[논문]콘크리트용 표준물질(Standard Reference Materials)개발의 최적배합비율 결정을 위한 기초연구

이동규; 최명성

doi:10.14346/jkosos.2019.34.5.111

콘크리트용 표준물질(Standard Reference Materials)개발의 최적배합비율 결정을 위한 기초연구
A Fundamental Study on the Determination of Optimal Mixing Ratio for Development of Standard Reference Materials for Concrete 원문보기

한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety, v.34 no.5, 2019년, pp.111 - 118

이동규 (한국가스안전공사 가스안전연구원) , 최명성 (단국대학교 토목환경공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, a variety of special concrete structures have been designed in domestic and overseas construction markets and more advanced construction technology is required. Therefore, it is necessary to secure quantitative construction technology. For this purpose, it is essential to develop a standard reference material having a constant flow performance and quality to evaluate quantitative performance. On the other hand, the flowability of the concrete is greatly influenced by the flowability of the cement paste. Also, in consideration of design strength and workability, mix design is carried out at various mixing ratios according to the purpose of the site. Therefore, in this study, based on the derived components of standard reference materials for cement paste, we suggested mixing ratio of standard reference materials that can uniformly simulate the flow characteristics of cement paste according to W/C. As a result, it was found that the yield stress was determined by the ratio of water and glycerol but plastic viscosity was controled by limestone content. Finally, the ratio of standard reference materials to simulate the rheological range of cement paste by W/C was suggested.

주제어

표/그림 (19)

표 Table 1. Experiment steps for SRM mixing ratios
그림 Fig. 1. Anton paar rheometer and spindle.
그림 Fig. 2. Test results of cement paste rheology.
표 Table 2. Analysis of limestone components
표 Table 3. Analysis of glycerol components
표 Table 4. Mixing ratios of cement paste
그림 Fig. 3. Test results of rheology for initial condition.
그림 Fig. 4. Test results of rheology for ages.
그림 Fig. 5. Test results of rheology for particle sizes.
표 Table 5. Rheological parameters of mixing ratios
그림 Fig. 6. Variation of rheology depending on limestone ratios.
그림 Fig. 7. Variation of rheology depending on water and glycerol ratios.
표 Table 6. Mixing ratios to determine yield stress
표 Table 7. Mixing ratios to determine plastic viscosity
그림 Fig. 8. Test results of rheology for derived SRM mixing ratios.
표 Table 8. SRM mixing ratios to simulate cement paste mixing ratios
표 Table 9. Comparison of flow characteristics between cement pastes and standard reference materials
표 Table 11. Comparison between SRM mixing ratios and cement paste mixing ratios
표 Table 10. Review of standard reference materials requirements

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서, 본 연구에서는 콘크리트의 초기 유동특성을 평가할 수 있는 레올로지(Rheology) 개념을 기반으로 시멘트페이스트에 대한 표준물질의 구성성분을 도출한 기존 연구결과를 바탕으로 콘크리트의 배합 설계에 따라 변수로 결정되는 시멘트페이스트의 W/C별 초기유동특성을 모사할 수 있는 표준물질의 배합비율을 도출하고자 한다. 이를 바탕으로 개발된 시멘트페이스트용 표준물질을 매트릭스로 하여 잔골재, 굵은 골재까지 단계적으로 고려해 나가는 형태로 모르타르용 표준물질, 최종 콘크리트용 표준물질 개발까지 연구를 확장해 나갈 계획이다.
다음 단계로 표준물질 재료의 구성성분이 유동특성에 미치는 영향을 분석하여 그 결과를 토대로 최종시멘트페이스트의 유동특성을 모사할 수 있는 표준물질의 배합비율을 도출하였다. 또한, 최종 도출된 표준물질의 배합이 입자상 표준물질의 요구조건에 만족한 성능을 나타내는지 평가하였다.
본 연구에서는 시멘트페이스트의 유동특성 및 표준물질의 유동특성을 정량적으로 평가하기 위하여 초기유동특성을 정량적으로 평가할 수 있는 Rheometer장비를 사용하여 실험을 하였다(Fig. 1). 레올로지 측정은 일반적으로 재료에 작용되는 전단응력 및 전단변형율의 관계를 통해 결정되며, 소성점도와 항복응력을 결정하는데 Bingham 모델(1)을 사용하였다^16-18).
본 연구에서는 콘크리트용 표준물질을 개발하기 위한 가장 기초적 기준이 될 수 있는 시멘트페이스트용 표준물질의 재료 구성에 대한 연구결과를 바탕으로 시멘트페이스트의 각 배합에 따른 유동특성을 모사할 수 있는 표준물질의 배합비율을 제시하고자 하였다. 이에 목표로 하는 소성점도 및 항복값의 기준 범위를 도출하기 위해 우선, 시멘트페이스트의 유동특성을 분석하였으며, 수화반응으로 인한 다차원적 성질을 나타내는 시멘트페이스트의 유동특성을 정량적으로 평가하기위해 일정한 조건에서 반복 실험을 통한 평균적인 소성점도 및 항복값 범위를 도출하였다.
0 Pa수준의 결과를 나타내었으며, 이는 시멘트페이스트의 레올로지 분석결과와 비교하였을 때, 낮은 수준의 항복값을 나타내었다. 시멘트페이스트와 유사한 유동특성을 도출하기 위해서는 높은 항복값이 요구되며, 이를 도출하기 위해서 표준물질 구성성분들이 유동특성에 어떤 영향을 미치는지 검토하였다.

