[논문]기상재해 대응 긴급보수용 패브릭 콘크리트 혼합물의 역학적 특성 및 내구성능 평가

전상민; 조성문; 오리온; 김황희; 차상선; 박찬기

doi:10.5389/ksae.2020.62.4.023

기상재해 대응 긴급보수용 패브릭 콘크리트 혼합물의 역학적 특성 및 내구성능 평가
Evaluation of Mechanical Properties and Durability of Fabric Concrete Binder for Emergency Repair 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.62 no.4, 2020년, pp.23 - 31

전상민 (Daeheung Future Technology Co., Ltd.) , 조성문 (Department of Agricultural Engineering, Kongju National University) , 오리온 (Research Center, Contecheng Co., Ltd) , 김황희 (Research Center, Contecheng Co., Ltd) , 차상선 (Department of Rural Construction Engineering, Kongju National University) , 박찬기 (Department of Rural Construction Engineering, Kongju National University)

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, meteorological disasters have been increasing by climate change, excessive rainfall, and landslide. The purpose is to develop new fabric concrete that can prevent and recover from damages because some of areas are vulnerable to meteorological disaster. Specifically, this technology can minimize time and space constraint when repairing the concrete structure and installing a formwork. The structure of fabric concrete is a mixture of fabric concrete and a high-speed hardened cement, Silica sand, wollastonite mineral fiber, fabric material and waterproof PVC fabric. In this study, the ratio of mechanical properties and durability of the fabric concrete mixture was evaluated by deriving the binder: silica sand mix ratio of the fabric concrete mixture and substituting part of the cement amount with wollastonite mineral fiber. Best binder in performance evaluation: Silica sand mix ratio is 6: 4 and the target mechanical performance and durability are the best when over 15% wollastonite binder is replaced by silicate mineral fiber.

주제어

표/그림 (17)

그림 Fig. 1 Structure of fabric concrete
그림 Fig. 2 Shape of wollastonite mineral fiber
표 Table 1 Properties of wollastonite mineral fiber
그림 Fig. 3 Chloride ion penetration test
표 Table 2 Mix proportions of fabric concrete binder (Unit : kg/㎥)
표 Table 3 Chloride ion penetrability based on charge passed
그림 Fig. 4 Compressive strength of fabric concrete with binder-silica sand ratio
그림 Fig. 5 Flexural strength of fabric concrete with binder-silica sand ratio
그림 Fig. 6 Passed charge of fabric concrete with binder-slilca sand ratio
그림 Fig. 7 Compressive strength after MgSO4 solution immersion
그림 Fig. 8 Residual compressive strength after MgSO4 solution immersion
그림 Fig. 9 Compressive strength after Na2SO4 solution immersion
그림 Fig. 10 Residual compressive strength after Na2SO4 solution immersion
그림 Fig. 11 Compressive strength after repeated wetting and drying cycles
그림 Fig. 12 Residual compressive strength after repeated wetting and drying cycles
그림 Fig. 13 Compressive strength after long term oven dry
그림 Fig. 14 Residual compressive strength after long term oven dry

