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문제 정의
- 그러므로, 본 연구에서는 제주도에 널리 분포되어 있는 현무암골재를 대상으로 육지 골재인 화강암과 비교하여 물시멘트비, 양생요인 및 재령변화에 대하여 압축강도와 초음파 속도에 의한 비파괴 시험을 실시하여 제주도지역 콘크리트의 압축강도 추정 비파괴시험 표준화에 한 참고자료로 제시하고자 한다,
제안 방법
- 실험사항은 굳지않은 콘크리트에서는 슬럼프 및.공기량을 측정하였으며, 경화콘크리트에서는 3, 7, 14, 28, 91일 재령에서 압축강도 및 초음파 속도를 측정하였다.
- 본 연구는 현무암골재를 사용한 콘크리트의 W/C, 재령 및 양생조건 변화에 따른 압축강도 및 초음파속도를 측정하여 화강암과 비교하고 또한, 초음파법 비파괴시험에 의한 압축강도 추정식을 제안한 결과는 다음과 같다.
- 본 연구의 실험방법으로 콘크리트의 혼합은 강제식 팬믹서를 사용하여 골재, 시멘트를 투입하여 건비빔을 실시한 후 물, AE감수제를 넣어 총 3분간 혼합하는 것으로 하였다. 굳지 않은 콘크리트의 실험으로 슬럼프의 측정은 KS F 2402, 공기량은 KS F 2421, 공시체 제작은 KS F 2403 규정에 따라 실시하였다.
- 본 연구의 실험계획은 표 1과 같다. 즉, 골재의 종류는 현무암과 화강암 2종류로 하였고, W/C는 30~70%까지 10%간격의 5수준으로 하였으며, 슬럼프치와 공기량은 각각 15±lcm, 4.5±1%를 만족시키는 범위로 하였고, 양생조건은 표준양생과 기중양생으로 하였다. 실험사항은 굳지않은 콘크리트에서는 슬럼프 및.
대상 데이터
- 본 실험에 사용되는 재료로 시멘트는 국내산 H사의 보통 포틀랜트시멘트(비중:3.15, 분말도 : 3, 415cm'/g), 잔골재는 현무암 굵은 골재인 경우 완도 앞바다에서 채취한 해사(비중 :2.57, 조립율 : 2.55와 화강암 굵은 골재의 경우 충북 청원군 부강면 미호천산 강모래(비중 : 2.56, 조립율 : 2.64)를 사용하였으며, 굵은 골재는 제주일대에 널리 분포되어 있는 다공질 25mm 현무암(비중 : 2.67, 조립율 : 7.18)과 충북 괴산산 25mm 화강암(비중 : 2.67, 조립율 : 6.82)을 사용하였다. AE감수 제는 및 고성능감수제는 나프탈렌계를 사용하였고, 물은 상수도를 사용하였다.
이론/모형
- 굳지 않은 콘크리트의 실험으로 슬럼프의 측정은 KS F 2402, 공기량은 KS F 2421, 공시체 제작은 KS F 2403 규정에 따라 실시하였다. 경화 콘크리트의 압축강도시험은 KS F 2405 규정에 의거 (010x20cm) 공시체로 실시하였고, 초음파속도측정은 (20x20x20cm) 공시체에 대하여 PUNDIT 초음파 속도 측정기를 이용하여 KS F 2418의 규정에 의거 실시하였다.
- 본 연구의 실험방법으로 콘크리트의 혼합은 강제식 팬믹서를 사용하여 골재, 시멘트를 투입하여 건비빔을 실시한 후 물, AE감수제를 넣어 총 3분간 혼합하는 것으로 하였다. 굳지 않은 콘크리트의 실험으로 슬럼프의 측정은 KS F 2402, 공기량은 KS F 2421, 공시체 제작은 KS F 2403 규정에 따라 실시하였다. 경화 콘크리트의 압축강도시험은 KS F 2405 규정에 의거 (010x20cm) 공시체로 실시하였고, 초음파속도측정은 (20x20x20cm) 공시체에 대하여 PUNDIT 초음파 속도 측정기를 이용하여 KS F 2418의 규정에 의거 실시하였다.
성능/효과
- 1) 현무암골재를 사용한 콘크리트의 압축강도는 화강암골재를 사용한 경우보다 물시멘트비 별로 대략 4~10%정도의 높은 압축강도를 나타내었다.
