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
- 따라서 본 연구에서는 초속경 특성을 갖는 폴리머 모르타르의 보수용 재료로서의 적용성 및 안정성 확인을 목적으로 휨강도, 압축강도, 부착강도, 동결융해, 길이변화, 흡수율시험을 통해 역학적 특성을 규명하고자 한다.
- 본 실험에서는 초속경 폴리머 모르타르와의 흡수율을 상대적으로 비교하기 위해서 시멘트 모르타르 시험체를 제작하였다. 모르타르 시험체 제작은 1종 포틀랜드 시멘트와 KSL 5100 규정에 준하는 잔골재를 사용하였다.
- 본 연구에서는 초속경 폴리머 모르타르의 역학특성을 평가하기 위하여 다양한 시험을 실시하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.
제안 방법
- 동결융해시험은 KS F 2456(2013)에 준하여 수행하였다. 1 사이클의 소요 시간을 4시간으로 하여 30 사이클 간격으로 시험체를 꺼내어 중량 및 동탄성계수를 측정하였다.
- 재령 1일에 초기중량을 측정하고 시험체가 완전히 잠기게 하여 물속에 함침 하였다. 1주일 단위로 중량변화를 측정하였다. 초속경 폴리머 모르타르의 흡수율을 시멘트 모르타르와 비교하기 위해서 시멘트 모르타르 시험체에 대해서도 동일한 시험을 수행하였다.
- 본 연구에서는 초속경 폴리머 콘크리트에 사용되는 폴리머의 배합비를 변수로 두었다. A제와 B제의 배합비를 30:70에서 70:30까지 단계적으로 10 %씩 변화시켰다. 시험체는 거푸집을 제작하고, 잔골재를 거푸집에 충전시킨 뒤, 폴리머 A제와 B제를 혼합한 후 잔골재에 부어 경화시키는 방식으로 제작되었다.
- Table 5는 실험 변수를 나타낸 것으로 A제와 B제의 혼입량과 시험항목에 따라 분류하였다. 또한 본 논문에서는 폴리머 모르타르의 부착강도, 동결융해, 길이변화 성능을 콘크리트 시편과 비교하였다. 이는 긴급 보수가 필요한 경우 시멘트 모르타르보다 콘크리트가 주로 사용되기 때문이다.
- 부착강도는 최대값과 최소값을 제외한 3개의 측정값을 산술평균하여 결정하였다. 또한 파단면의 위치를 육안으로 확인하였다.
- 모체 콘크리트에 초속경 폴리머 모르타르를 타설하였으며, 폴리머의 배합비는 휨강도와 압축강도 시험결과를 바탕으로 하여 가장 우수한 강도를 발현하는 배합을 적용하였다.
- 본 실험에서 사용한 초속경 폴리머는 2액형 폴리우레아/에폭시 수지로서 점성이 낮고 저온 경화가 가능한 특징이 있다. 본 논문에서는 경화제를 A제로 표기하였으며 주제인 폴리우레아를 B제로 표기하였다. Table 1에 실험에 사용된 초속경 폴리머의 물리적 특성을 나타내었다.
- 본 연구에서는 초속경 폴리머 콘크리트에 사용되는 폴리머의 배합비를 변수로 두었다. A제와 B제의 배합비를 30:70에서 70:30까지 단계적으로 10 %씩 변화시켰다.
- 3과 같이 5곳에 대하여 보오링을 실시하고 표면에 에폭시를 이용하여 지그를 부착하였다. 부착강도 시험기를 거치하고 연직방향으로 직접인장을 가해 부착강도시험을 실시하였다. 부착강도는 최대값과 최소값을 제외한 3개의 측정값을 산술평균하여 결정하였다.
- 부착강도 시험기를 거치하고 연직방향으로 직접인장을 가해 부착강도시험을 실시하였다. 부착강도는 최대값과 최소값을 제외한 3개의 측정값을 산술평균하여 결정하였다. 또한 파단면의 위치를 육안으로 확인하였다.
- 시험체는 100×100×400 mm 크기로 제작하였으며, 보통 콘크리트의 길이 변화량과 상대적으로 비교하기 위하여 콘크리트로 제작된 시험체에 대한 시험도 진행하였다.
- A제와 B제의 배합비를 30:70에서 70:30까지 단계적으로 10 %씩 변화시켰다. 시험체는 거푸집을 제작하고, 잔골재를 거푸집에 충전시킨 뒤, 폴리머 A제와 B제를 혼합한 후 잔골재에 부어 경화시키는 방식으로 제작되었다. Fig.