AI 본문요약
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문제 정의

이와 같은 결과는 단위 초속경 시 멘트량이 압축강도에 가장 큰 영향을 미치기 때문이다. 그러나 내약품성 시험은 내구성 시험으로 기존의 성능 (압축강도)에서 얼마나 성능을 유지하는 것인가를 판단하기 위한 것으로 본 연구에서는 잔류 압축강도로 평가하였다. 잔류 압축강도는 황산마그네슘 용액에 노출 후에도 노출 전 압축강도의 70% 이상을 나타내었을 뿐만 아니라 재령 10일 목표 압축강도를 만족하는 것으로 나타나 황산마그네슘 용액 노출에는 큰 영향을 받지 않음을 알 수 있다.
따라서 용수로 등의 적용될 경우 용수의 손실을 최소화하기 위해서 우수한 투수 저항성을 요구한다. 농업용 관개용수로의 경우 관개용수의 손실을 최소화할 수 있는 방안이 필요하여 본 연구에서는 ASTM 기준 투수성이 매우 낮음을 목표로 설정하였다. ASTM C 1202 및 KS F 4042에서 통과 전하량이 1,000 Coulombs 이하일 경우 투수성이 매우 낮음으로 제시하고 있어 패브릭 콘크리트 혼합물의 목표 염소이온 투과량은 1,000 Coulombs 이하로 결정하였다 (Table 3).
초속경시멘트의 사용량이 증가할수록 압축강도가 증가한다는 것은 결합재:규사 혼합비 중 결합재 (시멘트+월라스토나이트 광물질 섬유)의 비율이 높은, 즉 결합재:규사 혼합비가 5:5에서 6:4로 증가할 때 압축강도가 더 크게 나타나는 것은 본 연구의 결과로도 알 수 있다. 다만 본 연구의 목적은 목표 압축강도를 만족시키면서 패브릭 콘크리트 혼합물의 투수저항성과 내구성을 향상시키는 것이다. 따라서 월라스토나이트광물질섬유 치환율의 증가할수록 압축강도를 감소시키지만 목표 압축강도를 모두 만족하는 결과를 얻을 수 있어 본 연구에서 설정한 모든 배합은 압축강도에는 큰 문제가 없는 것으로 판단하였다.
이와 같이 콘크리트는 사면 안정화하는데 적합한 역학적 성능 및 내구성을 가졌음에도 불구하고 시⋅공간적 제약으로 인해 적용이 어려운 점이 있다. 따라서, 패브릭 콘크리트를 활용하여 기상재해 발생시 신속 대응이 필요한 수로 설치 및 사면보강에 사용하고자 한다. 패브릭 콘크리트는 탁월한 유연성을 가져 사면과의 우수한 일체성을 가지므로 유속이 빠르고 세굴이 심한 하천 호안 공사에 사용이 가능하다 (Kim, 2016).
본 연구는 패브릭 콘크리트 혼합물의 역학적 특성 및 내구성을 평가하였다. 이를 위해 기본배합시험을 통해 목표 역학적 성능을 만족하는 결합재:규사 혼합비를 도출하고 시멘트량의 일부를 월라스토나이트 광물질 섬유로 치환한 패브릭 콘크리트 혼합물의 영향을 평가하였다.
본 연구에서는 농업용 관개수로를 포함한 용수로 붕괴, 사면붕괴 및 산사태에 대한 신속한 대응과 복구가 가능한 패브릭 콘크리트의 주 결합재로 적용되는 패브릭 콘크리트 혼합물의 역학적 특성 및 내구성능을 평가하여 적정배합을 도출하기 위하여 수행하였다.
콘크리트 보강 섬유는 이러한 콘크리트 재료에 균열을 제어함으로써 투수 저항성 향상 및 내구성을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 월라스토나이트광물질섬유를 사용하여 이와 같은 문제를 해결하고자 한다. 패브릭 콘크리트의 혼합물은 건비빔으로 제조하여 패브릭 소재 사이에 넣어 주 결합재의 역할을 한다.

