선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 일반적으로 FA 및 BS는 저온환경에서 응결지연으로 인한 초기강도 발현의 문제점이 지적되고 있는데 비하여, 본 연구팀에서 검토 중인 시멘트 킬른더스트는 주성분이 탄산칼슘으로 저온에서의 응결지연은 거의 발생하지 않고 초기강도 발현에도 효과가 있는 것으로 나타나 향후의 활용성 이 기대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 BS 및 CKD 등의 혼화재를 사용한 콘크리트의 응결 및 강도발현에 미치는 온도의존성에 관한 정량적 평가를 하고자 등가재령 방법을 이용하여 양생온도에 따른 콘크리트의 강도증진해석을 실시하므로서 실무에서 CKD의 적극적 활용에 기여하고자 한다.
- 본 연구에서는 혼화재를 사용한 콘크리트의 양생온도에 따른 강도증진해석을 수행하였는데, 그 결과를 정리하면 다음과 같다.
제안 방법
- 본 연구의 실험방법으로 먼저, 콘크리트의 혼합은 강제식 팬 믹서를 사용하여 혼합하였다. 슬럼프는 KS F 2402 규정에 의거 실시하였고, 슬럼프 플로우는 KS F 2594 의 규정에 따라 실시하였으며, 공기량 및 단위용적질량은 KS F 2421 및 2409, 응결 시 간은 몰드 제작후 종결완료시까지 5, 20 및 35 P 가 유지되는 기중 양생조에서 배치하여 KS F 2436에 의거 측정하였다.
- 본 연구의 실험계획은 표 1과 같다. 우선 배합사항으로는 W/B 45%에 대하여 CKD 및 BS를 각각 OPC에 10%로 치환하는 것으로 하였고, 이때 목표 슬럼프 및 목표 공기량은 각각 150±20mm, 4.5±1.5%가 되도록 SP제 및 AE제를 조절하여 배합 설계하였다.
- 한편, 양생온도의 경우 실무현장에서 일반적으로 접하게 되는 조건을 고려하여 5, 20, 35P의 3수준으로 계획하였다. 표 2는 콘크리트의 배합사항을 나타낸 것이다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 시멘트는 국내산 A사의 보통포틀랜드시멘트(밀도:3.15g/cm3, 분말도: 3, 265cm2/g), CKD는 국내산A사 (밀도:2.67g/cm3, 분말도:8, 200cm2/g), BS는 포항제철소산(밀 £:2.89g/cm3, 분말도:4, 65Ocn0g)을 사용하였다.
- 잔골재는 인천 중국 항동산 세척사 (표건밀도:2.58 g/cm3, 흡수율: 1.12%), 굵은골재는 경기도 광주산 25mm 부순 골재(표건밀도:2.58g/cm3, 흡수율:1.2%)를 사용하였고, 혼화제로 고성능 감수제는 국내산 D사의 나프탈렌계, AE제는 빈졸계를 사용하였다.
이론/모형
- 활성화 에너지 (Ea)를 계산해야 하는데, Ea는 콘크리트에 미치는 온도의 민감도를 나타내는 것으로서 등가재령식 산정에 있어 표준온도 조건에서의 콘크리트 특성을 다른 양생온도의 특성으로 변환하기 위해 사용된다. 본 연구에서는 식 (3)의 Arrhenius함수를 이용한 ASTM C 1074의 방법으로 산정하였다.
- 본 연구에서는 온도가 콘크리트의 강도발현에 미치는 영향을 고려하는 방법으로 강도증진해석을 수행하였는데, 이를 위해 Arrhenius 화학반응속도식을 이용한 등가재령식을 사용하였다. 등가재령은 식(1)과 같이 실제 콘크리트의 양생에서 동일한 적산온도가 되는 표준온도(20℃)에서의 양생시간을 의미한다.
- 사용하여 혼합하였다. 슬럼프는 KS F 2402 규정에 의거 실시하였고, 슬럼프 플로우는 KS F 2594 의 규정에 따라 실시하였으며, 공기량 및 단위용적질량은 KS F 2421 및 2409, 응결 시 간은 몰드 제작후 종결완료시까지 5, 20 및 35 P 가 유지되는 기중 양생조에서 배치하여 KS F 2436에 의거 측정하였다.
- 한편, 강도증진해석 모델은 Carino가 제안한 rate constant (kT)모델식을 적용하였다.(식 (2) 참조)
- 한편, 압축강도는 KS F 2403의 규정에 의거 공시체를 제작하여 KS F 2405 규정에 따라 측정하였는데, 공시체의 양생 방법은 공시체 제작후 양생온도 5, 20, 35 P 가 유지되는 양생실에 공시체를 1일간 보관 후 탈형하고, 동일한 온도조건의 수중 양생 조에서 측정재령까지. 양생하였다.
성능/효과
- 1) 압축강도 특성으로 혼화재 종류에 관계없이 양생 온도가 높아질수록 초기재령 압축강도는 증가하는 것으로 나타났고, 특히 BS를 치환한 경우 재령이 경과하여도 촉진된 잠재수경 성 반응에 기인하여 높은 강도를 유지하는 것을 알 수 있었다. 반면 저온에서는 OPC 및 CKD의 경우 초기 압축강도는 BS에 비하여 비교적 높게 나타났고, BS는 재령이 경과해도 강도중진폭이 크지않은 것으로 나타났다.
- 2) 등가재령방법을 이용하여 강도증진해석을 수행한 결과 혼화재 종류에 관계없이 해석치가 측정치를 양호하게 추정하는 것을 알 수 있었고, 실무에서 본 연구의 결과를 이용할 경우 혼화재를 사용한 콘크리트의 양생온도에 따른 보다 양호한 강도 품질관리가 가능할 것으로 판단된다.
