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문제 정의
- 본 연구에서는 GGBFS 혼입 및 콜드조인트를 고려하여 염화물 확산계수를 평가하였다. 시편을 확산셀에 정치한 후 실리콘을 이용해 밀봉한 후 전압을 인가하였다.
- 본 연구에서는 전기영동법에 기초한 촉진염화물 확산실험 방법을 통해 비정상상태의 촉진염화물 확산계수를 평가하였다. 평가를 위해 국내 C사의 1종 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 국내 S사의 고로슬래그 미분말을 사용하였다.
제안 방법
- 8시간 동안 전압 인가 후 시편을 UTM을 이용하여 쪼갬응력을 가하였으며, 단면에 0.1N의 AgNO3 수용액을 분무하여 염화물 침투 깊이를 평가하였다(Otsuki et al., 1992). 침투 깊이 평가 범위는 시편의 양측 10 mm 부분을 제외하고 남은 영역을 5 mm 간격으로 측정하여 평균값을 사용하였다.
- 5%를 기본으로 하는 배합을 적용하였다. GGBFS혼입에 따른 염화물 거동 변화를 분석하기 위해 OPC를 40% 치환한 배합을 추가로 고려하였으며, 명확한 염화물 거동을 평가하기 위해서 W/B(물-결합재비)를 0.6으로 설정하였다.
- , 2012). 따라서 본 연구에서는 일반적으로 가장 많이 사용하는 분말도 4,000 cm2/g의 고로슬래그 미분말을 사용하여 연구를 진행하였다. Table 1에는 본 연구에 사용된 배합을 나타내었다.
- 본 연구에서는 GGBFS를 혼입한 콘크리트와 OPC 콘크리트에 콜드조인트를 유도한 뒤, 염화물 확산계수를 평가하였다. 본 연구에서 도출된 결론은 다음과 같다.
- 본 연구에서는 콜드조인트를 고려한 염화물 거동을 분석하였으며, OPC(Ordinary Portland Cement) 배합뿐만 아니라 고로슬래그 미분말(GGBFS, Ground Granulated Blast Furnace Slag)을 치환한 배합을 함께 적용하였다. GGBFS는 많은 연구 들을 통해 염화물 침투 저항성 개선에 대한 특징이 입증되었다(Leng et al.
- 본 연구에서는 GGBFS 혼입 및 콜드조인트를 고려하여 염화물 확산계수를 평가하였다. 시편을 확산셀에 정치한 후 실리콘을 이용해 밀봉한 후 전압을 인가하였다. Fig.
- 압축강도 24 MPa, 슬럼프 180 mm, 공기량 4.5%를 기본으로 하는 배합을 적용하였다. GGBFS혼입에 따른 염화물 거동 변화를 분석하기 위해 OPC를 40% 치환한 배합을 추가로 고려하였으며, 명확한 염화물 거동을 평가하기 위해서 W/B(물-결합재비)를 0.
- 완성된 실린더 몰드를 28일간 수중 양생 후 다이아몬드 컷팅기를 이용해 ∅100 × 50 mm의 디스크콘크리트를 제작하였다.
- 인장재하의 경우, 콜드조인트면의 박락으로 인해 강도 발현이 어려워 30°정도 기울여 평가를 진행하였다.
- 3에서는 완성된 디스크 형태의 콘크리트를 나타내었다. 초기재령 에서는 염화물 확산시험기간동안 측정값이 수화에 따라 변할 수 있으므로 장기재령인 91일을 기준으로 염화물 특성을 평가하였다.
대상 데이터
- 일반 콘크리트와 콜드조인트 콘크리트의 촉진염화물 확산 계수 평가를 위해 ∅100 × 200 mm 실린더 몰드를 제작하였다.
- 본 연구에서는 전기영동법에 기초한 촉진염화물 확산실험 방법을 통해 비정상상태의 촉진염화물 확산계수를 평가하였다. 평가를 위해 국내 C사의 1종 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 국내 S사의 고로슬래그 미분말을 사용하였다. 조기 강도가 취약한 고로슬래그 미분말의 단점을 개선하기 위해 분말도 6,000 cm2/g 이상으로 사용하거나 알칼리 자극제를 사용하기도 하지만 이는 원가 상승의 원인으로 작용하여 실무에서 크게 적용하지 못하고 있는 실정이다(Ryu et al.
