본 연구에서는 섬유를 혼입한 지하층 누름콘크리트의 균열 저감 특성에 관하여 분석되었다. 섬유의 최적 혼입량과 종류를 알아보기 위해 공기량, 슬럼프, 압축강도, 인장강도 및 소성수축시험을 실시하였다. 공기량 시험결과, 섬유를 혼입한 시편들이 플레인에 비하여 높은 공기량이 나타났다. 그리고 유동성 측정결과, 섬유를 혼입한 시편들이 플레인에 비하여 40-80%낮은 슬럼프를 나타냈다. 강토 특성에서는 섬유를 혼입한 시편들이 무근콘크리트에 비하여 높은 압축 및 인장강도를 나타냈다. 소성수축 시험결과 섬유를 혼입한 시편들이 플레인에 비하여 균열발생이 감소하였으며, 특히 NY섬유를 혼입한 시편의 경우에는 균열이 발생하지 않았다. 결과적으로 NY섬유를 0.6% 혼입하였을 때 누름 콘크리트에 최적의 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
본 연구에서는 섬유를 혼입한 지하층 누름콘크리트의 균열 저감 특성에 관하여 분석되었다. 섬유의 최적 혼입량과 종류를 알아보기 위해 공기량, 슬럼프, 압축강도, 인장강도 및 소성수축시험을 실시하였다. 공기량 시험결과, 섬유를 혼입한 시편들이 플레인에 비하여 높은 공기량이 나타났다. 그리고 유동성 측정결과, 섬유를 혼입한 시편들이 플레인에 비하여 40-80%낮은 슬럼프를 나타냈다. 강토 특성에서는 섬유를 혼입한 시편들이 무근콘크리트에 비하여 높은 압축 및 인장강도를 나타냈다. 소성수축 시험결과 섬유를 혼입한 시편들이 플레인에 비하여 균열발생이 감소하였으며, 특히 NY섬유를 혼입한 시편의 경우에는 균열이 발생하지 않았다. 결과적으로 NY섬유를 0.6% 혼입하였을 때 누름 콘크리트에 최적의 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
The purpose of this study is to estimate crack reduction properties of covering concrete with fibers in basement. Air contents, slump, compressive strength, tensile strength and plastic shrinkage has been tested to conduct the optimum addition ratio and type of fiber. The results is a following. For...
The purpose of this study is to estimate crack reduction properties of covering concrete with fibers in basement. Air contents, slump, compressive strength, tensile strength and plastic shrinkage has been tested to conduct the optimum addition ratio and type of fiber. The results is a following. For the properties of air contents, all of the specimens added fibers shown the higher than plain concrete. For the flowability, slump decreased about 40-80% when all of the specimens added fibers. For the strength properties, the specimens added nylon fiber shown higher compressive and tensile strength about 5-15% comparing with other concrete. For the plastic shrinkage, cracking decreased when the fiber added comparing with plain concrete. Especially, when nylon fiber added in the concrete, the plastic shrinkage did not occurred. For the overall consideration, when the addition ratio of nylon fiber is 0.6%, the press concrete is identified as showed optimum properties.
The purpose of this study is to estimate crack reduction properties of covering concrete with fibers in basement. Air contents, slump, compressive strength, tensile strength and plastic shrinkage has been tested to conduct the optimum addition ratio and type of fiber. The results is a following. For the properties of air contents, all of the specimens added fibers shown the higher than plain concrete. For the flowability, slump decreased about 40-80% when all of the specimens added fibers. For the strength properties, the specimens added nylon fiber shown higher compressive and tensile strength about 5-15% comparing with other concrete. For the plastic shrinkage, cracking decreased when the fiber added comparing with plain concrete. Especially, when nylon fiber added in the concrete, the plastic shrinkage did not occurred. For the overall consideration, when the addition ratio of nylon fiber is 0.6%, the press concrete is identified as showed optimum properties.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 지하주차장에 타설되는 누름콘크리트에 각종 섬유를 혼입하여 기초적 특성을 분석하고, 압축강도, 인장강도 및 소성수축균열발생 유무를 통해 누름 콘크리트에 혼입시에 최적의 섬유 종류 및 적정 혼입율을 도출하고자 한다.
본 연구에서는 지하층 누름콘크리트의 배합에 있어 섬유 종류 및 혼입율 변화에 따른 소성수축저감 효과를 알아보고자 공기량, 슬럼프, 압축 및 인장강도, 소성수축균열발생 시험을 진행하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
제안 방법
그리고 섬유를 혼입하지 않은 것을 Plain 배합으로 하였으며, 목표 슬럼프는 180 ± 25 mm이고 목표 공기량 4.5 ± 1.5 %로 계획 하였다.