제안 방법

농업용 관개용수로의 경우 관개용수의 손실을 최소화할 수 있는 방안이 필요하여 본 연구에서는 ASTM 기준 투수성이 매우 낮음을 목표로 설정하였다. ASTM C 1202 및 KS F 4042에서 통과 전하량이 1,000 Coulombs 이하일 경우 투수성이 매우 낮음으로 제시하고 있어 패브릭 콘크리트 혼합물의 목표 염소이온 투과량은 1,000 Coulombs 이하로 결정하였다 (Table 3).
시험은 재령 10일 공시 체를 60℃의 오븐에 24시간 노출시킨 후 20℃의 물에 24시간 노출시키는 것을 1회로 하여 총 25회 반복시험을 실시하였다. 건조 습윤 반복 후 압축강도 시험을 실시하여 잔류 압축강도를 평가하였다.
내약품성 시험패브릭 콘크리트 혼합물의 염해 등 화학적 환경에 노출되었을 때의 성능 저하 저항성을 평가하기 위하여 재령 10일 공시 체를 JSTM C 7401의 “콘크리트의 용약침지에 의한 내약품성 시험 방법”에 의하여 10% 황산마그네슘 (MgSO4) 용액과 4% 황산나트륨 (Na2SO4) 용액에 50일간 침지 시켰다.
기본배합 실험 결과, 시멘트:규사 혼합비 4:6에서는 목표로 한 강도를 충분히 만족하지 못하는 결과가 나타났다. 따라서 목표 역학적 성능을 만족하는 결합재:규사 혼합비 (5:5 / 6:4) 배합에 대해 결합재로써월라스토나이트 광물질 섬유를 시멘트 중량의 0, 5, 10, 15 및 20%를 대체하였고 물-결합재비 38%로 배합설계하여 역학적 성능 및 내구성능을 평가하였다 (Dey et al., 2015). 본 연구에서 적용한 상세 배합비는 Table 2와 같다.
패브릭 콘크리트 혼합물은 프리믹스 타입의 콘크리트로 혼합물 (3D Dry Mortar)을 건 비빔 하여 제조하기 때문에 보강 섬유를 사용할 경우 섬유 뭉침 현상 등이 발생할 수 있다. 따라서 섬유 분산성을 고려하여 월라스토나이트 광물질 섬유를 적용하였다. 또한, 월라스토나이트 광물질 섬유의 적용으로 패브릭 콘크리트의 수화열로 인한 내부균열 억제로 투수저항 성향 상을 통한 내구성과 휨 성능 등 역학적 성능향상을 기대할 수 있다 (Han et al.
패브릭 콘크리트가 여름철 장기간 고온에 노출되었을 시 혼합물에 미치는 영향을 평가하기 위하여 장기고온 노출 시험을 실시하였다. 시험은 재령 10일 공시 체를 60℃ 오븐에서 50일간 노출시킨 후 압축강도 시험을 실시하여 잔류 압축강도를 평가하였다.
패브릭 콘크리트가 건조 습윤 상태가 반복되는 환경에 노출되었을 시 혼합물에 미치는 영향을 평가하기 위하여 건조 습윤 반복시험을 실시하였다. 시험은 재령 10일 공시 체를 60℃의 오븐에 24시간 노출시킨 후 20℃의 물에 24시간 노출시키는 것을 1회로 하여 총 25회 반복시험을 실시하였다. 건조 습윤 반복 후 압축강도 시험을 실시하여 잔류 압축강도를 평가하였다.
여름철 장기간 고온에 노출된 환경에서 패브릭 콘크리트 혼합물의 내구성을 평가하기 위하여 고온 건조시험을 실시하였고 시험 결과는 Fig. 13 및 Fig. 14와 같다. 50일간의 장기 고온 노출한 패브릭 콘크리트 혼합물의 압축강도 시험 결과 결합재:규사 혼합비 및 결합재내 월라스토나이트 광물질 섬유의 치환율에 상관없이 재령 10일 설계 기준강도 45 MPa을 만족하였고 잔류 압축강도는 90% 이상을 모두 만족하였다.
내약품성 시험패브릭 콘크리트 혼합물의 염해 등 화학적 환경에 노출되었을 때의 성능 저하 저항성을 평가하기 위하여 재령 10일 공시 체를 JSTM C 7401의 “콘크리트의 용약침지에 의한 내약품성 시험 방법”에 의하여 10% 황산마그네슘 (MgSO₄) 용액과 4% 황산나트륨 (Na₂SO₄) 용액에 50일간 침지 시켰다. 용액에 침지 시킨 50일간 중량을 측정하여 중량변화를 확인하였으며, 50일 침지 후 압축강도 시험을 실시하여 잔류 압축강도를 평가하였다.
