팽창성 균열저감제를 이용한 고로슬래그 미분말 기반 경량기포 콘크리트의 특성 및 목업실험 Properties and Mock-up Test of Lightweight Foamed Concrete Based on Blast Furnace Slag by Crack Reducing Admixture원문보기
본 연구는 EXFG를 활용하여 실제 현장 적용이 가능한 고품질의 경량기포콘크리트를 개발하고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저, 기포혼입율이 증가할수록 플로치도 증가하였으며, 반대로 기포슬러리 밀도는 감소하는 것으로 나타났다. 이때, EXFG의 치환율이 유동성에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다. 기포율은 EXFG 1%에서 가장 높은 기포율을 나타냈으며, 침하깊이 역시 EXFG 1% 치환 시 팽창반응에 의해 침하가 방지되는 것으로 나타났다. 이때 기포혼입율은 65%가 적정한 것으로 나타났다. 압축강도의 경우 EXFG의 치환율이 1% 이상일 때 강도는 유사하거나 오히려 감소하는 경향을 나타냈으며, 겉보기 밀도는 기포혼입율 65%에서 KS 0.5품 기준을 만족하였다. 건초수축길이변화율의 경우 EXFG를 치환한 경우 이를 사용하지 않는 배합 대비 건조수축일이변화율이 약 10% 이상 감소하는 것으로 나타났으며, EXFG의 치환율이 증가 할수록 열전도율도 비례하게 높아지는 것으로 나타났다. 한편, Mock-up 실험에서 균열발생의 경우 EXFG-1의 경우 기존기술 및 OPC 배합대비 약 50% 이상 균열이 저감되는 효과를 나타냈다.
본 연구는 EXFG를 활용하여 실제 현장 적용이 가능한 고품질의 경량기포콘크리트를 개발하고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저, 기포혼입율이 증가할수록 플로치도 증가하였으며, 반대로 기포슬러리 밀도는 감소하는 것으로 나타났다. 이때, EXFG의 치환율이 유동성에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다. 기포율은 EXFG 1%에서 가장 높은 기포율을 나타냈으며, 침하깊이 역시 EXFG 1% 치환 시 팽창반응에 의해 침하가 방지되는 것으로 나타났다. 이때 기포혼입율은 65%가 적정한 것으로 나타났다. 압축강도의 경우 EXFG의 치환율이 1% 이상일 때 강도는 유사하거나 오히려 감소하는 경향을 나타냈으며, 겉보기 밀도는 기포혼입율 65%에서 KS 0.5품 기준을 만족하였다. 건초수축길이변화율의 경우 EXFG를 치환한 경우 이를 사용하지 않는 배합 대비 건조수축일이변화율이 약 10% 이상 감소하는 것으로 나타났으며, EXFG의 치환율이 증가 할수록 열전도율도 비례하게 높아지는 것으로 나타났다. 한편, Mock-up 실험에서 균열발생의 경우 EXFG-1의 경우 기존기술 및 OPC 배합대비 약 50% 이상 균열이 저감되는 효과를 나타냈다.
This study is to develop a high quality lightweight foamed concrete that can be applied in the field using EXFG by cracking reducing agent combined with FGD and ALS. First, to increase the volume of foam, the flow and density of the mixture was increased and decreased, respectively. At this time, th...
This study is to develop a high quality lightweight foamed concrete that can be applied in the field using EXFG by cracking reducing agent combined with FGD and ALS. First, to increase the volume of foam, the flow and density of the mixture was increased and decreased, respectively. At this time, the effect of substitution ratio of EXFG on fluidity was negligible. The fraction of foam was the highest at EXFG 1%, and the settlement was found to be prevented by the expansion reaction at EXFG 1%. At this time, the ratio of foam was 65%. In the compressive strength, the strengths were similar or decreased when the substitution ratio of EXFG was more than 1%. The apparent density satisfied the KS 0.5 type at the bubble contents was 65%. In case of EXFG substitution, dry shrinkage was decreased by about 10%. As the substitution ratio of EXFG increased, the thermal conductivity increased proportionally.