- 1주일 단위로 중량변화를 측정하였다. 초속경 폴리머 모르타르의 흡수율을 시멘트 모르타르와 비교하기 위해서 시멘트 모르타르 시험체에 대해서도 동일한 시험을 수행하였다. 흡수율은 Eq.
- 초속경 폴리머의 배합비에 따른 초기강도 발현을 확인하기 위해서 A제의 배합비를 30 %∼70 %까지 10 %씩 증가시켰다.
- 초속경 폴리머의 배합비에 따른 초기강도 발현을 확인하기 위해서 A제의 배합비를 30 %∼70 %까지 10 %씩 증가시켰다. 타설 후 1시간 경과 후부터 재령 28일까지 휨강도를 측정하였다. 휨강도 시험결과를 Table 6과 Fig.
대상 데이터
- 휨강도시험은 KS F 4042(2012)에 준하여 실시하였다. 5종류 폴리머 배합에 대한 시험체를 제작하였으며, 시험체수는 각 배합당 3개씩으로 하였다. 하중재하는 Fig.
- 본 실험에서는 초속경 폴리머 모르타르와의 흡수율을 상대적으로 비교하기 위해서 시멘트 모르타르 시험체를 제작하였다. 모르타르 시험체 제작은 1종 포틀랜드 시멘트와 KSL 5100 규정에 준하는 잔골재를 사용하였다. Table 4는 모르타르 배합표를 나타낸 것이다.
- 본 실험에서 사용한 초속경 폴리머는 2액형 폴리우레아/에폭시 수지로서 점성이 낮고 저온 경화가 가능한 특징이 있다. 본 논문에서는 경화제를 A제로 표기하였으며 주제인 폴리우레아를 B제로 표기하였다.
- 본 실험에서는 초속경 폴리머 모르타르의 상대적인 비교를 위해서 목표강도 30 MPa의 콘크리트 시험체를 제작하였다. 콘크리트 배합에는 1종 포틀랜드 시멘트와 최대치수 25mm 굵은 골재를 사용하였다.
- 시편의 크기는 40×40×160 mm로 제작하였다.
- 시험체 제작에 사용된 잔골재는 KS L 5100 규정에 준하는 표준사를 사용하였으며, Table 2에 잔골재의 입도와 조립률을 나타내었다.
- 본 실험에서는 초속경 폴리머 모르타르의 상대적인 비교를 위해서 목표강도 30 MPa의 콘크리트 시험체를 제작하였다. 콘크리트 배합에는 1종 포틀랜드 시멘트와 최대치수 25mm 굵은 골재를 사용하였다. φ100×100 mm 원주형 공시체를 이용하여 28일 강도를 확인한 결과 압축강도가 36 MPa로 나타났다.
- 흡수율은 초속경 폴리머 모르타르 시험체와 일반 콘크리트 시험체를 대상으로 실시되었다. Fig.
이론/모형
- 길이변화시험은 KS F 2424(2010)에 준하여 수행하였다. 길이변화 측정은 시험체의 측면 길이 변화를 측정하는 방법중의 하나인 콘택트 게이지 방법을 이용하였다. 시험체는 100×100×400 mm 크기로 제작하였으며, 보통 콘크리트의 길이 변화량과 상대적으로 비교하기 위하여 콘크리트로 제작된 시험체에 대한 시험도 진행하였다.
- 길이변화시험은 KS F 2424(2010)에 준하여 수행하였다. 길이변화 측정은 시험체의 측면 길이 변화를 측정하는 방법중의 하나인 콘택트 게이지 방법을 이용하였다.
- 동결융해시험은 KS F 2456(2013)에 준하여 수행하였다. 1 사이클의 소요 시간을 4시간으로 하여 30 사이클 간격으로 시험체를 꺼내어 중량 및 동탄성계수를 측정하였다.
- 부착강도시험은 KS F 2762(2011)에 준하여 실시하였다. 모체 콘크리트에 초속경 폴리머 모르타르를 타설하였으며, 폴리머의 배합비는 휨강도와 압축강도 시험결과를 바탕으로 하여 가장 우수한 강도를 발현하는 배합을 적용하였다.
- 압축강도시험은 KS F 4042(2012)에 준하여 수행하였으며, 휨강도 시험 후 절단된 양쪽의 파편을 시험체로 사용하여 실시하였다.
- 휨강도시험은 KS F 4042(2012)에 준하여 실시하였다. 5종류 폴리머 배합에 대한 시험체를 제작하였으며, 시험체수는 각 배합당 3개씩으로 하였다.
- 흡수율시험은 KS L 5105(2012)에 준하여 실시하였다. 시편의 크기는 40×40×160 mm로 제작하였다.