이론/모형
- 본 연구에서는 단기간에 염화물 거동을 평가할 수 있는 촉진염화물 확산계수 평가 방법을 적용하였다. ASTMC 1202 방법을 이용하여 비정상 상태의 염화물 확산계수를 측정하였다. 양극(+)셀에는 0.
- 본 연구에서는 단기간에 염화물 거동을 평가할 수 있는 촉진염화물 확산계수 평가 방법을 적용하였다. ASTMC 1202 방법을 이용하여 비정상 상태의 염화물 확산계수를 측정하였다.
성능/효과
- 1) 콜드조인트를 가진 콘크리트 시편의 쪼갬인장강도 시험에서 콜드조인트면의 박락에 따른 강도발현 저하가 크게 평가되었으며 콜드조인트를 가진 콘크리트의 열화증가를 간접적으로 평가할 수 있었다.
- 2) GGBFS 콘크리트에서는 6.6×10-12 m2/sec의 확산계수가 측정되었는데, 이는 OPC 콘크리트에 비하여 약 30% 수준의 낮은 확산계수값이다.
- 3) OPC 및 GGBFS 배합 모두 콜드조인트 콘크리트에서 확산계수가 크게 평가되었는데, 내구성 설계에서는 균열부에 대한 열화증가만이 고려되어 있다. 시공이음부와 같은 취약부 역시 내구성 설계에서 추가적으로 고려해야 할 사항이라고 판단된다.
- 7×10-12 m2/sec)에 비해 36%수준으로 매우 낮은 확산계수가 평가되었다. 건전부 콘크리트와 콜드조인트 콘크리트의 확산계수 비교 결과 OPC 배합의 경우 콜드조인트 콘크리트에서 건전부 콘크리트에 비해 약 1.07배 높은 확산계수가 평가되었으며, GGBFS 콘크리트의 경우, 건전부 콘크리트에 비해 콜드조인트 콘크리트에서 1.30배 높은 확산계수가 평가되었다. 단순히 콜드조인트와 건전 부의 비를 평가하면 GGBFS에서 큰 증가비가 평가되지만, 실험값을 비교하면 GGBFS 콘크리트가 콜드조인트를 가졌다하더라도 건전부의 OPC 콘크리트보다 낮은 염화물 확산계수값을 가진다.
- 3배 증가한 값이다. 그러나 이 결과도 OPC 건전부 결과의 0.39배 수준으로 매우 낮은 확산값을 보였으며, GGBFS 콘크리트의 뛰어난 내염해 성을 확인할 수 있었다.
- 실험 후 염화물 침투깊이 측정결과 GGBFS 콘크리트에서 OPC 콘크리트에 비해 침투깊이가 적게 발생한 것을 확인할 수 있었다. 이러한 특성은 잠재수경성에 따른 수밀성 증가와 염화물 흡착량의 증가를 원인으로 생각할 수 있다.
- 압축강도 평가결과 재령 28일에서는 OPC 콘크리트가 GGBFS 콘크리트에 비해 높은 강도가 평가되었으나 재령 91일에서는 GGBFS의 잠재수경성에 따른 장기강도발현에 의하여 높은 강도가 평가되었다. 이러한 GGBFS 콘크리트의 장기강도 발현특성은 많은 문헌에서 소개되었다(Leng et al.
- 촉진염화물 확산계수 평가결과 GGBFS 콘크리트(6.6×10-12m2/sec)에서 OPC 콘크리트(22.0×10-12 m2/sec)에 비해 약 30%수준의 낮은 확산계수가 평가되었다.
- 평가결과 압축재하 영역의 경우 콜드조인트 유·무에 따른 강도의 차이가 크게 발생하지 않았으나 인장재하 영역의 경우 콜드조인트 유·무에 따라 평균 약 67% 수준까지 강도가 감소하는 것으로 나타났다.
후속연구
- , 2009). GGBFS 특성과 콜드조인트에서 증가되는 염화물 확산특성이 기본적인 강도특성 변화와 함께 본 연구에서 정량적으로 분석될 것이다.
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