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문제 정의
- 그러므로, 본 연구에서는 콘크리트의 블리딩 저감을 목적으로 W/C 별 단위 수량 변화 및 증점제 종류별 사용량에 따른 콘크리트의 기초적 특성 및 블리딩량을 분석하므로써, 콘크리트의 블리딩 저감 또는 조정에 한 참고자료로 제시하고자 한다.
제안 방법
- 즉, 실험요인으로 W/C 40 및 50%에서 단 위 수량을 155, 165, 175, 185kg/m3S 변화하는 4수준, W/C 50%에서 증점제 종류 및 첨가량은 Poly Ethylene Oxide(이하 PEO라 함), Methyl Cellulose(이하 MC라 함)로 하는 2종 류를 대상으로 사용량을 4수준으로 하는 총 16 배치를 실험계획 하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 시멘트는 국내산 보통 포틀랜드시멘트를 사용하였고, 잔골재는 충북 청원군 부강산 강모래를 사용하였으며, 굵은 골재는 충북 옥 산산 25mm 부순 굵은골재를 사용하였다. 또한, 혼화제로 증점제는 일본에서 생산되는 PEO와 국내에서 생산되는 MC계를 사용하였고, 고성능 AE 감 수제는 국내산 J 사의 폴리 칼본산계를 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 시멘트는 국내산 보통 포틀랜드시멘트를 사용하였고, 잔골재는 충북 청원군 부강산 강모래를 사용하였으며, 굵은 골재는 충북 옥 산산 25mm 부순 굵은골재를 사용하였다. 또한, 혼화제로 증점제는 일본에서 생산되는 PEO와 국내에서 생산되는 MC계를 사용하였고, 고성능 AE 감 수제는 국내산 J 사의 폴리 칼본산계를 사용하였다. 이때, 각 재료의 물리적 성질은 표 3~5와 같다.
이론/모형
- 본 연구의 실험 방법으로 콘크리트의 혼합은 강제식 팬믹서를 사용하여 혼합하였고, 굳지 않은 콘크리트의 실험으로 슬럼프는 KSF 2402 규정에 의거 실시하였으며, 슬럼프 플로우는 슬럼프 측정이 끝난 후 최대직경과 이에 직교하는 직경의 평균치로 하였고, 공기량 및 단위용적 중량은 KS F 2421 및 2409의 규정에 따라 실시하였으며, 블리딩량 및 블리딩률은 KS F 2414에 의거 실시하였다. 경화 콘크리트의 실험으로 압축 및 인장강도는 KS F 2405 및 2423 규정에 의거 실시하였고, 길이 변화 및 중량변화율은 KS F 2424에 의거 실시하였다.
- 본 연구의 실험 방법으로 콘크리트의 혼합은 강제식 팬믹서를 사용하여 혼합하였고, 굳지 않은 콘크리트의 실험으로 슬럼프는 KSF 2402 규정에 의거 실시하였으며, 슬럼프 플로우는 슬럼프 측정이 끝난 후 최대직경과 이에 직교하는 직경의 평균치로 하였고, 공기량 및 단위용적 중량은 KS F 2421 및 2409의 규정에 따라 실시하였으며, 블리딩량 및 블리딩률은 KS F 2414에 의거 실시하였다. 경화 콘크리트의 실험으로 압축 및 인장강도는 KS F 2405 및 2423 규정에 의거 실시하였고, 길이 변화 및 중량변화율은 KS F 2424에 의거 실시하였다.
성능/효과
- 그림 1은 W/C 별 단위 수량 및 증점제 종류별 혼입률 변화에 따른 슬럼프, 슬럼프 플로우, 공기량 및 단위용적 중량을 나타낸 것이다. 먼저, W/C 별 단위 수량 변화에 따른 슬럼프 및 슬럼프 플로우는 W/C 40% 및 50% 모두 단위 수량이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났고, 공기량 및 단위용적 중량은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 증점제 혼입률 증가에 따른 슬럼프 및 슬럼프 플로우에서 PEO의 경우는 유동성의 감소가 크게 나타난 반면 MC의 경우는 다소 저하하는 경향이나 무 혼입과 비교하여 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 먼저, W/C 별 단위 수량 변화에 따른 슬럼프 및 슬럼프 플로우는 W/C 40% 및 50% 모두 단위 수량이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났고, 공기량 및 단위용적 중량은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 증점제 혼입률 증가에 따른 슬럼프 및 슬럼프 플로우에서 PEO의 경우는 유동성의 감소가 크게 나타난 반면 MC의 경우는 다소 저하하는 경향이나 무 혼입과 비교하여 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한, 공기량은 PEO의 경우 혼입률 증가에 따라 차이가 없는 반면에 MC의 경우는 크게 증가하고, 또한 단위용적 중량은 공기량과 반대 경향으로 나타났다.
- 증점제 혼입률 증가에 따른 슬럼프 및 슬럼프 플로우에서 PEO의 경우는 유동성의 감소가 크게 나타난 반면 MC의 경우는 다소 저하하는 경향이나 무 혼입과 비교하여 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한, 공기량은 PEO의 경우 혼입률 증가에 따라 차이가 없는 반면에 MC의 경우는 크게 증가하고, 또한 단위용적 중량은 공기량과 반대 경향으로 나타났다.