가설 설정

. 1) 시험이 지속되는 동안 입자 분리가 없어야 한다. 2) 넓은 범위의 전단 변형율에서 선형의 Bingham 반응을 나타내야한다.
, 이는 Fig. 3과 같이 배합 직후 입자상 표준물질의 유동특성에서 1) 시험이 지속되는 동안 입자 분리가 없어야 함. 2) 넓은 범위의 전단 변형율에서 선형의 Bingham 반응을 나타내어야 함.
1) 시험이 지속되는 동안 입자 분리가 없어야 한다. 2) 넓은 범위의 전단 변형율에서 선형의 Bingham 반응을 나타내야한다. 3) 장기간에 걸쳐 유체와 입자 사이에 유동학적 및 화학적 특성변화가 없어야 한다.
3과 같이 배합 직후 입자상 표준물질의 유동특성에서 1) 시험이 지속되는 동안 입자 분리가 없어야 함. 2) 넓은 범위의 전단 변형율에서 선형의 Bingham 반응을 나타내어야 함. 4) 골재의 재료 분리를 방지하기에 충분한 항복응력이 있어야 함.
2) 넓은 범위의 전단 변형율에서 선형의 Bingham 반응을 나타내야한다. 3) 장기간에 걸쳐 유체와 입자 사이에 유동학적 및 화학적 특성변화가 없어야 한다. 4) 골재의 재료 분리를 방지하기에 충분한 항복응력이 있어야 한다.
4) 골재의 재료 분리를 방지하기에 충분한 항복응력이 있어야 한다. 5) 양면 선형응답거동 즉, 히스테리시스가 거의 없어야한다.

