측면에서 거푸집 종류, 다짐시간, 거푸집 하부처리방법, 이어치기 시간 등이 노출콘크리트 연구결과 및 시공지침에서 차이가 있는 것으로 조사되었다. 본 연구에서는 이와 같이 차이가 발생한 항목을 검토 요인으로 하여 [표 4]와 같은 실험계획을 수립하였다.
- 넷째, 다짐시간을 증가시키고, 부재의 모서리와 콘 주변을 추가로 다짐할 경우 콘크리트내의 기포가 제거되어 콘크리트의 노출면 품질이 향상되는 것으로 나타났다.
- 다섯째, 거푸집 하부처리 방법은 시공성 및 시공속도, 경제성, 부착성 등을 고려할 때 모르타르로 처리하는 것이 가장 적합한 것으로 나타났으며, 콜드조인트가 방지를 위해서는 60분 이내에 이어치기하고, 충분한 다짐이 필요한 것으로 나타났다.
- 다짐시간이 증가할수록 노출면의 상태가 양호한 것을 확인할 수 있었다. 또한 부재 다짐 시 모서리 부분이나 노출콘크리트용콘 주변은 목망치나 기타 다짐도구를 이용하여 추가적으로 다짐작업 하는 것이 노출콘크리트면상태가 양호한 것으로 나타났다.
- [그림 9]는 단위수량에 따른 노출콘크리트 노출면 품질을 나타낸 것이다. 단위수량 165㎏/㎥에서 콘크리트 표면에 기포가 다수 발생하였고 단위수량은 175㎏/㎥에서 노출면 품질상태가 양호하였다.
- 단위수량을 낮추고 적정 슬럼프를 확보하여 시공성 측면에서 유동성이 확보될 때 노출면의 상태가 양호한 것으로 나타났다. 단위수량이 높을 경우 기포가 과다 발생하여 콘크리트 면에 곰보가 발생 할 수 있고, 재료분리에 의한 이색현상 및 골재 침하에 따른 품질저하가 우려된다.
- 둘째, 거푸집 종류별로는 PET 합판 및 우레탄코팅 합판을 사용한 노출면의 품질이 가장 양호한 것으로 나타났으며, 콘크리트 면의 광택도는 거푸집면의 광택도가 높을수록 콘크리트면의 광택도가 증가하는 경향이 나타났다.
- 또한 부재 다짐 시 모서리 부분이나 노출콘크리트용콘 주변은 목망치나 기타 다짐도구를 이용하여 추가적으로 다짐작업 하는 것이 노출콘크리트면상태가 양호한 것으로 나타났다. 따라서 노출콘크리트는 일반 콘크리트 보다 타설시 충분한 다짐 및 관리가 필요한 것을 확인할 수 있었다.
- 따라서 콘크리트면의 광택도는 결합재량보다 거푸집 종류에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다.
- 다짐시간이 증가할수록 노출면의 상태가 양호한 것을 확인할 수 있었다. 또한 부재 다짐 시 모서리 부분이나 노출콘크리트용콘 주변은 목망치나 기타 다짐도구를 이용하여 추가적으로 다짐작업 하는 것이 노출콘크리트면상태가 양호한 것으로 나타났다. 따라서 노출콘크리트는 일반 콘크리트 보다 타설시 충분한 다짐 및 관리가 필요한 것을 확인할 수 있었다.
- 슬럼프 및 공기량은 결합재량과 상관없이 고성능 감수제 0.7%에서 모두 목표했던 210±25㎜, 4.5±1.5%를 만족하였다.
- 슬럼프 측정결과 각 규격별 목표로 하였던 슬럼프 측정값을 모두 만족하는 것으로 나타났으며, 공기량은 2.0~3.4%로 노출콘크리트 배합으로써 양호한 것으로 측정 되었다. 블리딩의 경우 20-24-120(No.
- 압축강도는 결합재량이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났으며, 본 실험의 결합재 수준에서는 목표 강도 24MPa 확보에 문제가 없었다.
- 슬럼프 및 공기량은 [표 14]와 같이 목표치를 모두 만족하는 것으로 나타났다. 압축강도를 측정한 결과 1일 강도가 거푸집 제거가 가능한 5MPa를 상회하는 7.4MPa이 발현되었다.
- 하지만 모르타르 사용 시에는 양생기간이 필요하기 때문에 양생기간에 대한 고려가 필요한 것으로 사료된다. 이에 반해 실리콘의 경우 과도한 점성에 의해 시공성이 나쁜 것으로 나타났으며 시공속도 및 부착성, 경제성 등에서 하부 충전재로 적합하지 않은 것으로 나타났다. 또한 실험결과 하부 물빠짐 현상이 발생하였다.
- 거푸집면 자체의 광택도는 PET합판>아크릴판> 우레탄코팅합판>태고합판 순으로 높게 나타났으며, 콘크리트면의 광택도는 PET합판>우레탄코팅합판>아크릴판 순으로 높게 나타났다. 전반적으로 거푸집면의 광택도가 높을수록 콘크리트면의 광택도 증가하는 경향을 보였다.
- 첫째, 노출콘크리트 표면 품질 및 시공성 등을 고려할 때 노출콘크리트 배합시 단위결합재량은 360㎏/㎥~380㎏/㎥, 단위수량은 175㎏/㎥ 이하, 슬럼프는 150㎜~180㎜ 범위로 설정하는 것이 효과적일 것으로 판단된다.
후속연구
- 노출콘크리트 시공 시 품질관리 기준의 확립은 현장 시공능력의 향상 및 공사품질의 확보에 기여할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구에서는 노출콘크리트 현장 시공과 관련된 거푸집 관리, 노출콘크리트 배합, 노출콘크리트 타설 등에 대한 품질관리 기준을 도출하여 시공단계의 노출콘크리트 품질관리 기준마련을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
- 본 연구는 기존의 자료를 분석하여 노출콘크리트 품질 확보에 필요한 기술요소 중 검토가 필요한 요소에 대한 품질실험 결과를 제시하였다. 본 연구의 결과는 향후 다양한 노출콘크리트 시공현장에 적용하여 현장적용성에 대한 보완작업 및 적용사례 축적을 통해 시공단계 노출콘크리트 품질관리 기준을 확립하는데 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.
- 셋째, 콘크리트 면의 광택도는 재령 3일까지 급격히 감소하는 것으로 나타나, 광택노출콘크리트의 경우 거푸집 탈형 후 3일 이내에 광택을 유지하기 위한 대책이 필요할 것으로 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.