[논문]부순모래 대체율에 따른 콘크리트의 공학적 특성 및 내구성에 관한 실험적 연구

박종호; 이동혁; 나철성; 김재환; 김규용; 김무한

[국내논문] 부순모래 대체율에 따른 콘크리트의 공학적 특성 및 내구성에 관한 실험적 연구
An Experimental Study on the Engineering Property and Durability of Concrete With Replacement Ratio of Crushed Sand 원문보기

박종호 (충남대학교 일반대학원 건축공학과) , 이동혁 (충남대학교 일반대학원 건축공학과) , 나철성 (충남대학교 일반대학원 건축공학과) , 김재환 (충남대학교 일반대학원 건축공학과) , 김규용 (충남대학교 건축공학과) , 김무한 (충남대학교 건축공학과)

Recently, Trouble of sand supply is occurred according to exhaustion of natural sand resources. therefore, various measures are proposed for solution of trouble of sand supply also the government settled trouble of sand supply through application of crushed sand. but because both crushed sand are poor against general sand, they lead to lowering of qualify of ready-mixed concrete. Therefore, this study evaluated engineering property and durability of concrete using crushed sand and applied evaluation result to fundamental data for quality control of concrete using crushed sand. The results of this study have shown that quality of concrete using crushed sand independently is poor against general concrete. but, the workability, compressive strength and durability of concrete mixed crushed sand with genera can improve on those of concrete used general sand.

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문제 정의

따라서 본 연구에서는 부순모래 대체율에 따른 콘크리트의 공학적 특성에 관하여 실험실증적으로 검토하기 위하여 부순 모래의 대체율에 따른 부순모래 콘크리트의 굳지 않은 성상, 경 화성상 및 내구성상을 검토함으로서 향후 부순모래를 대량 사 용한 콘크리트의 품질관리를 위한 기초자료를 제시하는데 연 구의 목적이 있다.
부순모래를 활용한 콘크리트의 품질관리를 위한 기초자료를 확보하기 위하여 부순모래 대체율에 따른 콘크리트의 공학적 특성에 관한 실험적 연구를 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

제안 방법

본 연구의 실험계획 및 배합은 표 1에 나타난 바와 같이 물 시멘트비를 50%, 부순모래 대체율을 0, 50, 75 및 1。0%, 목표 슬럼프 및 공기량을 경과시간 60분에서 각각 15±lcm 및4.5土1.5%로 설정하여 굳지않은 성상으로 공기량, 단위용적중 량, 슬럼프 및 블리딩량을 측정하고 경화성상으로 압축강도, 정탄성계수를 측정한 후 내구성상으로 중성화깊이 및 염화물 이온 침투깊이를 측정함으로써 부순모래 대체율에 따른 부순 모래 콘크리트의 굳지 않은 성상, 경화성상 및 내구성상을 검토. 분석하고자 하였다.
압축강도는 010x20cm 원형 몰드를 제 작하여 소요재 령 까지 20±3°C에서 수중양생을 실시한 후 KS F 2405 콘크리트의 압 축 강도 시험 방법에 따라 재령 3, 7, 28 및 56일에 압축강도를 측정하였다.
중성화깊이 및 염화물이온 침투깊이는 100X100 X 400mm의 각형 시험체를 제작하여 재령 28일까지 20±30에서 수중양생 을 실시한 후 각각 중성화챔버 및 3 % NaCl 수용액을 이용하여 촉진을 실시하여 촉진재령 1. 2 및 4주에서 측정을 실시하였다.
중성화깊이 및 염화물이온 침투깊이는 100X100 X 400mm의 각형 시험체를 제작하여 재령 28일까지 20±30에서 수중양생 을 실시한 후 각각 중성화챔버 및 3 % NaCl 수용액을 이용하여 촉진을 실시하여 촉진재령 1. 2 및 4주에서 측정을 실시하였다.

대상 데이터

본 연구에 사용된 재료의 물리적 성질은 표 2에 나타난바와 같이 시멘트는 비중 3.15의 1종 보통 포틀랜드시멘트, 혼화재 는 비중2.22의 플라이애시, 혼화제는 일반적으로 레미콘 제조 현장에서 가장 많이 사용되는 표준형 나프탈렌계 감수제를 사 용하였다. 또한 잔골재는 조립율 2.
22의 플라이애시, 혼화제는 일반적으로 레미콘 제조 현장에서 가장 많이 사용되는 표준형 나프탈렌계 감수제를 사 용하였다. 또한 잔골재는 조립율 2.7의 바다모래와 조립율 3.0 및 미립분량 3.7 %의 부순모래를 사용하였으며 굵은골재는 조 립율 6.5의 부순자갈을 사용하였다.

이론/모형

슬럼프, 공기량, 단위용적중량 및 블리딩은 각각 KS F 2402 콘크리트의 슬럼프 시험 방법, KS F 2421 압력법에'의한 굳지 않은 콘크리트의 공기량 시험 방법 및 KS F 2414 콘크리트의 블리딩. 시험 방법에 준하여 측정을 실시하였다.
슬럼프, 공기량, 단위용적중량 및 블리딩은 각각 KS F 2402 콘크리트의 슬럼프 시험 방법, KS F 2421 압력법에'의한 굳지 않은 콘크리트의 공기량 시험 방법 및 KS F 2414 콘크리트의 블리딩. 시험 방법에 준하여 측정을 실시하였다.
정탄성계수는 재령 28일에서 Road Cell과 Compress meter를 이용하여 응력과 변형을 측정하여 응력변형곡선을 구한 후 응 력의 1/3 지점에서 Secant Modulus법을 이용하여 정탄성계수를 산출하였다.

성능/효과

그러나 20MPa 이 후에서는 대체율 50%가 동일응력에 대한 변형이 가장 작은 것 으로 나타났다. 이에 따라 정탄성계수는 대체율 75%까지 유사 한 수준으로 나타났으며 대체율 100%에서 다소 감소하는 것으 로 나타났다.
모래 대체율 50%에서 염해저항성이 가장 높게 나타났으며 1주에 서 는 부순모래 대 체 율 0%가 부순머 래 대 체 율 75%에 비 하여 염해 저항성이 높게 나타났으나 촉진재령 4주에서는 염 해저항성이 유사한 수준으로 나타났다.
1) 굳지 않은. 성상을 검토한 결과 부순모래 대체율 75%까지 부순모래 대체율 0%와 유사한 수준의 플로우 및 응결시간 을 나타내었으며 대체율이 중가할수록 공기량 및 블리딩 량은 .다소 감소하는 것으로 나타났다.
2) 부순모래 콘크리트의 압축강도를 검토한 결과 부순모래 대체율 50%에서 가장 높은 압축강도를 발현하는 것으로 나타났으며 부순모래 대체율 100%의 경우에도 0%와 유사 한 수준의 압축강도를 발현하는 것으로 나타났다.
3) 부순모래 콘크리트의 응력변형곡선 및 정탄성계수를 검토 한 결과 부순모래 대체율 75%까지 유사한 수준의 정탄성 계수를 나타내었으나 부순모래 대체율 100%에서 정탄성계 수가 다소 감소하는 것으로 나타났다.
4) 부순모래 대체율에 따른 중성화깊이 및 염화물이온 침투 깊이를 검토한 결과 부순모래 대체율 50%에서 중성화 및 염해저항성이 가장 높게 나타났으며 부순모래 대체율 75 %도 0%와 유사한 수준을 나타내었다.

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