제안 방법

이러한 분석결과를 토대로 Table 8에 나타낸 바와 같이 Glycerol의 양을 Limestone양의 약 12 %의 수준으로 고정시킨 상태에서 물과 Limestone의 비율을 3가지 수준(W/L = 0.27, 0.31, 0.33)으로 배합하여 실험을 하였다.
1) 표준물질의 배합비율을 제시하기 위한 소성점도 및 항복값의 기준 범위를 도출하고자 시멘트페이스트의 유동특성을 3가지 수준(W/C = 0.37, 0.40, 0.45)으로 분석하여 각각에 대한 소성점도 및 항복값의 기준 범위를 도출하였다.
이에 본 연구에서는 시멘트페이스트의 평균입도를 고려하여 20 ㎛의 Limestone을 최종 결정하였다. 기본 배합비율은 NIST¹¹⁾에서 제시하고 있는 배합비율을 참고하여 Water : Glycerol = 4 : 6 수준에서 (Glycerol + Water) / Limestone (이하 : S/L) 0.57의 비율로 결정하였다. 하지만 Fig.
이에 목표로 하는 소성점도 및 항복값의 기준 범위를 도출하기 위해 우선, 시멘트페이스트의 유동특성을 분석하였으며, 수화반응으로 인한 다차원적 성질을 나타내는 시멘트페이스트의 유동특성을 정량적으로 평가하기위해 일정한 조건에서 반복 실험을 통한 평균적인 소성점도 및 항복값 범위를 도출하였다. 다음 단계로 목표 기준 범위를 만족하는 표준물질의 배합비율을 도출하기 위해 표준물질구성 재료의 각 항목이 유동특성에 어떤 영향을 미치는지 검토하였으며, 이 실험 결과를 토대로 최종 시멘트페이스트의 유동특성을 모사할 수 있는 표준물질의 배합비율을 제시하였다. 주요 연구결과는 다음과 같다.
본 연구에서는 입자상 표준물질의 요구특성에 모두 만족한 성능을 나타낸 재료 구성을 도출한 기존 연구결과를 바탕으로 Table 1에 나타낸 바와 같이 우선, 시멘트페이스트의 W/C별 유동특성을 분석하여 표준물질을 통해 도출하고자하는 유동특성 기준값을 선정하였다. 다음 단계로 표준물질 재료의 구성성분이 유동특성에 미치는 영향을 분석하여 그 결과를 토대로 최종시멘트페이스트의 유동특성을 모사할 수 있는 표준물질의 배합비율을 도출하였다. 또한, 최종 도출된 표준물질의 배합이 입자상 표준물질의 요구조건에 만족한 성능을 나타내는지 평가하였다.
여기서, 소성점도는 전단응력-전단변형율의 기울기로 정의하고, 항복응력은 회기분석을 통한 y축 절편 값을 의미한다^19,20). 레올로지 측정을 위한 재료의 배합은 고속믹서를 사용하여 120 초를 4단계(15 초, 15 초, 30 초, 60초)로 나누어 믹싱 하였고, 일정한 재료물성을 얻기 위해 각 단계가 끝날 때 마다 반죽을 하였다. 실험을 측정하기 전 일정한 온도(20 ℃) 및 시간 조건에서 재료의 균질화를 위한공회전(50 s^-1/60 s)을 시킨 뒤, 재료의 방향성을 억제시키기 위한 휴식 시간(10 s)을 주었다.
본 연구에서는 입자상 표준물질의 요구특성에 모두 만족한 성능을 나타낸 재료 구성을 도출한 기존 연구결과를 바탕으로 Table 1에 나타낸 바와 같이 우선, 시멘트페이스트의 W/C별 유동특성을 분석하여 표준물질을 통해 도출하고자하는 유동특성 기준값을 선정하였다. 다음 단계로 표준물질 재료의 구성성분이 유동특성에 미치는 영향을 분석하여 그 결과를 토대로 최종시멘트페이스트의 유동특성을 모사할 수 있는 표준물질의 배합비율을 도출하였다.
실험을 측정하기 전 일정한 온도(20 ℃) 및 시간 조건에서 재료의 균질화를 위한공회전(50 s^-1/60 s)을 시킨 뒤, 재료의 방향성을 억제시키기 위한 휴식 시간(10 s)을 주었다. 실험 측정은 전단속도를 0.1 s^-1에서 40 s^-1까지 증가 시킨 후 다시 0.1 s^-1로 감소시키면서 상향 및 하향곡선을 10단계로 정해진 회전속도에 의해 스핀들에 걸리는 전단저항 값을 측정하였다. 실험에 사용된 스핀들은 재료분리 및 슬립현상을 방지하기 위한 톱니모양의 스핀들(ø 50 mm)을 사용하였다(Fig.
