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김포공항 활주로 개선 콘크리트 포장으로 공용성 확보 시공 (내염·ASR억제형 시멘트 적용) 원문보기

도로 : 도로학회지, v.18 no.4 = no.70, 2016년, pp.94 - 100  

윤경구 (강원대학교 토목공학과) ,  최준용 (한국공항공사 서울지역본부 토목조경팀) ,  최재범 (한국공항공사 서울지역본부 토목조경팀) ,  박철 (쌍용양회공업(주) 기술연구소)

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제안 방법

  • “내염·ASR억제형 시멘트”를 적용한 특수레미콘의 균일한 생산 및 조달을 위하여 김포공항에서 30분 이내 위치한 레미콘 공장을 선정하였으며, 품질 확보를 위하여 야간 포장 공사를 시행하였고 현장 도착 후 굳지 않은 콘크리트는 평균 슬럼프 25~35mm, 공기량4~5%로 맞추어 시공하였다.
  • 「내염·ASR억제형 시멘트」는 내구성 향상을 위해 최적화된 배합비로 보통 포틀랜드 시멘트의 일부를 광물질 혼합재 및 특수첨가재로 치환하여 공장 제조하였으며, 공항포장용만이 아닌 일반 도로의 신설·유지보수용 포장 콘크리트 용도로도 적합한 품질을 갖도록 하였다.
  • 「내염·ASR억제형 시멘트」는 단계적인 실내실험 및 현장적용 시험을 통해 기존 재료대비 품질 성능의 개선을 확인하였으며, 김포공항 구활주로를 대상으로 한 배합조건을 모사하여 최종 성능 확인 평가를 추진하였다.
  • 해당 연구과제에서는 공항포장관련 전 분야에 대해서 공항포장 구조물의 성능을 향상시킬 수 있는 연구가 이루어졌으며 그 중 재료 개발분야에서는 강원대학교 및 쌍용양회가 공동으로 역학특성 및 내구성 측면(내염, ASR억제, 수축저감)에서 향상된 품질의 포장 콘크리트 제조가 가능한 내염·ASR억제형 시멘트를 개발하였다.
  • 현장 강도 시험은 ‘국토교통부 레미콘·아스콘 품질관리 지침’ 기준에 따라 시행하였으며, 일반적으로 공항 콘크리트 포장은 휨강도(28일 4.5MPa)를 주 기준으로 적용하므로 굳은 콘크리트에 대한 휨강도 측정을 중점적으로 실시하였으며, 공항 운영 특성에 따른 조기개방을 위한 강도 발현 확인을 위하여 7, 28일 강도로 진행하였으며, 그 결과를 그림 6에 나타내었다.
  • 활주로 폐쇄 없이 공항 운영과 사업시행을 병행해야 하는 현장 여건에 따라 콘크리트 포설은 6~7월,9~10월 총 2단계에 걸쳐 진행되었다. “내염·ASR억제형 시멘트”를 적용한 특수레미콘의 균일한 생산 및 조달을 위하여 김포공항에서 30분 이내 위치한 레미콘 공장을 선정하였으며, 품질 확보를 위하여 야간 포장 공사를 시행하였고 현장 도착 후 굳지 않은 콘크리트는 평균 슬럼프 25~35mm, 공기량4~5%로 맞추어 시공하였다.

대상 데이터

  • ASR 실험은 반응성이 확인된 골재(일본산)와 레미콘 공장에서 사용중인 현장 골재를 입수하여 평가하였다. 평가 결과 반응성이 확인된 골재를 사용한 경우 OPC는‘유해’, DPC는‘무해’로 판별되는 팽창율을 나타냈으며, 현장골재를 사용한 경우에는 OPC는‘무해하지 않음’, DPC의 경우에는‘무해’로 판별되는 팽창률을 나타냈다.
  • 개발된 시멘트는 단계적으로 실내 및 현장시험을 통해 그 성능을 검증하였으며, 실무 적용 및 검증을 위하여 “2016년도 김포공항 구활주로 및 유도로 시종단 재포장 공사”에 적용하였다.
  • 「내염·ASR억제형 시멘트」는 내구성 향상을 위해 최적화된 배합비로 보통 포틀랜드 시멘트의 일부를 광물질 혼합재 및 특수첨가재로 치환하여 공장 제조하였으며, 공항포장용만이 아닌 일반 도로의 신설·유지보수용 포장 콘크리트 용도로도 적합한 품질을 갖도록 하였다. 개발된 시멘트는 콘크리트 포장의 복합열화(염해와 동해, 염해와 알칼리-골재반응), 건조수축에 의한 균열발생 현상을 억제하여 포장콘크리트의 내구수명을 대폭 향상시킬 수 있는 친환경고기능성 시멘트 재료라 할 수 있다.
  • 「내염·ASR억제형 시멘트」는 단계적인 실내실험 및 현장적용 시험을 통해 기존 재료대비 품질 성능의 개선을 확인하였으며, 김포공항 구활주로를 대상으로 한 배합조건을 모사하여 최종 성능 확인 평가를 추진하였다. 사용재료 중 골재 및 혼화제는 김포공항 구활주로 포장공사 시 콘크리트 제조 및 납품예정 레미콘 공장(E사)의 재료를 입수하여 평가하였다. 사용재료, 배합조건, 평가항목을 표 1~표 3에 나타내었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
공항은 어떠한 시설물인가? 공항은 국가 주요 기반시설로서 공항시설물 중 활주로 및 유도로 등은 항공기의 이동, 이착륙을 위한 핵심시설물이라 할 수 있다. 따라서 하자 발생 및 보수 시 항공기의 운행 안전성, 과도한 보수비용의 발생, 운행지연에 따른 경제적 손실 등의 문제가 발생하므로 활주로 포장의 내구성 확보는 무엇보다 중요하다 할 수 있다.
본 연구에서 OPC 대비 DPC 수준의 수축저항성이 높다고 나타난 이유는? KS F2424 시험방법에 의한 건조수축 특성 평가 결과 OPC 대비 DPC 수준의 수축저항성이 높은 것으로 확인되었다. 이는 광물질 혼합재의 초기수화를 개선하기 위한 첨가재의 효과로, 초기에 수화물 형성을 개선해 주어 수축제어에 효과를 나타낸 결과로 판단할 수 있다.
공항 활주로의 콘크리트 포장의 특징은? 특히, 공항 활주로의 콘크리트 포장은 일반 도로콘크리트 포장에 비해 더 큰 하중이 작용하므로 높은 강도와 고내구성이 요구되어 높은 단위시멘트량을 갖는 배합이 적용된다. 하지만 그럼에도 불구하고 현재 다양한 유형의 파손이 다수 발생하고 있어서 잦은 유지보수가 행해지고 있는 실정이다.
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