본 연구에서는 무기섬유와 유기섬유중 시공성 및 경제성 등을 고려하여 유기섬유 중에서 셀룰로오스 슈퍼콘셀 섬유(이하 CL-S), 울트라 섬유(이하 CL-U), 폴리프로필렌섬유(이하 PP), 폴리비닐알콜섬유(이하 PVA), 나일론섬유(이하 NY)를 선별하여 섬유종류 및 혼입율 변화에 따라 실험을 진행하였다.
5 %로 계획 하였다. 섬유 혼입율은 결합재에 대하여 0.6 %, 1.2 %로 설정하여 혼입하였으며 섬유의 종류는 폴리프로필렌(이하 PP), 폴리비닐알코올(이하 PVA), 나일론(이하 NY), 셀룰로오스 슈퍼 콘셀(이하 CL-S) 등을 사용하였다.
압축 및 인장강도시험을 실시하기 위해 공시체는 KS F 2403 규정에 의거 Ø100×200 mm 의 원주형 공시체를 제작하였고, 양생은 각 실험요인에 따라 계획된 재령별로 실시하였다.
콘크리트의 소성수축 실험은 60mm × 60mm × 50mm의 아크릴판을 제작하여 중심부에 원형 구속점을 만든 후 실험을 진행하였다.
대상 데이터
굵은골재는 25mm 이하의 쇄석을 사용하였고, 잔골재는 5mm 이하의 강모래를 사용하였으며, 입도는 굵은골재와 잔골재 모두 표준입도분포곡선 안에 들도록 조정하여 사용하였다. 골재의 물리적 특성은 Table 4에 나타내었다.
본 실험에서 사용한 섬유는 CL-S섬유, CL-U섬유, PP섬유, PVA섬유, NY섬유로서 각 섬유의 물리적 특성은 Table 6과 같다.
본 실험에서 사용한 시멘트는 S사에서 제조된 국내산 보통 포틀랜드시멘트를 사용하였으며 시멘트의 화학적 성분과 물리적 성질은 아래의 Table 3에 자세히 나타내었다.
이론/모형
경화된 콘크리트의 역학적 특성을 파악하기 위하여 압축강도는 KS F 2405 “콘크리트의 압축강도 시험방법” 규정에 따라 측정하였으며, 인장강도는 KS F 2423에 의거하여 실시하였다.
굳지 않은 콘크리트의 슬럼프 측정시험은 KS F 2402 “포틀랜드시멘트 콘크리트의 슬럼프 시험방법”에 따라 슬럼프를 측정하였다.
굳지 않은 콘크리트의 슬럼프 측정시험은 KS F 2402 “포틀랜드시멘트 콘크리트의 슬럼프 시험방법”에 따라 슬럼프를 측정하였다. 그리고 굳지 않은 콘크리트의 공기량측정은 KS F 2421의 규정에 따라 측정하였다.
실험측정 항목은 굳지 않은 콘크리트는 공기량, 슬럼프, 단위용적질량을 측정하는 것으로 실험계획을 하였고, 경화 콘크리트의 경우 압축강도, 인장강도 및 소성수축 균열 발생 유무를 대상으로 실험을 진행하였는데, 그 방법은 KS 규격에 준하여 실시하였다.
성능/효과
1) 공기량 시험결과 섬유의 종류에 관계없이 전체적으로 공기량은 전체적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 섬유보강재를 일정부분 혼입하였을 때 섬유와 시멘트 페이스트의 부착표면에 미세공극이 증가하였기 때문인 것으로 판단된다.
2) 슬럼프 시험결과 전반적으로 섬유종류에 관계없이 혼입율이 증가 할수록 감소하는 것으로 나타났는데 이는 섬유에 의해 시멘트 매트릭스의 부착력과 점착력이 증가하기 때문인 것으로 사료된다.
3) 압축강도의 경우 섬유 혼입율 1.2%였을 때 섬유 혼입율이 0.6%일 때보다 전반적으로 강도가 다소 감소하는 경향이 나타났고, 인장강도의 경우 무근 콘크리트에 비해 강도가 증가하지만 큰 차이는 나타나지 않는 것으로 나타났다. 그리고 섬유의 혼입량이 동일할 때 나일론섬유를 사용한 배합이 다른 배합에 비해 약 5∼15 % 정도 우수한 강도 발현율을 나타내었다.
4) 소성수축균열의 발생유무는 Plain 및 여타배합에서 미소하게 발생하였지만 이중 나일론 섬유 0.6%사용 시 소성수축균열이 방지되는 것으로 나타났다.
2 %의 소성수축균열을 측정한 사진이다. PP섬유와 매우 비슷한 경향을 나타내었는데 Plain에 비해 소성수축균열은 크게 저감된 것을 알 수 있었으며, 혼입율 0.6 %에 비해 1.2 %에서 효과가 우수한 것을 알 수 있었다.