표준물질을 통해 모사하고자 하는 시멘트페이스트 배합설계 별 항복값 및 소성점도 값을 도출하기 위해 우선, 시멘트페이스트의 각 배합별 레올로지 분석을 실시하였다. 실험방법으로 Table 4에 나타낸 바와 같이 시멘트페이스트의 배합은 일반 콘크리트 배합비율을 고려하여 3가지 배합비율(W/C = 0.37, 0.40, 0.45)로 분석하였고, 또한, 시멘트페이스트의 수화 반응에 의한 유동특성의 불확실성 및 다차원적 성질을 고려하기 위해 배합 직후로부터 5분의 시간을 준수하여 여러 차례 반복실험을 통해 분석하였다^21-24).
또한, 입자상 표준물질의 요구특성에서 3) 장기간에 걸쳐 유동학적 및 화학적특성 변화가 없어야함. 에 대해 검토하기 위해 Fig. 4와 같이 재령에 따른 레올로지를 분석하였고, 그 결과 모두 만족한 성능을 나타내었다. Fig.
우선, 시멘트페이스트의 유동특성 분석에서 가장 높은 소성점도 및 항복값을 나타내는 W/C = 0.37 배합에 만족하는 표준물질의 배합비율을 우선 도출하고, 이를 기준하여 W/C = 0.40, 0.45의 배합비율을 도출하고자한다. 앞서 언급된 바와 같이 W/C = 0.
이러한 특성을 고려하여 항복값 22 ± 3 Pa범위를 만족하는 표준물질의 배합비율을 도출하기 위해 Table 6에 나타낸 바와 같이 표준물질의 구성 중 물과 Glycerol을 일정한 비율(Water : Glycerol = 4 : 6)로 고정시킨 상태에서 Limestone의 양을 4단계수준(S/L = 0.40, 0.45, 0.47, 0.57)으로 증가시키면서 레올로지 분석을 하였다.
본 연구에서는 콘크리트용 표준물질을 개발하기 위한 가장 기초적 기준이 될 수 있는 시멘트페이스트용 표준물질의 재료 구성에 대한 연구결과를 바탕으로 시멘트페이스트의 각 배합에 따른 유동특성을 모사할 수 있는 표준물질의 배합비율을 제시하고자 하였다. 이에 목표로 하는 소성점도 및 항복값의 기준 범위를 도출하기 위해 우선, 시멘트페이스트의 유동특성을 분석하였으며, 수화반응으로 인한 다차원적 성질을 나타내는 시멘트페이스트의 유동특성을 정량적으로 평가하기위해 일정한 조건에서 반복 실험을 통한 평균적인 소성점도 및 항복값 범위를 도출하였다. 다음 단계로 목표 기준 범위를 만족하는 표준물질의 배합비율을 도출하기 위해 표준물질구성 재료의 각 항목이 유동특성에 어떤 영향을 미치는지 검토하였으며, 이 실험 결과를 토대로 최종 시멘트페이스트의 유동특성을 모사할 수 있는 표준물질의 배합비율을 제시하였다.
5는 Limestone의 입자크기별(10 ㎛, 20 ㎛) 레올로지 분석결과를 나타내었으며, 입자크기가 작을수록 입자간 마찰 면적의 증가로 인해 높은 소성점도 및 항복값이 측정되었지만, 입자상 표준물질의 요구특성에 모두 만족하였다¹¹⁾. 이에 본 연구에서는 시멘트페이스트의 평균입도를 고려하여 20 ㎛의 Limestone을 최종 결정하였다. 기본 배합비율은 NIST¹¹⁾에서 제시하고 있는 배합비율을 참고하여 Water : Glycerol = 4 : 6 수준에서 (Glycerol + Water) / Limestone (이하 : S/L) 0.
37의 소성점도에 비해 다소 높은 수준의 결과값을 나타내었다. 이에 항복값을 유지하면서 소성점도를 감소시키기 위한 실험을 실시하였고, Glycerol은 재료분리방지 및 히스테리시스의 발생을 방지해주는 역할을 한다는 기존 연구결과¹⁰⁾를 고려하여 Table 7과 같이 히스테리시스가 발생하지 않는 최소한의 범위까지 일정한 비율로 Glycerol의 양을 감소시키면서 물과의 비율을 4가지 수준(Water : Glycerol = 4 : 6, 5 : 5, 6 : 4, 7 : 3)으로 조절하여 실험을 하였다.
표준물질을 통해 모사하고자 하는 시멘트페이스트 배합설계 별 항복값 및 소성점도 값을 도출하기 위해 우선, 시멘트페이스트의 각 배합별 레올로지 분석을 실시하였다. 실험방법으로 Table 4에 나타낸 바와 같이 시멘트페이스트의 배합은 일반 콘크리트 배합비율을 고려하여 3가지 배합비율(W/C = 0.