- W/C 별 압축 및 인장강도는 단위 수량 변화에 따라 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한, 증 점제 혼입률 증가에 따른 압축 및 인장강도는 PEO의 경우 다소 증가하는 것으로 나타났으나 무 흔입과 비교하여 큰 차이는 아닌 것으로 분석되는 반면, MC의 경우는 혼입률이 증가할수록 저하하는 것으로 나타났는데, 이는 MC 증점제 혼입률 증가에 따른 공기량 증대에 기인한 것으로 분석된다.
- 그림 3은 W/C 별 단위 수량 및 증점제 종류별 혼입률 변화에 따른 길이 변화 및 중량변화율을 나타낸 것이다. 초기 7일까지 수중 양생 기간에는 길이 및 중량변화가 증가하다가 그 이후 기중양생동안에는 건조에 의해 모두 감소하는 것으로 나타났다. W/C 별로는 W/C 40%가 50%보다 길이 변화 및 중량변화가 다소 작게 나타났는데, 이는 낮은 W/C일수록 조직이 치밀하기 때문에 건조에 의한 수축이 적게 나타난 것으로 사료된다.
- W/C 별로는 W/C 40%가 50%보다 길이 변화 및 중량변화가 다소 작게 나타났는데, 이는 낮은 W/C일수록 조직이 치밀하기 때문에 건조에 의한 수축이 적게 나타난 것으로 사료된다. 또한, 단위 수량이 증가할수록 건조수축은 크게 나타났으며, 증점제 혼입률 증가에 따른 길이 및 중량변화는 무 혼입과 비교하여 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
- W/C 별 단위 수량 변화에 따른 블리딩량 및 율은 W/C가 작을수록, 단위 수량이 감소할수록 저감하는 것으로 나타났고, 증점제 혼입률 변화에 따른 블리딩량 및 율은 PEO 및 MC의 경우는 혼입률 증가에 따라 블리딩 이 크게 감소하는 것으로 나타났다.
- 그림 5는 단위 수량 및 증점제 혼입률 변화에 따른 총 블리딩량을 나타낸 것이다. W/C 별 단위 수량 이 증가할수록 블리딩은 증가하는 것을 알 수 있는데, W/C 50%가 40%보다 증가율이 크게 나타났고, 증점제 혼입률 증가에 따른 블리딩량은 전반적으로 감소하는 것으로 나타났는데, PEO의 경우 0.6%, MC의 경우 1.5% 혼입하였을 때 동일 W/C에서 단위 수량 약 10kg/m3 저감효과가 있는 것으로 나타났다.
- 슬럼프 및 슬럼프 플로우와 블리딩의 관계는 증점제 혼입률에 따라 블리딩이 저하하는 것으로 나타난 반면, 슬럼프 및 슬럼프 플로우는 PEO와 MC에 따라 다소 큰 것에 기인하여 블리딩과의 상관성은 거의 나타나지 않았고, 압축강도 및 길이 변화율 역시 증점제 혼입률에 따른 블리딩과 큰 상관성은 없는 것으로 나타났다.
- (1) 굳지 않은 콘크리트의 특성으로 슬럼프 및 슬럼프 플로우는 단위 수량이 감소할수록, 증점제량이 증가할수록 저하하는 것으로 나타났고, 공기량은 단위 수량 및 PEO 증점제의 혼입률 변화에 따라서는 큰 차이가 없는 반면 MC의 경우는 혼입률 증가에 따라 크게 증가하는 것으로 나타났다.
- (2) 경화 콘크리트의 특성으로 단위 수량 변화에 따른 제반 강도 는 큰 차이가 없는 것으로 나타났고, 증점제 혼입률 변화에 따른 압축 및 인장강도는 PEO의 경우 큰 차이가 없는 것으로 나타났으나, MC의 경우는 공기량 증대에 기 인하여 크게 저하하는 것으로 나타났다.
- (3) W/C 별 단위 수량이 증가함에 따른 길이 변화 및 중량변화율은 비례적으로 증가하는 것으로 나타났고., 증점제 혼입률 변화에 따라서는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
- (4) 콘크리트의 블리딩 특성으로 W/C 별 단위 수량이 감소할수록 저감하는 것으로 나타났는데, 특히 W/C 40%보다 50%에서 감소율이 크게 나타났다. 증점제 혼입률 증가에 따른 블리 딩량은 PEO, MC 모두 감소하는 것으로 나타났다.
- (4) 콘크리트의 블리딩 특성으로 W/C 별 단위 수량이 감소할수록 저감하는 것으로 나타났는데, 특히 W/C 40%보다 50%에서 감소율이 크게 나타났다. 증점제 혼입률 증가에 따른 블리 딩량은 PEO, MC 모두 감소하는 것으로 나타났다.
후속연구
- (5) 이상을 종합하면 증점제를 이용한 블리딩 저감 혹은 조정방안으로는 PEO의 경우 유동성 문제와 MC의 경우 공기량 문제를 개선해 줄 수 있다면 콘크리트의 블리딩 저감 혹은 조정 효과는 우수할 것으로 사료된다.
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