이 연구의 목적은 바텀애시 및 준설토 기반의 인공 경량골재 콘크리트의 합리적 배합설계 절차를 제시하는 것이다. 25 배합의 실험결과를 바탕으로 경량골재 콘크리트의 목표성능(압축강도, 절건 밀도, 초기 슬럼프, 공기량)에 대하여 물-시멘트 비, 단위 시멘트양, 경량 잔골재 치환율을 결정하는 식을 제시하였다. 제안된 식과 절대용적 배합의 개념으로부터 각 구성요소들의 단위용적중량을 산정하였다. 제시된 배합설계 절차는 기존 결정에 효율적으로 이용될 수 있다.
이 연구의 목적은 바텀애시 및 준설토 기반의 인공 경량골재 콘크리트의 합리적 배합설계 절차를 제시하는 것이다. 25 배합의 실험결과를 바탕으로 경량골재 콘크리트의 목표성능(압축강도, 절건 밀도, 초기 슬럼프, 공기량)에 대하여 물-시멘트 비, 단위 시멘트양, 경량 잔골재 치환율을 결정하는 식을 제시하였다. 제안된 식과 절대용적 배합의 개념으로부터 각 구성요소들의 단위용적중량을 산정하였다. 제시된 배합설계 절차는 기존 결정에 효율적으로 이용될 수 있다.
The objective of this study is to propose a reliable mixing design procedure of concrete using artificial lightweight aggregate produced from expanded bottom ash and dredged soil. Based on test results obtained from 25 mixes, empirical equations to determine water-to-cement ratio, unit cement conten...
The objective of this study is to propose a reliable mixing design procedure of concrete using artificial lightweight aggregate produced from expanded bottom ash and dredged soil. Based on test results obtained from 25 mixes, empirical equations to determine water-to-cement ratio, unit cement content, and replacement level of lightweight fine aggregates were formulated with regard to the targeted performance (compressive strength, dry density, initial slump, and air content) of lightweight aggregate concrete. From the proposed equations and absolute volume mixing concept, unit weight of each ingredient was calculated. The proposed mix design procedure limits the fine aggregate-to-total aggregate ratio by considering the replacement level of lightweight fine aggregates, different to previous approach for expanded fly ash and clay-based lightweight aggregate concrete. Thus, it is expected that the proposed procedure is effectively applied for determining the first trial mixing proportions for the designed requirements of concrete.
The objective of this study is to propose a reliable mixing design procedure of concrete using artificial lightweight aggregate produced from expanded bottom ash and dredged soil. Based on test results obtained from 25 mixes, empirical equations to determine water-to-cement ratio, unit cement content, and replacement level of lightweight fine aggregates were formulated with regard to the targeted performance (compressive strength, dry density, initial slump, and air content) of lightweight aggregate concrete. From the proposed equations and absolute volume mixing concept, unit weight of each ingredient was calculated. The proposed mix design procedure limits the fine aggregate-to-total aggregate ratio by considering the replacement level of lightweight fine aggregates, different to previous approach for expanded fly ash and clay-based lightweight aggregate concrete. Thus, it is expected that the proposed procedure is effectively applied for determining the first trial mixing proportions for the designed requirements of concrete.
이 연구에서는 바텀애시 및 준설토 기반의 경량골재 콘크리트의 배합조건에 따른 절건 밀도 및 압축강도 특성을 분석하고 이를 바탕으로 목표성능에 대한 배합설계 모델을 제시하였다. 배합조건에 따른 콘크리트 특성의 변화에 대한 분석결과는 플라이애시 및 팽창점토 기반 경량골재 콘크리트의 결과와 비교하였다.
제안 방법
이 연구에서는 기존 플라이애시 및 팽창점토 기반의 경량골재 콘크리트(fly ash and expanded clay lightweight aggregate concrete, FC-LWAC)와 바텀애시 및 준설토 기반의 경량골재 콘크리트(bottom ash and dredged soil lightweight aggregate concrete, BD-LWAC)의 압축 강도 및 절건 밀도를 배합상세에 따라 분석하였다. 경량골재 콘크리트의 배합설계 절차를 결정하기 위한 주요 분석 요인은 콘크리트의 절건 밀도와 압축 강도에 대한 물-시멘트 비, 단위 시멘트 양, 경량 잔골재 치환율의 영향이다.
대상 데이터
) 등에 의해 영향을 받는다. 플라이애시 및 팽창점토 기반 경량골재 콘크리트의 배합조건에 따른 uA, fck 및 ρc의 특성을 분석하기 위하여 773개의 배합실험 결과를 수집하였다. 이들 결과들은 BD-LWAC의 실험 결과와 비교하였다.
이론/모형
3 m3의 강제식 믹서기를 사용하여 3분 이상 비빔을 실시하였다. 굳지 않은 콘크리트의 Si는 KS F 2402에 따라 측정하였으며, vA의 경우 간편성 및 현장 적용성을 고려하여 KS F 2409(압력법)에 따라 측정하였다. 배합이 끝난 콘크리트는 항온 · 항습(20℃, 상대습도 60%)의 환경에서 재령 28일까지 양생을 실시하였다.