대상 데이터

기존 연구를 통해 도출된 시멘트페이스트용 표준물은 국내에서 제조 판매되는 재료들로 시멘트 대체제로는 수분과의 반응이 거의 없고, 시멘트의 평균 입자 크기와 유사하며, 시멘트와 가장 유사한 유동특성을 나타내는 것으로 알려진 Limestone을 선정하였다¹⁴⁾. 또한, 매트릭스 유체 대체재로는 시멘트페이스트의 수화반응으로 발생한 점성과 유사한 점성을 가지면서 화학적 안정성을 나타내는 Glycerol을 선정하였고¹⁵⁾, 실험오차발생의 최소화를 위해 배합에 사용된 물은 Distilled water을 선정하였다.
. 또한, 매트릭스 유체 대체재로는 시멘트페이스트의 수화반응으로 발생한 점성과 유사한 점성을 가지면서 화학적 안정성을 나타내는 Glycerol을 선정하였고¹⁵⁾, 실험오차발생의 최소화를 위해 배합에 사용된 물은 Distilled water을 선정하였다.
본 연구는 콘크리트용 표준물질 개발을 통한 현장적용 및 실용화가 최종적인 목표이기 때문에 실험에 사용된 시멘트는 현장에서 일반적으로 쓰이는 1종 보통 포틀랜드시멘트를 사용하였다. Table 2, 3에는 표준물질의 구성성분에 대한 성분 분석표를 나타내었다.
실험에 사용된 스핀들은 재료분리 및 슬립현상을 방지하기 위한 톱니모양의 스핀들(ø 50 mm)을 사용하였다(Fig. 1).

데이터처리

또한, W/C가 높아질수록 항복값 및 소성점도가 일정하게 감소하는 것을 알 수 있었다^25,26). Table 5에 시멘트페이스트의 각 배합별 계산된 항복값 및 소성점도에 대한 범위를 제시하였는데, 이는 반복실험을 통해 도출된 시멘트페이스트의 항복값 및 소성점도의 결과를 평균값으로 산정하여 최대 및 최소값을 통해 범위를 제시하였다.