본 연구는 패브릭 콘크리트 혼합물의 역학적 특성 및 내구성을 평가하였다. 이를 위해 기본배합시험을 통해 목표 역학적 성능을 만족하는 결합재:규사 혼합비를 도출하고 시멘트량의 일부를 월라스토나이트 광물질 섬유로 치환한 패브릭 콘크리트 혼합물의 영향을 평가하였다. 패브릭 콘크리트 혼합물의 역학적 특성 및 내구성을 평가한 결과는 다음과 같다.
패브릭 콘크리트 배합은 해외제품을 국내에서 적용하고 있는 제품의 규격을 이용하여 재령 1일 압축강도 20 MPa, 재령 10일 압축강도 45 MPa 및 휨강도 5 MPa을 설정하였으며(Shinseung E&C), 재령 10일 염소이온 투과량 1000 Coulombs 이하를 목표 (농업용 관개용수로의 용수손실을 최소화하기 위하여 ASTM 기준 매우 낮은 투수성으로 설정)로 설계하였다. 이를 위해 패브릭 콘크리트 내 단위 수량은 고정하고 시멘트:규사 혼합비를 3가지 수준 (4:6 / 5:5 / 6:4)으로 설계하여 기본배합을 실시하였다. 기본배합 실험 결과, 시멘트:규사 혼합비 4:6에서는 목표로 한 강도를 충분히 만족하지 못하는 결과가 나타났다.
패브릭 콘크리트 배합은 해외제품을 국내에서 적용하고 있는 제품의 규격을 이용하여 재령 1일 압축강도 20 MPa, 재령 10일 압축강도 45 MPa 및 휨강도 5 MPa을 설정하였으며(Shinseung E&C), 재령 10일 염소이온 투과량 1000 Coulombs 이하를 목표 (농업용 관개용수로의 용수손실을 최소화하기 위하여 ASTM 기준 매우 낮은 투수성으로 설정)로 설계하였다.
패브릭 콘크리트 혼합물의 압축강도 시험은 KS L 5105에 따라 실시하였다. 패브릭 콘크리트 혼합물의 목표 압축강도는 재령 1일 20 MPa, 재령 10일 45 MPa로 재령 1일, 10일에 압축강도 시험을 실시하였다.
패브릭 콘크리트 혼합물의 투수성을 평가하기 위하여 염소이온 투과량 시험을 실시하였고 그 결과는 Fig. 6과 같다. 시험 결과 목표 염소이온 투과량 1,000 Coulombs (투수성: 매우 낮음)을 만족하는 배합은 결합재:규사 혼합비에 관계없이 월라스토나이트 광물질 섬유 치환율이 15% 및 20%인 배합으로 나타났다.
패브릭 콘크리트 혼합물의 투수성을 평가하기 위하여 재령 10일 후 ASTM C 1202에 따른 급속염화물 투과시험을 실시하였다 (Fig. 3). ASTM C 1202 시험 방법은 패브릭 콘크리트 혼합물의 투수성을 직접적으로 평가하기는 어렵지만 간접적인투수성을 평가할 수 있는 방법으로 콘크리트 재료 등에 투수성을 평가하기 위하여 일반적으로 사용되는 방법 중 하나이다.
패브릭 콘크리트가 건조 습윤 상태가 반복되는 환경에 노출되었을 시 혼합물에 미치는 영향을 평가하기 위하여 건조 습윤 반복시험을 실시하였다. 시험은 재령 10일 공시 체를 60℃의 오븐에 24시간 노출시킨 후 20℃의 물에 24시간 노출시키는 것을 1회로 하여 총 25회 반복시험을 실시하였다.
패브릭 콘크리트가 여름철 장기간 고온에 노출되었을 시 혼합물에 미치는 영향을 평가하기 위하여 장기고온 노출 시험을 실시하였다. 시험은 재령 10일 공시 체를 60℃ 오븐에서 50일간 노출시킨 후 압축강도 시험을 실시하여 잔류 압축강도를 평가하였다.
패브릭 콘크리트의 구조는 패브릭 소재와 방수 PVC 소재 사이에 초속경시멘트, 규사 및 월라스토나이트광물질섬유를 혼합한 패브릭 콘크리트 혼합물 (3D Dry Mortar)을 만들어 제작하였다 (Fig. 1).