- 있었다. 반면 저온에서는 OPC 및 CKD의 경우 초기 압축강도는 BS에 비하여 비교적 높게 나타났고, BS는 재령이 경과해도 강도중진폭이 크지않은 것으로 나타났다.
- 전반적으로 배합설계를 실시한 것이므로 목표 슬럼프 150±20mm, 목표공기량 4.5 ± 1.5%에 모두 만족하였다.
- 전반적으로 양생온도가 높아질수록 응결시간은 촉진되는 것을 볼 수 있었는데, 양생온도 20t 및 35Y의 경우 OPC에 비하여 혼화재를 사용한 경우 약간 지연되는 것으로 나타났으나, 큰 차이는 아닌 것으로 분석되며, 혼화재 종류별로는 상호 간에 큰 차이를 보이지 않았다. 그러나 양생온도 5℃의 경우 OPC에 비하여 CKD를 사용한 경우 3시간, BS를 사용한 경우 8 시간 정도 응결이 지연되어 저온환경에서 혼화재를 사용할 경우 응결이 크게 지연되는 것으로 나타났다.
- 나타낸 것이다. 전반적으로 재령이 중가할수록 양생 온도가 높을수록 강도는 증가하는 것으로 나타났다. 혼화재 종류에 따라서는 양생온도 20X0] 경우 초기재령에서는 OPC, CKD, BS 의 순서로 압축강도가 크게 나타났으나, 28일 재령에서는 QPC, BS, CKD 순으로 나타났고, BS의 경우 재령 7일 이후부터 강도가 증가하여 28일에서는 플레인과 거의 차이가 없는 것으로 나타났다.
- Ea를 산정한 결과를 나타낸 것이다. 전반적으로OPC와 CKD 는 비슷한 값을 갖는 것을 알 수 있으나, BS를 사용한 경우는 여타의 경우보다 높은 Ea를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 아울러 rate constant 모델에 의한 강도증진해석결과를 표 4에 나타냈다.
- 한편 양생온도별로는 양생온도가 높아질수록 혼화재 종류에 관계없이 초기압죽강도는 증가하나, 이후 재령이 경과할 수록 강도 증진이 둔화 됨을 알 수 있는데, 35℃의 경우 OPC 및 CKD는 14일 전후에서 20℃의 강도보다 저하하는 강도역전 (cross over effect)이 발생하고 있음을 볼 수 있다. 그러나, BS 의 경우 고온에 의해 촉진된 잠재수경성반응에 기인하여 여타의 경우보다 높은 강도발현을 나타냈으나, 5℃에서는 고온 양생 조건의 경우에 비하여 초기강도발현이 낮을 뿐만 아니라, 재령이 경과하여도 강도발현폭이 크지 않아 저온조건에서 BS의 사용에 주의가 필요할 것으로 사료된다.
- 전반적으로 혼화재 종류에 관계없이. 해석 압축강도가 측정 압축강도를 양호하게 추정하는 것으로 나타났으나, 장기의 등가 재령으로 진행될수록 해석 압축강도와 측정압축강도간의 차이가 커짐을 확인할 수 있었다.
- 아울러 rate constant 모델에 의한 강도증진해석결과를 표 4에 나타냈다. 해석모델식은 혼화재 종류에 관계없이 0.950 이상의 높은 결정계수를 갖는 것을 확인할 수 있었다.
- 전반적으로 재령이 중가할수록 양생 온도가 높을수록 강도는 증가하는 것으로 나타났다. 혼화재 종류에 따라서는 양생온도 20X0] 경우 초기재령에서는 OPC, CKD, BS 의 순서로 압축강도가 크게 나타났으나, 28일 재령에서는 QPC, BS, CKD 순으로 나타났고, BS의 경우 재령 7일 이후부터 강도가 증가하여 28일에서는 플레인과 거의 차이가 없는 것으로 나타났다.
후속연구
- over effect)이 발생하고 있음을 볼 수 있다. 그러나, BS 의 경우 고온에 의해 촉진된 잠재수경성반응에 기인하여 여타의 경우보다 높은 강도발현을 나타냈으나, 5℃에서는 고온 양생 조건의 경우에 비하여 초기강도발현이 낮을 뿐만 아니라, 재령이 경과하여도 강도발현폭이 크지 않아 저온조건에서 BS의 사용에 주의가 필요할 것으로 사료된다.
- 따라서 본 연구결과에 의해 실무현장에서 BS를 사용할 경우 특히 저온환경에서는 응결시간 지연에 따른 고려가 필요할 것으로 사료된다.
- 이상을 토대로 혼화재 종류에 따른 등가재령을 이용한 압축강도 증진해석을 실시하였는데, 이를 실무의 혼화재 사용 콘크리트의 압축강도관리에 이용할 경우효과적인 품질관리가 가능할 것으로 판단된다.
- 있다. 일반적으로 FA 및 BS는 저온환경에서 응결지연으로 인한 초기강도 발현의 문제점이 지적되고 있는데 비하여, 본 연구팀에서 검토 중인 시멘트 킬른더스트는 주성분이 탄산칼슘으로 저온에서의 응결지연은 거의 발생하지 않고 초기강도 발현에도 효과가 있는 것으로 나타나 향후의 활용성 이 기대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 BS 및 CKD 등의 혼화재를 사용한 콘크리트의 응결 및 강도발현에 미치는 온도의존성에 관한 정량적 평가를 하고자 등가재령 방법을 이용하여 양생온도에 따른 콘크리트의 강도증진해석을 실시하므로서 실무에서 CKD의 적극적 활용에 기여하고자 한다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.