이론/모형

1). 레올로지 측정은 일반적으로 재료에 작용되는 전단응력 및 전단변형율의 관계를 통해 결정되며, 소성점도와 항복응력을 결정하는데 Bingham 모델(1)을 사용하였다^16-18). 여기서, 소성점도는 전단응력-전단변형율의 기울기로 정의하고, 항복응력은 회기분석을 통한 y축 절편 값을 의미한다^19,20).

성능/효과

2) 도출된 기준범위를 만족하는 표준물질의 배합비율을 제시하기 위해서는 표준물질 재료구성의 각 항목이 유동특성에 어떤 영향을 미치는지 검토하였으며, 실험 결과 항복값은 Limestone의 양에 영향을 받는 것으로 분석되었다. 또한, Water : Glycerol = 4 : 6, S/L = 0.
3) 소성점도에 영향을 받는 재료를 분석하기 위해 Limestone의 양을 S/L = 0.40으로 고정시킨 상태에서 물과 Glycerol의 비율을 4가지 수준(W : G = 4 : 6, 5 : 5, 6 : 4, 7 : 3)으로 물의 양을 일정하게 증가시키며 실험한 결과 물의 양이 증가함에 따라 항복값은 큰 변화가 없는 조건에서 소성점도가 일정한 수준으로 감소하는 결과를 나타내었으며, 이를 통해 일정한 S/L 비율조건에서 물의 양은 소성점도에 영향을 받는 것으로 분석되었다.
3) 장기간에 걸쳐 유체와 입자 사이에 유동학적 및 화학적 특성변화가 없어야 한다. 4) 골재의 재료 분리를 방지하기에 충분한 항복응력이 있어야 한다. 5) 양면 선형응답거동 즉, 히스테리시스가 거의 없어야한다.
2) 넓은 범위의 전단 변형율에서 선형의 Bingham 반응을 나타내어야 함. 4) 골재의 재료 분리를 방지하기에 충분한 항복응력이 있어야 함. 5) 양면 선형 응답거동 즉, Hysteresis가 거의 없어야함.
4) 표준물질의 재료 구성 각 항목이 유동특성에 미치는 영향을 분석한 결과 항복값은 Limestone의 양에, 소성점도는 물과 Glycerol의 비율에 크게 영향을 받는 것으로 분석되었다. 또한, 재료분리 및 히스테리시스의 발생을 방지하기 위해서는 Limestone의 양에 약 12%이상의 Glycerol이 포함되어야 하는 것으로 분석되었다.
5) 각 재료의 유동특성 영향요인 분석결과를 토대로 재료분리 및 히스테리시스의 발생을 방지할 수 있는 최소한의 Glycerol의 양 G/L = 0.12를 고정시킨 상태에서 물과 Limestone의 배합비율을 3가지 수준(W/L = 0.27, 0.31, 0.33)으로 배합하여 레올로지를 분석한 결과 검토대상 시멘트페이스트의 각 배합별(W/C = 0.37, 0.40, 0.45) 유동특성 기준범위에 모두 만족한 배합비율을 도출할 수 있었다.
4) 골재의 재료 분리를 방지하기에 충분한 항복응력이 있어야 함. 5) 양면 선형 응답거동 즉, Hysteresis가 거의 없어야함. 등 4가지 요구특성에 모두 만족하였다.
6) 도출된 표준물질의 배합비율에 대한 레올로지 분석결과 표준물질의 요구특성에 모두 만족한 성능을 나타내었고, 시멘트페이스트와 표준물질 사이의 관계를 식으로 정립하여 이를 활용하여 시멘트페이스트의 모든 배합에 대한 표준물질의 배합비율을 도출할 수 있었다.
도출된 표준물질의 배합비율별 유동특성이 국내⋅외에서 제시하고 있는 표준물질의 요구특성에 모두 만족한 성능을 나타내는지 검토하였고, 그 결과 Table 10에 나타낸 바와 같이 입자상 표준물질의 요구특성에 모두 만족한 결과를 나타내었다.
표준물질의 구성성분이 유동특성에 미치는 영향에 대해서 검토한 결과 항복값의 경우 Limestone의 양에 크게 영향을 받으며 소성점도는 물과 Glycerol의 비율에 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 또한, W/C = 0.37의 유동특성을 만족하는 표준물질의 배합비율(Water : Glycerol = 7 : 3, S/L = 0.40)에서 Glycerol의 양은 Limestone 양의 약 12% 수준으로 분석되었다. 즉, #에서 W+G의 비율은 소성점도에 영향을 미치며, L은 항복값에 영향을 미치는 것으로 분석이 되고, #은 소성점도 및 항복값에, #은 히스테리시스 발생을 방지해주는 것으로 분석할 수 있다.
이를 통해 표준물질의 유동특성에서 소성점도는 물의 양에 크게 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 또한, Water : Glycerol = 7 : 3, S/L = 0.40의 배합은 W/C = 0.37의 유동특성 범위에 모두 만족한 표준물질의 배합비율임을 확인할 수 있었다.
4) 표준물질의 재료 구성 각 항목이 유동특성에 미치는 영향을 분석한 결과 항복값은 Limestone의 양에, 소성점도는 물과 Glycerol의 비율에 크게 영향을 받는 것으로 분석되었다. 또한, 재료분리 및 히스테리시스의 발생을 방지하기 위해서는 Limestone의 양에 약 12%이상의 Glycerol이 포함되어야 하는 것으로 분석되었다.
콘크리트의 초기유동특성을 일정하게 재현할 수 있는 표준물질의 개발로 인해 기존 상대적인 비교수준의 초기 유동성능 평가에서 절대적인 값으로 콘크리트의 성능을 평가 할 수 있으며, 이를 활용하여 사전시공예측 및 시공성능평가가 가능해진다¹³⁾. 또한, 초기 시공단계에서 일정한 품질 제어가 가능한 안정적인 시공이 가능해지며, 이로 인해 시공시 건설 시스템 안전기술 확보 등 기존 정성적인 안전관리기술 수준에서 정량적인 안전 시스템 구축 및 체계화가 가능해진다. 아울러, 현재까지 개발된 다양한 유동성 정량 측정시스템 즉, 레오미터(Rheometer)에 대한 보정(Calibration)이 가능해지고, 배관압송시험, 펌프장비 마모성 평가, 디지털프린팅 등 정량적 유동성능 제어를 필요로 하는 여러 분야에서 활용될 수 있다.
실험결과 Fig. 7과와 같이 항복값이 일정한 수준(22 ± 3 Pa)을 유지하면서 물과 Glycerol의 비율을 감소시킬수록 소성점도가 감소하는 결과값을 나타내었다.
2에 나타내었다. 실험결과 검토 대상 시멘트페이스트의 경우 다소 낮은 소성점도에 높은 항복값을 나타내었다. 또한, W/C가 높아질수록 항복값 및 소성점도가 일정하게 감소하는 것을 알 수 있었다^25,26).
실험결과 시멘트페이스트의 유동특성과 유사하게 Limestone의 양이 증가할수록 소성점도 및 항복값이 동시에 증가하는 경향을 나타내었다(Fig. 6). 특히, 소성점도가 증가하는 것에 비해 항복값은 크게 증가하였고, 이를 통해 표준물질의 유동특성에서 항복값은 Limestone의 양에 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.
즉, 같은 S/L 비율의 조건에서 물의 양을 증가시킬수록 소성점도는 감소하며, 항복값에는 크게 영향을 미치지않는 것으로 분석이 되었다. 이를 통해 표준물질의 유동특성에서 소성점도는 물의 양에 크게 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 또한, Water : Glycerol = 7 : 3, S/L = 0.
7과와 같이 항복값이 일정한 수준(22 ± 3 Pa)을 유지하면서 물과 Glycerol의 비율을 감소시킬수록 소성점도가 감소하는 결과값을 나타내었다. 즉, 같은 S/L 비율의 조건에서 물의 양을 증가시킬수록 소성점도는 감소하며, 항복값에는 크게 영향을 미치지않는 것으로 분석이 되었다. 이를 통해 표준물질의 유동특성에서 소성점도는 물의 양에 크게 영향을 받는 것을 알 수 있었다.
6). 특히, 소성점도가 증가하는 것에 비해 항복값은 크게 증가하였고, 이를 통해 표준물질의 유동특성에서 항복값은 Limestone의 양에 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 또한, Water : Glycerol = 4 : 6, S/L = 0.
표준물질의 구성성분이 유동특성에 미치는 영향에 대해서 검토한 결과 항복값의 경우 Limestone의 양에 크게 영향을 받으며 소성점도는 물과 Glycerol의 비율에 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 또한, W/C = 0.