대상 데이터

본 연구에서는 패브릭 콘크리트 혼합물은 긴급보수용으로 충분한 강도를 발현할 수 있는 재료로 결정하였으며, 초속경시멘트, 규사 및 월라스토나이트 광물질 섬유, 규사 (6호사)를사용하였다.
월라스토나이트 광물질 섬유는 형상 비가 최소 3에서 최대 20인 것을 사용하였고 주요 물리적 특성은 Table 1과 같다.

이론/모형

직물 콘크리트 혼합물의 휨강도 시험은 KS L ISO 679에 따라 실시하였으며, 목표 휨강도는 재령 10일 5 MPa로 설정하였다.
패브릭 콘크리트 혼합물의 압축강도 시험은 KS L 5105에 따라 실시하였다. 패브릭 콘크리트 혼합물의 목표 압축강도는 재령 1일 20 MPa, 재령 10일 45 MPa로 재령 1일, 10일에 압축강도 시험을 실시하였다.

성능/효과

1. 압축강도 시험 결과 결합재:규사 혼합비 및 결합재내 월라스토나이트 광물질 섬유 치환율에 관계없이 모든 배합에서 목표 압축강도를 만족하는 결과를 나타냈다. 그러나 월라스토나이트 광물질 섬유는 혼합물의 초기 압축강도에 가장 큰 영향을 미치는 초속경 시 멘트량을 치환하여 사용하였기 때문에 단위시멘트량의 감소로 압축강도가 감소하였다.
2. 휨강도 시험 결과 압축강도와 마찬가지로 모든 배합에서 목표 강도를 만족하였다. 월라스토나이트 광물질 섬유의 치환율 증가에 따른 패브릭 콘크리트 혼합물의 휨강도는 거의 동등한 값을 나타내었다.
3. 염소이온 투과 시험 결과 목표 염소이온 투과량을 만족하는 배합은 결합재:규사 혼합비 6:4, 5:5에서 결합재내 월라스토나이트 광물질 섬유 치환율 15%, 20% 배합으로 나타났다. 치환율 20%에서 보다 안정적으로 투수저항 성향 상을 나타내었다.
4. 내약품성 시험 결과 패브릭 콘크리트 혼합물은 황산마그네슘 및 황산나트륨 용액 노출 후에도 모든 배합에서 목표 압축강도를 만족하고 잔류 압축강도 70% 이상을 나타내었다. 또한 결합재내 월라스토나이트 광물질 섬유의 치환율이 증가할수록 잔류 압축강도를 증가시키는 것으로 나타났다.
5. 건조-습윤 반복 및 장기 고온 노출 시험 결과 모든 배합에서 목표 압축강도를 만족하였고 잔류 압축강도 90% 이상을 나타내어 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 월라스토나이트 광물질 섬유의 치환은 잔류 압축강도를 증가시키는 것으로 나타났으나 치환율 20%에서도 약 4∼6% 정도 증가한 것으로 나타나 큰 효과가 나타나지는 않았다.
14와 같다. 50일간의 장기 고온 노출한 패브릭 콘크리트 혼합물의 압축강도 시험 결과 결합재:규사 혼합비 및 결합재내 월라스토나이트 광물질 섬유의 치환율에 상관없이 재령 10일 설계 기준강도 45 MPa을 만족하였고 잔류 압축강도는 90% 이상을 모두 만족하였다. 다만월라스토나이트 광물질 섬유의 치환율이 증가할수록 고온 노출 후 압축강도는 약간씩 감소하였지만 잔류 압축강도는 월이라 스노타이트 광물질 섬유의 치환율이 증가할수록 약간 증가하는 경향을 보여주었다.
6. 상기와 같은 패브릭 콘크리트 혼합물의 역학적 특성 및 내구성능 평가 결과 적정배합은 결합재:규사 혼합비는 6:4이고 월라스토나이트 광물질 섬유로 초속경시멘트를 중량비로 20%를 치환한 배합으로 나타났다. 본 연구의 치환율 범위 내에서는 20%를 치환한 배합이 적정하나, 향후 패브릭 콘크리트에 적용 시 성능을 평가하는 추가적인 연구가 필요하다.
잔류 압축강도는 황산마그네슘 용액에 노출 후에도 노출 전 압축강도의 70% 이상을 나타내었을 뿐만 아니라 재령 10일 목표 압축강도를 만족하는 것으로 나타나 황산마그네슘 용액 노출에는 큰 영향을 받지 않음을 알 수 있다. 결합재:규사 혼합비의 경우 5:5 보다는 6:4에서 보다 높은 잔류 압축강도를 나타내어 노출 전 압축강도와 동일한 경향임을 확인하였다. 또한 월라스토나이트 광물질 섬유 치환율이 증가할수록 잔류 압축강도가 증가하는 것으로 나타났다.
그러나 잔류 압축강도 증가율이 치환하지 않은 배합과 비교하여 20% 치환 시 약 4∼6%로 미미하게 나타나 월라스토나이트 광물질 섬유는 패브릭 콘크리트의 혼합물의 장기 고온 노출 조건에서의 내구성 향상에는 효과가 크지 않았다.
따라서 패브릭 콘크리트 혼합물은 화학적 환경에 노출하였음에도 목표 압축강도를 모두 만족하여 내약품성이 우수하다고 할 수 있다. 그리고 월라스토나이트 광물질 섬유 치환율이 증가할수록 잔류 압축강도가 증가하는 것으로 나타났다.