성능/효과
- (1) 초속경 폴리머 A제와 B제의 배합비 50:50에서 재령 28일 휨강도와 압축강도가 각각 16.7 MPa, 36.6 MPa로 가장 우수하게 나타났다.
- (2) 초속경 폴리머 모르타르의 부착강도는 재령 3일에 재령 28일 보통콘크리트의 부착강도보다 50 % 이상 크게 나타나 기존 콘크리트와의 부착에 전혀 문제가 없는 것으로 나타났다.
- (3) 초속경 폴리머 모르타르의 중량변화 및 상대 동탄성 계수는 보통 콘크리트에 비해 작게 나타나 폴리머 모르타르의 동결융해 저항성이 콘크리트에 비해 우수함을 확인하였다. 이는 폴리머 모르타르의 흡수율이 콘크리트보다 매우 작기 때문에 나타난 결과로 판단된다.
- (4) 초속경 폴리머 모르타르의 길이변화와 흡수율 모두 콘크리트나 시멘트 모르타르의 약 20 %로 방수를 요하는 콘크리트 구조물의 균열 보수에 매우 적합한 것으로 나타났다.
- 그리고 PP-40과 PP-50의 재령 3시간 압축강도는28 MPa을 나타내었다. 그 후 재령 기간이 길어져도 초속경 폴리머 모르타르의 압축강도는 크게 증가하지 않는 것으로 나타났다.
- 본 연구에서 사용한 콘크리트의 연행공기량을 5.4 %로 동결융해 저항성이 매우 우수한 콘크리트임에도 불구하고 폴리머 모르타르에 비해 상대적으로 매우 낮은 저항성을 보였다. 이는 뒤에서 언급될 폴리머 모르타르의 흡수율이 콘크리트보다 매우 작기 때문에 폴리머 모르타르의 동결융해저항성이 매우 우수하게 나타난 것으로 생각된다.
- 2 %로 나타났다. 실험결과 보통 콘크리트는 표면박리를 시작으로 팝아웃이 발생되어 중량감소 및 동탄성계수 값이 감소하는 경향을 나타내었다. 초속경 폴리머 모르타르는 표면에 코팅된 폴리머 부분이 벗겨지면서 수분을 흡수하여 중량이 점차 증가하는 경향을 보였다.
- 실험결과 보통 콘크리트는 표면박리를 시작으로 팝아웃이 발생되어 중량감소 및 동탄성계수 값이 감소하는 경향을 나타내었다. 초속경 폴리머 모르타르는 표면에 코팅된 폴리머 부분이 벗겨지면서 수분을 흡수하여 중량이 점차 증가하는 경향을 보였다. 동탄성계수는 초기 60 사이클까지 상대 동탄성계수가 증가하다가 점차 감소하여 300 사이클에 약0.
- 10을 통해 확인할 수 있다. 콘크리트의 경우 초결 이후 시멘트 수화과정에서 공극의 수분이 건조되는 자기건조에 의해 길이변화가 크게 발생하지만 초속경 폴리머 모르타르의 경우 에폭시 A제와 B제가 경화하는 과정에서 체적변화가 거의 발생하지 않음을 확인할 수 있었다.
- 그러나 재령 3시간 이후부터는 모든 시험체에서 휨강도가 발현되는 것을 확인할 수 있다. 특히 PP-40과 PP-50 그리고 PP-60의 재령 3시간의 휨강도를 보면 보통콘크리트의 재령 28일 휨강도보다 월등히 우수한 휨강도가 발현되며, 재령 28일까지 계속적으로 휨강도가 증진하는 것을 확인할 수 있다. 반면 PP-30은 초기강도 발현뿐만 아니라 재령 28일 강도도 다른 시험체에 비해 매우 작게 발현됨을 알 수 있다.
- 6을 통해서 재령 28일의 부착강도는 3일 강도에 비해 약 50 % 정도 증가함을 확인할 수 있다. 특히 초속경 폴리머 모르타르는 재령 3일에 보통콘크리트의 28일 부착강도보다 큰 2.3 MPa을 발현하였으며, 재령 28일의 부착강도는 보통 콘크리트보다 약 2배 높게 나타났다. 재령 3일에는모든 시편에서의 파괴가 폴리머 모르타르와 콘크리트 경계면에서 발생하였으나 재령 7일과 28일의 파괴는 모두 모체콘크리트에서 발생하였다.
후속연구
- 이는 초속경 폴리머의 점성이 작아 잔골재 사이의 공간을 충분히 충진할 수 있기 때문이다. 따라서 폴리머 에폭시는 방수를 요하는 지중 또는 수중 콘크리트 구조물의 균열 보수에도 충분히 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.