후속연구

본 연구는 앞서 언급된 바와 같이 이러한 콘크리트의 유동특성을 모사할 수 있는 표준물질을 개발하는 것으로 본 연구는 가장 기초적인 단계에서 수행된 연구로, 향후 다양한 재료적 특성, 즉 혼화재료 및 사용재료 물리적 특성 등을 포함하여 다양한 변수를 고려한 표준물질 성능 검토가 필요하다고 사료된다.
따라서, 본 연구에서는 콘크리트의 초기 유동특성을 평가할 수 있는 레올로지(Rheology) 개념을 기반으로 시멘트페이스트에 대한 표준물질의 구성성분을 도출한 기존 연구결과를 바탕으로 콘크리트의 배합 설계에 따라 변수로 결정되는 시멘트페이스트의 W/C별 초기유동특성을 모사할 수 있는 표준물질의 배합비율을 도출하고자 한다. 이를 바탕으로 개발된 시멘트페이스트용 표준물질을 매트릭스로 하여 잔골재, 굵은 골재까지 단계적으로 고려해 나가는 형태로 모르타르용 표준물질, 최종 콘크리트용 표준물질 개발까지 연구를 확장해 나갈 계획이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	레오미터란 무엇인가?	또한, 초기 시공단계에서 일정한 품질 제어가 가능한 안정적인 시공이 가능해지며, 이로 인해 시공시 건설 시스템 안전기술 확보 등 기존 정성적인 안전관리기술 수준에서 정량적인 안전 시스템 구축 및 체계화가 가능해진다. 아울러, 현재까지 개발된 다양한 유동성 정량 측정시스템 즉, 레오미터(Rheometer)에 대한 보정(Calibration)이 가능해지고, 배관압송시험, 펌프장비 마모성 평가, 디지털프린팅 등 정량적 유동성능 제어를 필요로 하는 여러 분야에서 활용될 수 있다. 이에 국외를 중심으로 콘크리트의 유동특성을 모사할 수 있는 표준물질에 대한 연구가 일부 수행되고 있지만 국내의 경우 표준물질에 대한 명확한 규정이 아직까지 부재한 실정이다11).
	특수구조물에 요구되는 것은 무엇인가?	이에 따라 국내⋅외에서는 더욱 다양한 형태의 특수콘크리트 구조물이 요구되어지는 등 특수콘크리트 공사에 대한 수요는 지속적으로 증대되고 있다1-3). 한편, 이러한 특수구조물은 시공과정에서 완벽한 구조물 시공을 위해 보다 향상된 최적의 콘크리트 배합설계와 효과적인 타설 및 이송 기술이 요구된다4). 이를 위해서는 설계기술 및 시공기술에 대한 객관적 분석이 이루어져야 하며, 최적의 품질관리 및 시공관리가 가능한 콘크리트의 정량적 평가기술이 요구된다5).
	특수콘크리트 공사에 대한 수요가 지속적으로 증대되는 이유는 무엇인가?	현재 국내⋅외 건설 산업은 설계 및 재료 기술과 아울러 시공기술에 대한 발전이 상당히 이루어지고 있다. 특히, 우리나라에서는 롯데타워, 인천대교 등 초대형 건설기술 실적과 함께 해외 건설시장까지 규모가 확대되는 등 세계적으로 시공 기술을 인정받고 있다. 이에 따라 국내⋅외에서는 더욱 다양한 형태의 특수콘크리트 구조물이 요구되어지는 등 특수콘크리트 공사에 대한 수요는 지속적으로 증대되고 있다1-3).

참고문헌 (26)

J. T. Song and H. Y, Choi, "Rheological Properties of Cement Pastes Containing Metakaoline", J. Korean Ceram. Soc., Vol. 40, No. 12, pp. 1229-1234, 2003.

원문보기 상세보기
D. K. Lee, K. W. Lee, G. J. Park, S. W. Kim, J. J. Park, Y. J. Kim and M. S. Choi, "Guideline for Filling Performance of Concrete for Modular LNG Storage Tanks", J. Korean Soc. Saf., Vol. 33, No. 2. pp. 86-93, 2018.
D. K. Lee, K. W. Lee and M. S. Choi, "Study on Filling Capacity of Self-Consolidating Concrete for Modular LNG Storage Tank", J. Korean Soc. Saf., Vol. 33, No. 6, pp. 50-57, 2018.
S. Y. Hwang, H. K. Lee and B. H. Kang, "A Study on the Applicability of High-Workable Concrete in Field", J. Korean Soc. Civ. Eng., Vol. 14, Issue 7, pp. 71-78, 1998.
C. G. Han, G. C. Lee and Y. S. Heo, "A Comparison Study Between Evaluation Methods on the Rheological Properties of Cement Paste", J. Korea Inst. Build. Constr., Vol. 6, Issue 3 Serial No. 21, pp. 75-82, 2006.

원문보기 상세보기
G. H. Tattersall and P. F. Banfill, "The Rheology of Fresh Concrete", Pitman. London, UK, 1993.
N. Roussel, A. Lemaitre, R. J. Flatt and P. Coussot, "Steady State Flow of Cement Suspensions", A Micromechanical State of the Art", J. Cem. Concr., Vol. 40, Issue 1, pp. 77-84, 2010.