2 %의 소성수축균열을 측정한 사진이다. Plain에 비해 소성수축균열은 크게 저감된 것을 알 수 있었으며, 혼입율 0.6 %에 비해 1.2 %에서 효과가 우수한 것을 알 수 있었다. 그리고 CL-S와 균열 저감효과는 비슷한 것으로 나타났다.
그리고 섬유의 혼입량이 동일할 때 나일론섬유를 사용한 배합이 다른 배합에 비해 약 5∼15 % 정도 우수한 강도 발현율을 나타내었다.
이는 NY섬유의 경우 부착력 및 균열저감 효과가 타 섬유에 비하여 매우 우수한 특성을 지니고 있기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 표면마감에서도 헤어노출이 없었으며, 혼입율 0.6 %에서도 콘크리트의 소성수축균열이 전혀 발생되지 않아 소성수축균열을 억제하는 효과가 가장 큰 것으로 나타났다.
4%로 공기량 변화도 크지 않게 나타난 것을 알 수 있었다. 섬유를 혼입한 시편의 경우 전체적으로 Plain에 비하여 공기량은 증가하였으나 섬유의 혼입량이 1.2%일 때는 공기량의 감소가 나타났다. 이는 섬유보강재를 일정부분 혼입하였을 때 섬유와 시멘트 페이스트의 부착표면에 미세공극이 증가하였기 때문에 0.
섬유의 종류와 혼입율에 관계없이 전체적으로 Plain에 비하여 높은 값을 나타내었으며 목표공기량 4.5±1.5 %를 만족하였다.
소성수축균열은 광범위한 면적에 타설 할 경우 심하게 발생하게 되는데, 본 실험의 경우는 60 cm × 60 cm × 5 cm의 아크릴판을 제작하여 실험을 진행하였기 때문에 균열이 크게 발생하지 않았지만 섬유를 혼입한 배합에 비하여 소성수축균열이 많이 발생한 것을 알 수 있다.
이상의 실험결과를 종합하면, 유동성, 압축강도 및 소성수축균열 발생 유무를 검토한 결과 나일론 섬유가 혼입된 배합이 가장 우수한 것으로 나타났는데, 소성수축균열발생이 억제된 범위에서 나일론 섬유를 0.6 % 혼입 시 1.2 %를 혼입한 경우에 비해 유동성은 증가하고, 압축 강도 발현율 측면에서도 큰 차이가 없어 나일론 0.6 %가 콘크리트의 내구성, 품질향상 및 소성수축균열 저감을 위한 최적의 섬유 및 혼입율로 나타났다.
5는 섬유종류 및 혼입율 변화에 따른 재령별 압축강도 및 인장강도를 나타낸 그래프이다. 전반적으로 압축강도는 Plain에 비해 증가하는 결과를 나타냈는데, 그중 NY섬유에서 가장 높은 강도를 나타내었다. 이는 NY섬유의 높은 친수성에 기인하여 시멘트 매트릭스와 결합력이 높아진 것과 섬유의 흡수에 따른 W/C 저하에 기인하여 나타난 결과로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
섬유를 혼입한 지하층 누름콘크리트의 소성수축 시험결과는 어떠한가?
강토 특성에서는 섬유를 혼입한 시편들이 무근콘크리트에 비하여 높은 압축 및 인장강도를 나타냈다. 소성수축 시험결과 섬유를 혼입한 시편들이 플레인에 비하여 균열발생이 감소하였으며, 특히 NY섬유를 혼입한 시편의 경우에는 균열이 발생하지 않았다. 결과적으로 NY섬유를 0.
섬유를 혼입한 지하층 누름콘크리트의 강도 특성은 무근콘크리트와 비교하여 어떠한가?
그리고 유동성 측정결과, 섬유를 혼입한 시편들이 플레인에 비하여 40-80%낮은 슬럼프를 나타냈다. 강토 특성에서는 섬유를 혼입한 시편들이 무근콘크리트에 비하여 높은 압축 및 인장강도를 나타냈다. 소성수축 시험결과 섬유를 혼입한 시편들이 플레인에 비하여 균열발생이 감소하였으며, 특히 NY섬유를 혼입한 시편의 경우에는 균열이 발생하지 않았다.
지하층 누름콘크리트에 필요한 섬유의 최적 혼입량과 종류를 알기위해 실시한 시험의 종류는 무엇인가?
본 연구에서는 섬유를 혼입한 지하층 누름콘크리트의 균열 저감 특성에 관하여 분석되었다. 섬유의 최적 혼입량과 종류를 알아보기 위해 공기량, 슬럼프, 압축강도, 인장강도 및 소성수축시험을 실시하였다. 공기량 시험결과, 섬유를 혼입한 시편들이 플레인에 비하여 높은 공기량이 나타났다.
참고문헌 (6)
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