이를 위해 패브릭 콘크리트 내 단위 수량은 고정하고 시멘트:규사 혼합비를 3가지 수준 (4:6 / 5:5 / 6:4)으로 설계하여 기본배합을 실시하였다. 기본배합 실험 결과, 시멘트:규사 혼합비 4:6에서는 목표로 한 강도를 충분히 만족하지 못하는 결과가 나타났다. 따라서 목표 역학적 성능을 만족하는 결합재:규사 혼합비 (5:5 / 6:4) 배합에 대해 결합재로써월라스토나이트 광물질 섬유를 시멘트 중량의 0, 5, 10, 15 및 20%를 대체하였고 물-결합재비 38%로 배합설계하여 역학적 성능 및 내구성능을 평가하였다 (Dey et al.
내약품성 시험 결과 모든 노출 환경에서 잔류 압축강도는 월이라 스노타이트 광물질 섬유의 치환율이 증가할수록 증가하는 경향을 보여주고 있다. 특히 월라스토나이트 광물질 섬유 치환율 20%에서는 치환하지 않았을 때와 비교하여 약 10∼15%의 잔류 압축강도 향상 효과가 있었다.
50일간의 장기 고온 노출한 패브릭 콘크리트 혼합물의 압축강도 시험 결과 결합재:규사 혼합비 및 결합재내 월라스토나이트 광물질 섬유의 치환율에 상관없이 재령 10일 설계 기준강도 45 MPa을 만족하였고 잔류 압축강도는 90% 이상을 모두 만족하였다. 다만월라스토나이트 광물질 섬유의 치환율이 증가할수록 고온 노출 후 압축강도는 약간씩 감소하였지만 잔류 압축강도는 월이라 스노타이트 광물질 섬유의 치환율이 증가할수록 약간 증가하는 경향을 보여주었다. 그러나 잔류 압축강도 증가율이 치환하지 않은 배합과 비교하여 20% 치환 시 약 4∼6%로 미미하게 나타나 월라스토나이트 광물질 섬유는 패브릭 콘크리트의 혼합물의 장기 고온 노출 조건에서의 내구성 향상에는 효과가 크지 않았다.
다만 목표 염소이온 투과량인 1,000 Coulombs (투수성: 매우낮음)와 비교하여 큰 차이를 보여주지 못하였다. 따라서 월라스토나이트 광물질 섬유 치환율 20% 및 결합재:규사 혼합비 6:4가 보다 안정적으로 목표 염소이온 투과량을 만족할 것으로 보여진다.
다만 본 연구의 목적은 목표 압축강도를 만족시키면서 패브릭 콘크리트 혼합물의 투수저항성과 내구성을 향상시키는 것이다. 따라서 월라스토나이트광물질섬유 치환율의 증가할수록 압축강도를 감소시키지만 목표 압축강도를 모두 만족하는 결과를 얻을 수 있어 본 연구에서 설정한 모든 배합은 압축강도에는 큰 문제가 없는 것으로 판단하였다.
치환율 20%에서 보다 안정적으로 투수저항 성향 상을 나타내었다. 따라서 투수 저항성 측면에서는 월이라 스노타이트 광물질 섬유의 치환율 20%를 적용하는 것이 효과적이다.
내약품성 시험 결과 패브릭 콘크리트 혼합물은 황산마그네슘 및 황산나트륨 용액 노출 후에도 모든 배합에서 목표 압축강도를 만족하고 잔류 압축강도 70% 이상을 나타내었다. 또한 결합재내 월라스토나이트 광물질 섬유의 치환율이 증가할수록 잔류 압축강도를 증가시키는 것으로 나타났다. 월라스토나이트 광물질 섬유로 20% 치환한 배합에서는 대부분의 환경에서 약 10∼15% 정도의 잔류 압축강도의 차이가 나타났다.
결합재:규사 혼합비의 경우 5:5 보다는 6:4에서 보다 높은 잔류 압축강도를 나타내어 노출 전 압축강도와 동일한 경향임을 확인하였다. 또한 월라스토나이트 광물질 섬유 치환율이 증가할수록 잔류 압축강도가 증가하는 것으로 나타났다.
12와 같다. 시험 결과 모든 배합에서 건조-습윤 반복 후 압축강도가 재령 10일 설계기 준강도 45 MPa 이상을 만족하였다. 잔류 압축강도도 90% 이상을 만족하여 건조-습윤 반복에 대한 저항성은 매우 우수하였다.
4와 같다. 시험 결과 목표 압축강도인 재령 1일 20 MPa와 재령 10일 45 MPa를 모든 배합에서 만족시키고 있다. 압축강도는월라스토나이트 광물질 섬유의 초속경시멘트 치환율이 0%에서 20%까지 증가할수록 감소하는 결과를 나타냈다.
6과 같다. 시험 결과 목표 염소이온 투과량 1,000 Coulombs (투수성: 매우 낮음)을 만족하는 배합은 결합재:규사 혼합비에 관계없이 월라스토나이트 광물질 섬유 치환율이 15% 및 20%인 배합으로 나타났다. 월라스토나이트 광물질 섬유의 치환율 15% 및 20%일 때 결합재:규사 혼합비 5:5에서는 염소이온 투과량이 각각 약993 Coulombs, 978 Coulombs로 나타났으며, 결합재:규사 혼합비 6:4에서는 각각 935 Coulombs, 928 Coulombs를 보여주었다.