This study is to develop a high quality lightweight foamed concrete that can be applied in the field using EXFG by cracking reducing agent combined with FGD and ALS. First, to increase the volume of foam, the flow and density of the mixture was increased and decreased, respectively. At this time, the effect of substitution ratio of EXFG on fluidity was negligible. The fraction of foam was the highest at EXFG 1%, and the settlement was found to be prevented by the expansion reaction at EXFG 1%. At this time, the ratio of foam was 65%. In the compressive strength, the strengths were similar or decreased when the substitution ratio of EXFG was more than 1%. The apparent density satisfied the KS 0.5 type at the bubble contents was 65%. In case of EXFG substitution, dry shrinkage was decreased by about 10%. As the substitution ratio of EXFG increased, the thermal conductivity increased proportionally.
따라서 본 연구에서는 경량기포콘크리트의 강도개선, 품질확보 및 침하저감을 목적으로 산업부산물로 발생하는 BS와 FGD 및 알루미늄슬래그(이하 ALS)를 조합한 팽창재(이하 EXFG)를 활용하여 경량기포콘크리트의 제반 공학적 특성을 분석하고, Mock-up test 등을 통해 실제 현장 적용이 가능한 고품질의 경량기포콘크리트를 개발하고자 한다.
제안 방법
본 연구는 경량기포콘크리트의 강도 개선 및 균열저감을 목적으로 보통 포틀랜드시멘트(이하 OPC) 에 대한 BS의 배합비를 선정하고, 기포혼입율 및 EXFG의 치환율 변화에 따른 기초 물성 및 공학적 특성을 검토한다. 또한, 실현장 적용을 위하여 현재 공동주택 현장에서 일반적으로 사용하고 있는 0.
대상 데이터
경량기포 콘크리트에 대한 기포 혼입율은 현장에서 일반적으로 사용하는 60%, 65%, 2수준에 70%, 75% 2수준을 추가하여 총 4수준으로 계획하였으며, 실험사항으로는 굳지않은 콘크리트에서 플로, 기포슬러리 밀도 및 침하깊이, 경화 콘크리트에서는 압축강도, 겉보기밀도 및 길이변화율을 측정하였다.
먼저, W/B 55% 1수준에 대하여 목표 플로치는 현장 시공성을 고려하여 225±25mm, 결합재는 35(OPC) : 65(BS)2성분계 배합으로 계획하였으며, 침하방지를 위한 EXFG는 선행연구를 통해 도출된 10% Type을 선정하였다. 또한, EXFG 치환율은 총 결합재량에 대한 질량비로 0, 1, 2, 3,4% 총 5수준을 치환 사용하는 것으로 계획하였다.
이론/모형
양생은 탈형된 공시체를 20±2℃ 실내에서 실험계획의 재령기간 동안 봉합양생 하였다. 경화 콘크리트 실험으로 압축강도는 KS F 2405, 겉보기 밀도는 KS F 4039, 건조수축길이변화율은 KS F 2460에 의거하여 실시하였다.
굳지않은 콘크리트의 실험으로 플로, 단위용적질량 및 침하깊이는 KS F 4039에 의거하여 실험을 실시하였다. 특히 경량기포콘크리트의 침하깊이 측정은 W 145×H 300mm크기의 투명 아크릴 용기에 시료를 수평하게 상부 끝까지 채우고 2시간 후 상부 침하깊이를mm 단위로 측정하였다.
성능/효과
1) 굳지 않은 콘크리트의 특성으로 기포혼입율이 증가할수록 플로치도 증가하였으며, 이와 반대로 기포슬러리 밀도는 감소하였다. 한편, EXFG의 치환율이 유동성에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다.
2) 침하깊이의 경우 EXFG 치환 시 팽창반응에 의해 침하가 방지되는 것으로 나타났는데, EXFG 1% 치환 시 침하방지에 가장 효과가 우수한 것으로 나타났으며, 이때 적정 기포혼입율은 60%∼65% 수준인 것으로 나타났다.
3) 경화 콘크리트 특성으로 압축강도의 경우 EXFG 치환율에 관계없이 기포혼입율이 증가할수록 압축강도는 감소하는 경향을 나타내었으며, 특히, EXFG의 치환율이 1% 이상일 때 강도는 유사하거나 오히려 감소하는 경향을 나타냈다. 또한, 겉보기 밀도의 경우 기포혼입율 65%에서 KS 0.
