[논문]결합재의 함량에 따른 순환굵은골재 사용 무세골재 폴리머 콘크리트의 성능 발현 특성

김도헌; 정혁상; 김동현

doi:10.14190/jrcr.2021.9.4.433

결합재의 함량에 따른 순환굵은골재 사용 무세골재 폴리머 콘크리트의 성능 발현 특성
Performance Characteristics of No-Fines Polymer Concrete using Recycled Coarse Aggregate with Binder Contents 원문보기

Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute = 한국건설순환자원학회 논문집, v.9 no.4, 2021년, pp.433 - 442

김도헌 (동양대학교 건설공학과) , 정혁상 (동양대학교 철도안전건설공학과) , 김동현 (동양대학교 철도안전건설공학과)

초록
AI-Helper

이 연구에서는 폴리머 결합재(불포화 폴리에스터 수지), 플라이 애시, 그리고 순환굵은골재(60%)와 부순굵은골재(40%)를 사용하여 폴리머 결합재 함량의 변화에 따른 무세골재 폴리머 콘크리트의 성질(9개항)에 대하여 연구하였다. 폴리머 결합재 함량(4.0-6.0wt.%)을 실험 변수로 한 이유는 비용측면에서 가장 큰 비중을 차지할 뿐만 아니라 각종 성능에 미치는 영향이 크기 때문이다. 연구결과 밀도, 압축강도, 휨강도, 동결융해 후 휨강도는 폴리머 결합재 함량이 증가함에 따라 증가하였고, 흡수율, 공극률, 연속공극률, 투수계수, 내산성(산에 의한 밀도 감소율)은 폴리머 결합재 함량이 증가함에 따라 감소하였다. 특히 폴리머 결합재 함량 6wt.%에서는 공극률이 18.4%, 투수계수가 7.3mm/sec 임에도 압축강도는 38.0MPa, 휨강도는 10.0MPa로서 기존의 연구결과들에 비해 월등히 높고, 흡수율, 내산성 등 다른 성질들도 우수한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 가교제의 첨가에 의해 높아진 결합재의 부착력과 폴리머 결합재가 가진 표면 소수성에 기인하는 것이라고 하겠다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, the properties of no-fines polymer concrete with different polymer binder contents were evaluated. The polymer concrete was formulated using a polymeric binder (unsaturated polyester resin), fly ash, and recycled coarse aggregate (60%) and crushed coarse aggregate (40%). The polymeric binder content (4.0-6.0wt.%) was used as an experimental variable because it dramatically affects both the cost-effectiveness and material properties. The results showed that the density, compressive strength, flexural strength both before and after exposure to freezing and thawing increased as the polymer binder content increased, while the absorption, void ratio, permeable voids, coefficient of permeability, and acid resistance (mass loss by acid attack) decreased as the polymeric binder content increased. In particular, even though the void ratio was 18.4% and the water permeability coefficient was 7.3mm/sec, the compressive strength and flexural strength were as high as 38.0MPa and 10.0MPa, respectively, much more significant than those of previous studies. Other properties such as absorption and acid resistance were also found to be excellent. The results appear to be rooted in the increased adhesion of the binder by adding a cross-linking agent and the surface hydrophobicity of the polymer.

주제어

표/그림 (22)

표 Table 1. Properties of unsaturated polyester resin
표 Table 2. Properties of initiator
표 Table 3. Properties of silane
표 Table 4. Properties of fly ash
그림 Fig. 1. Shape of coarse aggregate used
표 Table 5. Physical properties of aggregate
표 Table 6. Sieve analysis of mixed coarse aggregate
표 Table 7. Mix design of no-fines polymer concrete
표 Table 8. Mix proportion of polymeric binder
그림 Fig. 2. Effects of polymeric binder content on density
그림 Fig. 3. Effects of polymeric binder content on absorption
그림 Fig. 4. Effects of polymeric binder content on void ratio
그림 Fig. 5. Relation between void ratio and density
그림 Fig. 6. Effects of polymeric binder content on volume of permeable voids
그림 Fig. 7. Effects of polymeric binder content on coefficient of permeability
그림 Fig. 8. Relation between coefficient of permeability and volume of permeable voids
그림 Fig. 9. Effects of polymeric binder content on compressive strength
그림 Fig. 10. Failure pattern by compression test with polymeric binder content
그림 Fig. 11. Relation between compressive strength and void ratio
그림 Fig. 12. Effects of polymeric binder content on flexural strength
그림 Fig. 13. Effects of polymeric binder content on flexural strength after freezing and thawing
그림 Fig. 14. Effects of polymeric binder content on acid resistance

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