10과 같다. 시험결과 모든 배합에서 황산나트륨 용액 노출 후 압축강도의 감소가 나타나지만 목표로 한 설계 압축강도 10일 45 MPa를 만족하였다. 잔류 압축강도는 결합재:규사 혼합비 5:5에서는 70% 이상, 6:4에서는 80% 이상을 나타냈다.
황산마그네슘 용액 노출 후 압축강도는 모두 감소하였다. 압축강도 결과를 보면 패브릭 콘크리트의 압축강도에 가장큰 영향을 미치는 초속경시멘트량이 많을수록 월라스토나이트 광물질 섬유 치환율이 작을수록 크게 나타났다. 이와 같은 결과는 단위 초속경 시 멘트량이 압축강도에 가장 큰 영향을 미치기 때문이다.
시험 결과 목표 압축강도인 재령 1일 20 MPa와 재령 10일 45 MPa를 모든 배합에서 만족시키고 있다. 압축강도는월라스토나이트 광물질 섬유의 초속경시멘트 치환율이 0%에서 20%까지 증가할수록 감소하는 결과를 나타냈다. 일반적으로 초속경시멘트를 다른 재료로 대체하면 수화열에 영향을 미치기 때문에 초기강도는 감소하게 된다.
월라스토나이트 광물질 섬유의 치환율 15% 및 20%일 때 결합재:규사 혼합비 5:5에서는 염소이온 투과량이 각각 약993 Coulombs, 978 Coulombs로 나타났으며, 결합재:규사 혼합비 6:4에서는 각각 935 Coulombs, 928 Coulombs를 보여주었다. 월라스토나이트 광물질 섬유를 15% 및 20%로 치환한배합은 월라스토나이트 광물질 섬유를 적용하지 않은 배합과 비교해서는 상당한 염소이온 투과량의 차이를 보여주고 있다.다만 목표 염소이온 투과량인 1,000 Coulombs (투수성: 매우낮음)와 비교하여 큰 차이를 보여주지 못하였다.
시험 결과 목표 염소이온 투과량 1,000 Coulombs (투수성: 매우 낮음)을 만족하는 배합은 결합재:규사 혼합비에 관계없이 월라스토나이트 광물질 섬유 치환율이 15% 및 20%인 배합으로 나타났다. 월라스토나이트 광물질 섬유의 치환율 15% 및 20%일 때 결합재:규사 혼합비 5:5에서는 염소이온 투과량이 각각 약993 Coulombs, 978 Coulombs로 나타났으며, 결합재:규사 혼합비 6:4에서는 각각 935 Coulombs, 928 Coulombs를 보여주었다. 월라스토나이트 광물질 섬유를 15% 및 20%로 치환한배합은 월라스토나이트 광물질 섬유를 적용하지 않은 배합과 비교해서는 상당한 염소이온 투과량의 차이를 보여주고 있다.
5와 같으며, 결합재:규사 혼합비에 상관없이 목표로 한 재령 10일휨강도 5 MPa를 만족하였다. 월라스토나이트 광물질 섬유의 치환율에 따른 영향을 살펴보면 치환율이 증가할수록 휨강도는 치환하지 않은 경우와 비교할 때 거의 동등한 값을 보였다. 일반적으로 보강 섬유를 사용하면 휨강도가 증가하나 이때 콘크리트 배합은 시멘트를 보강 섬유로 대체하는 것이 아니라 단위시멘트량은 동일하고 체적비로 섬유를 사용하였을 때이다.
월라스토나이트 광물질 섬유의 치환은 잔류 압축강도를 증가시키는 것으로 나타났으나 치환율 20%에서도 약 4∼6% 정도 증가한 것으로 나타나 큰 효과가 나타나지는 않았다.
특히 월라스토나이트 광물질 섬유 치환율 20%에서는 치환하지 않았을 때와 비교하여 약 10∼15%의 잔류 압축강도 향상 효과가 있었다. 이와 같은 결과, 월라스토나이트 광물질 섬유의 치환은 단위 초속경 시멘트량을 감소 시켜 압축강도는 감소시키지만 장기적으로 내구성 (내약품성)은 향상시킨다는 것을 알 수 있다.
잔류 압축강도는 월이라 스노타이트 광물질 섬유의 치환율이 증가할수록 증가하는 경향을 보여주었으나 증가율이 월라스토나이트 광물질 섬유 치환율 20% 일 때 약 4∼6% 정도 증가하는 것으로 월이라 스노타이트 광물질 섬유가 건조-습윤 반복 환경에서는 큰 효과를 보여주지는 않았다.
염소이온 투과 시험 결과 목표 염소이온 투과량을 만족하는 배합은 결합재:규사 혼합비 6:4, 5:5에서 결합재내 월라스토나이트 광물질 섬유 치환율 15%, 20% 배합으로 나타났다. 치환율 20%에서 보다 안정적으로 투수저항 성향 상을 나타내었다. 따라서 투수 저항성 측면에서는 월이라 스노타이트 광물질 섬유의 치환율 20%를 적용하는 것이 효과적이다.
특히 월라스토나이트 광물질 섬유 치환율 20%에서는 치환하지 않았을 때와 비교하여 약 10∼15%의 잔류 압축강도 향상 효과가 있었다.