4) 건조수축 길이변화율의 경우 EXFG의 치환율이 증가할수록 화학적 팽창반응에 의해 감소하는 것으로 나타났는데, EXFG를 치환한 경우 이를 사용하지 않는 배합 대비 건조수축일이변화율이 약 10% 이상 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 열전도율의 경우 기포혼입율이 증가할수록 콘크리트 내 다수의 공극에 의해 열전도율은 낮아지는 것으로 나타났으며, 동일한 기포혼입율에서 EXFG의 치환율이 증가할수록 열전도율도 비례하게 커지는 것으로 나타났다.
5) Mock-up 실험결과 균열발생의 경우 기존기술, OPC100, EXFG-1 순으로 균열발생량은 감소하는 것으로 나타났는데, EXFG-1의 경우 기존기술 및 OPC 배합대비 약 50% 이상 균열이 저감되는 효과를 나타냈다. 이상의 결과를 종합하면, 경량기포콘크리트의 강도개선, 균열 및 침하 저감을 위해 기포혼입율 65%, EXFG 1%를 치환하여 활용할 경우 경량기포 콘크리트의 품질 향상과 더불어 폐기물 처리 및 경제성 측면에서도 효과가 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
경량기포콘크리트의 문제는 ?
그러나, 종전에 시공되는 경량기포콘크리트는 기능공의숙련도 및 현장 제작에 따른 품질편차와 강도부족에 의한 파손 및 균열발생 등이 문제시 되고 있다. 또한, 혼입된 기포의 파포현상 등에 의한 경량기포콘크리트의 침하발생으로 후속 공정인 바닥 모르타르의 물량 증가와 균열에 의한 소음발생, 단열성능 및 난방파이프 시공성 저하 등 많은 문제점들이 발생하고 있는 실정이다[1,2].
온수난방 방식의 목적은 ?
국내 공동주택의 일반적인 바닥 구조는 콘크리트 슬래브, 단열 및 차음을 위한 층간 완충재, 경량기포콘크리트 및 바닥 모르타르 등으로 구성된다. 특히 국내의 경우 온수를 이용하는 바닥난방(이하 온수난방)을 기본으로 하고 있으며, 이러한 온수난방 방식은 마감, 단열 및 난방파이프 고정 등의 목적으로 경량기포콘크리트를 타설한다.
Mock-up test등을 통해 나오 결과는 ?
5) Mock-up 실험결과 균열발생의 경우 기존기술, OPC100, EXFG-1 순으로 균열발생량은 감소하는 것으로 나타났는데, EXFG-1의 경우 기존기술 및 OPC 배합대비 약 50% 이상 균열이 저감되는 효과를 나타냈다. 이상의 결과를 종합하면, 경량기포콘크리트의 강도개선, 균열 및 침하 저감을 위해 기포혼입율 65%, EXFG 1%를 치환하여 활용할 경우 경량기포 콘크리트의 품질 향상과 더불어 폐기물 처리 및 경제성 측면에서도 효과가 있을 것으로 판단된다.
참고문헌 (6)
Kim HS. Physical properties of lightweight foamed concrete according to lightweight aggregate types and foaming agent types. Journal of the Korea Concrete Institute. 2016 Aug;28(4):435-44.
Yim G. Preparation of lightweight aerated concrete and characteristic analysis of foaming agent. Journal of Engineering Paichai University Korea. 2006 Mar;8(1):31-50.
Han JS. An improvement method on the using probleme of the ground granulate blast-furnace slag as a concrete admixture in ready-mixed concrete plant. Journal of Architectural Institute of Korea. 2003 Mar;15(2):6-7.
Kim MS. Effect of changes of bubble-based leavening agent and bubble mixing ratio on quality of lightweight concrete. Journal of the Korea institute of Building construction. 2016 May;16(1):189-90.
Han CG. Quality of high volume blast furnace slag mortar depending on desulfurization gypsum treating methods and fine aggregate type. Journal of the Korea Recycled Construction Resources Institute. 2016 Jun;4(2):157-64.
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