배합이 끝난 콘크리트는 항온 · 항습(20℃, 상대습도 60%)의 환경에서 재령 28일까지 양생을 실시하였다. 콘크리트의 압축강도는 재령 28일에서 KS F 2405에 따라 측정하였다. 콘크리트의 ρc는 28일간 양생시킨 시험체를 100±5℃의 온도에서 72시간 이상 건조시킨 후 질량과 부피 측정을 통해 결정하였다.
성능/효과
1) 바텀애시 및 준설토 기반 경량골재의 절건 밀도에 대한단위 시멘트양의 영향은 경량골재 콘크리트 단위 시멘트 양에 대한 절건 밀도의 영향은 플라이애시 및 팽창점토 기반 콘크리트 대비 바텀애시 및 준설토 기반 콘크리트에서 더 낮았다.
2) 바텀애시 및 준설토 기반 경량골재 콘크리트의 절건 밀도는 동일 압축강도와 배합조건을 갖는 플라이애시 및 팽창점토 기반 경량골재 콘크리트에 비해 낮았다.
3) 제시된 배합설계 절차는 기존 플라이애시 및 팽창점토기반 경량골재 콘크리트의 배합설계 대비 ρc에 대한 RLF의 영향성을 고려하고 있으며, S/α의 사용제한을 통해 콘크리트의 품질확보 측면에서 효과적으로 이용될 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
LWAC(구조용 경량골재 콘크리트)의 장점은 무엇입니까?
국내 콘크리트 표준시방서에서는 잔골재 및 굵은 골재의 절건 밀도가 각각 1,800kg/m3 및 1,500kg/m3 미만의 경량골재를 사용한 콘크리트로 기건 밀도가 14,00∼2,000kg/m3인 콘크리트를 구조용 경량골재 콘크리트로 정의하고 있다[1]. LWAC의 낮은 밀도는 구조물의 고정하중 감소를 통하여 수직·수평 부재의 단면을 줄일 수 있다. 이는 건축물 내부 활용 공간의 증가 및 구조물의 밑면전단력 감소효과도 있다[2].
LWAC의배합 특성 및 역학적 특성이 인공 경량골재의 원 재료에 따라 검토되어야 할 이유는?
하지만 2000년대 초반부터 국내에도 석탄회 및 준설토를 이용한 인공 경량골재 생산 시스템이 확립됨에 따라LWAC에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 인공 경량골재의 물리적 특성 및 입형상태는 사용 원재료의 화학적 조성및 분말도 등에 의해 중요한 영향을 받는다. 골재의 강성 및 입형상태는 시멘트 페이스트와 골재 계면에서의 상호작용에 중요한 영향을 미치는데, 이는 결과적으로 콘크리트의유동성 및 역학적 특성을 변화시킨다[3]. 따라서 LWAC의배합 특성 및 역학적 특성은 인공 경량골재의 원 재료에 따라 검토될 필요가 있다.
구조용 경량골재 콘크리트는 무엇입니까?
구조용 경량골재 콘크리트(lightweight aggregateconcrete, LWAC)는 일반적으로 천연골재 대비 절건 밀도가 약 40∼70% 수준의 골재를 사용한 콘크리트를 뜻한다. 국내 콘크리트 표준시방서에서는 잔골재 및 굵은 골재의 절건 밀도가 각각 1,800kg/m3 및 1,500kg/m3 미만의 경량골재를 사용한 콘크리트로 기건 밀도가 14,00∼2,000kg/m3인 콘크리트를 구조용 경량골재 콘크리트로 정의하고 있다[1]. LWAC의 낮은 밀도는 구조물의 고정하중 감소를 통하여 수직·수평 부재의 단면을 줄일 수 있다.
참고문헌 (12)
Korea Construction Standard Center. Standard Specification of Concrete. Seoul: Ministry of Land, Infrastructure and Transport; 2016. p. 96-106.
Sim JI, Yang KH. Structural safety of lightweight aggregate concrete. Magazine of the Korea Concrete Institute. 2011 Sep;23(5):27-32.
Korea Concrete Institute. Choisin concrete gonghak [The newest engineering of concrete]. Seoul (Korea): Kimoondang; 2011. 930 p.
ACI Committee 211.2. Standard practice for selecting proportions for structural lightweight concrete (ACI 211.2-98). MI, Farmington Hills: American Concrete Institute; 1998. 18 p.
Architectural Institute of Japan. Japanese architectural standard specification for reinforced concrete work (JASS 5) english version. Tokyo (Japan): Architectural Institute of Japan; 2009. 171 p.
Comite Euro-International du Beton. fib model code for concrete structures 2010. Switzerland: International Federation for Structural Concrete (Fib); 2000. 402 p.
Choi JJ. Mix proportioning and constructability of lightweight aggregate concrete. Magazine of the Korea Concrete Institute. 2011 Sep;23(5):18-26.
Yang KH. Mix design of lightweight aggregate concrete and determination of targeted dry density of concrete. Journal of the Korea Institute of Building Construction. 2013 Oct;13(5):491-7.
Sim JI, Yang KH. Effect of the maximum aggregate size on the workability and mechanical properties of lightweight concrete. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction. 2015 May;28(5):61-8.
Sim JI, Yang KH. mechanical properties of lightweight aggregate concrete according to the substitution rate of natural sand and maximum aggregate size. Journal of the Korea Concrete Institute. 2011 Oct;23(5):551-8.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.