후속연구

상기와 같은 패브릭 콘크리트 혼합물의 역학적 특성 및 내구성능 평가 결과 적정배합은 결합재:규사 혼합비는 6:4이고 월라스토나이트 광물질 섬유로 초속경시멘트를 중량비로 20%를 치환한 배합으로 나타났다. 본 연구의 치환율 범위 내에서는 20%를 치환한 배합이 적정하나, 향후 패브릭 콘크리트에 적용 시 성능을 평가하는 추가적인 연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	콘크리트 구조물 시공 시 작업 공간상의 제약 및 시간상의 제약 등을 고려하여 시공계획을 수립하는 이유는?	이에 사면붕괴 및 산사태 발생 시 수로 설치, 사면 숏크리트 공법, 식생토낭, 방호시설 설치 등의 복구가 이루어지고 있다. 그러나 콘크리트 구조물을 시공하기 위해서는 미리 그 형태를 형성하는 거푸집의 설치가 반드시 필요하다. 또한 일반적인 콘크리트는 다양한 재료를 혼합할 수 있는 혼합장치와 소요의 강도를 발현하기 위해 일정한 시간이 요구되고 있다. 이러한 이유로 콘크리트 구조물 시공 시 작업 공간상의 제약 및 시간상의 제약 등을 고려하여 시공계획을 수립하여야한다.
	사면붕괴 및 산사태 발생 시 이루어지는 복구 작업은?	최근 기후변화 따른 기상재해로 매년 집중호우가 발생하여사면 붕괴 및 산사태의 발생이 늘어나는 추세에 있다 (Shim, 2008). 이에 사면붕괴 및 산사태 발생 시 수로 설치, 사면 숏크리트 공법, 식생토낭, 방호시설 설치 등의 복구가 이루어지고 있다. 그러나 콘크리트 구조물을 시공하기 위해서는 미리 그 형태를 형성하는 거푸집의 설치가 반드시 필요하다.
	콘크리트 구조물을 시공하기 위해서는 무엇이 필요한가?	이에 사면붕괴 및 산사태 발생 시 수로 설치, 사면 숏크리트 공법, 식생토낭, 방호시설 설치 등의 복구가 이루어지고 있다. 그러나 콘크리트 구조물을 시공하기 위해서는 미리 그 형태를 형성하는 거푸집의 설치가 반드시 필요하다. 또한 일반적인 콘크리트는 다양한 재료를 혼합할 수 있는 혼합장치와 소요의 강도를 발현하기 위해 일정한 시간이 요구되고 있다.

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저자의 다른 논문 :

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].

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