- 2) 초음파속도의 경우는 표준 및 기중양생 모두 현무암보다 화강암골재를 사용한 콘크리트에서 더 빠르게 나타났다.
- 4) 동일초음파속도에서 추정되는 압축강도는 .화강암보다 현무암골재를 이용하는 콘크리트에서 매우 크게 나타났고 또한, 현무암 골재를 사용한 콘크리트의 동일 초음파속도에 의한 추정압축강도는 기중양생에 비하여 표준양생의 경우가 약 10~20%정도 작게 나타났다.
- 그림 1은 현무암 및 화강암골재를 이용한 콘크리트의 물시멘트비 별 재령 경과에 따른 압축강도 를 나타낸 그래프이다. 당연한 결과이겠지만, 재령이 경과할수록, 또한 물시멘트비가 낮아질수록 각각 강도는 증가하는 것으로 나타났다. 골재종류별로는 현무암이 화강암보다 .
- 그림 4는 초음파 속도와 압축강도의 관계를 재령, 골재종류 및 양생조건별로 비교한 것이며, 표 2 와 표 3은 골재종류 및 재령별 회귀식으로 나타낸 것이다. 동일 초음파속도에서 추정될 수 있는 압축강도는 현무암과 화강암간에 대단히 큰 차이가 발생하고 있음을 알 수 있었고, 또한, 기중양생과 수중양생간의 차이도 현무암골재가 화강암골재보다 크게 차이가 남을 알 수 있었다. 현무암 골재 내부의 공극에 의해 콘크리트 내부를 통과하는 음속이 늦어져 화강암과 비교하여 초음파속도가 늦어지는 것으로 사료되며, 또한, 표준양생과 기중양생의 초음파속도의 차이는 W/C비가 작을수록 내부 조직이 치밀하여 초음파속도가 빠르게 나타나는 것으로 차이가 작은 반면, W/C비가 높은 경우에는 재령 경과에 따라 공시체 내부의 건조에 따른 함수상태 변화에 기인하여 초음파속도의 차이가 크게 나타나는 것으로 사료된다.
- 굳지 않은 콘크리트의 실험결과는 표 2과 같다. 실험 결과 모두 실험계획에서 목표한 슬럼프 및 공기량을 만족하는 것으로 나타났는데, 단, 현무암골재의 공기량 시험에서 골재의 수정계수는 2% 전후로 나타났다.
- 그림 5는 현무암 및 화강암 골재를 사용한 콘크리트의 초음파와 압축강도를 표준양생과 기중양생 별로 분류하여 기존초음파속도에 의한 비파괴시험 강도추정 제안식과 비교한 것이다. 일본 건축학회식, 토목학회식 및 일본谷川식의 경우는 초음파 속도의 증가에 따라 압 축강도의 증가구배가 완만하게 나타나 압축강도 의 차이가 비교적 작게 나타나고' 있으나, 본 연구의 결과에서 제안된 추정식의 경우는 동일초 음파속도일 경우 추정되는 압축강도가 매우 큰 값이고 또한, 초음파속도의 증가에 따른 압축강도 증진구배는 화강암보다 현 무암이 비교적 급하게 나타났으며, 양생조건은 표준양생이 기중양생의 경우보다 다소 완만한 구배를 나타내고 있었다.
- 그림 3은 골재 종류별 초음파속도를 양생조건별로 나타낸 그래프와 회귀식이다. 초음파속도는 현무암골재를 사용한 콘크리트 및 기중양싱에서 특히 W/C가 큰 경우일수록 매우 작게되는 것으로 나타났다.
- 그림 2는 현무암 및 화강 암골재를 이용한 콘크리트의 압축강도를 양생조건별로 비교한 그래프와 회귀식이다. 현무암골재를 이용한 콘크리트가 양생 조건에 관계없이 약간 높은 강도로 나타났다.
- 4) 동일초음파속도에서 추정되는 압축강도는 .화강암보다 현무암골재를 이용하는 콘크리트에서 매우 크게 나타났고 또한, 현무암 골재를 사용한 콘크리트의 동일 초음파속도에 의한 추정압축강도는 기중양생에 비하여 표준양생의 경우가 약 10~20%정도 작게 나타났다.
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