상세보기
J. E. Wallevik, "Rheological Properties of Cement Paste Thixotropic Behavior and Structural Breakdown", J. Cem. Concr., Vol. 39, Issue 1, pp. 14-29, 2009.

상세보기
L. J. Struble and W. G. Lei, "Rheological Changes Associated with Setting of Cement Paste", J. Adv. Cem. Based Mater., Vol. 2, Issue 6, pp. 224-230, 1995.

상세보기
D. K Lee, K. W. Lee and M. S. Choi, "Study on the Develop of Standard Reference Materials for Safety Control of Construction Materials." J. Korean Soc. Saf., Vol. 32, No. 5, pp. 54-61, 2017.
C. F. Ferraris, P. E. Stutzman, W. F. Guthrie and J. Winpigler, "Certification of SRM 2492 : Bingham Paste Mixture for Rheological Measurements", NIST Special Publication, pp. 260-174, 2012.
C. F. Ferraris, H. K. Obla and H. Russell, "The Influence of Mineral Admixtures on the Rheology of Cement Paste and Cncrete",Cement and Concrete Research, Vol. 31, Issue 2, pp. 245-255, 2001.

상세보기
G. C. Lee, "Study on Rheological Properties of Suspension by Shear Box Test", Journal of the Architectural Institute of Korea, Vol. 23, No. 8, pp. 149-156, 2007.
M. He, Y. Wang and E. Forssberg, "Parameter Studies on the Rheology of Limestone Slurries", International Journal of Mineral Processing, Vol. 78, Issue 2, pp. 63-77, 2006.

상세보기
K. H. Sweeny and R. D. Geckler "The Rheology of Suspensions", J. Applied Physics, Vol. 25, Issue 9, 1954.
J. F. Swindells, R. C. Hardy and R. L. Cottington, “Precise Measurements With Bingham Viscometers and Cannon Master Viscometers,” Journal of the Research of the National Bureau of Standards, Vol. 52, No. 3, pp. 105-115, 1954.

상세보기
M. Nehdi and M. A. Rahman, "Estimating Rheological Properties of Cement Pastes using Various Rheological Models for Different Test Geometry, Gap and Surface Fiction.", J. Cem. Concr. Res., Vol. 34, Issue 11, pp. 1993-2007, 2004.

상세보기
S. Kulasegarm, B. L. Karihaloo and A. Ghanbari, "Modelling the Flow of Self-compacting Concrete", Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech, Vol. 35, Issue 6, pp. 713-723, 2011.

상세보기
C. D. You, S. H. Byun and J. T. Song, "Rheological Properties of Cement Paste Containing Ultrafine Blast Furnace Slag", Journal of the Korea Ceramic Society, Vol. 44, Issue 8, pp. 430-436, 2007.

원문보기 상세보기
R. E. Robertson and H. A. Stiff Jr., "An Improved Mathematical Model for Relating Shear Stress to Shear Rate in Drilling Fluids and Cement Slurries", J. Soc. Pet. Eng., Vol. 16, Issue 1, pp. 31-36, 1976.

상세보기
A. Papo and L. Piani, "Effect of Various Superplasticizers on the Rheological Properties of Portland Cement Pastes", Cement and Concrete Research, Vol. 34, Issue 11, pp. 2097-2101, 2004.

상세보기
S. H. Byun, H. C. Kim, J. Y. Kim, H. K. Choi and J. T. Song, "Effect of Cement Particle Size on Properties of Ordinart Portland Cement", J. Korean Ceram Soc., Vol. 47, Issue 5, pp. 394-400, 2010.

원문보기 상세보기
L. Struble and G. K. Sun, "Viscosity of Portland Cement Paste as a Function of Concentration", J. Adv. Cem. Based Materials, Vol. 2, Issue 2, pp. 62-69, 1995.

상세보기
H. Uchikawa, K. Ogawa and S. Uchida, "Influence of Character of Clinker on the Early Hydration Process and Rheological Property of Cement Paste", J. Cem. Concr. Res., Vol. 15, Issue 4, pp. 561-572, 1995.
D. A. Williams, A. W. Saak, H. M. Jennings, "The Influence of Mixing on the Rheology of Fresh Cement Paste", J. Cement and Concrete Research, Vol. 29, Issue 9, pp. 1491-1496, 1999.

상세보기
T. E. R. Jones and S. Taylor, "A Mathematical Model Relating the Flow Curve of a Cement Paste to its Water/cement ratios", J. Magazine of Concrete Research, Vol. 29, Issue 101, pp. 207-212, 1977.

상세보기

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증