[논문]플라이애쉬 혼입율에 따른 순환골재콘크리트의 염소이온 및 중성화 저항성에 관한 시험적 고찰

심종성; 박철우; 박성재; 김길중

[국내논문] 플라이애쉬 혼입율에 따른 순환골재콘크리트의 염소이온 및 중성화 저항성에 관한 시험적 고찰
An Experimental Study on Chlorine-ion and Carbonation Resistance of the Concrete Using Recycled Aggregate Mixed Fly Ash 원문보기

심종성 (한양대학교 토목환경공학과) , 박철우 (한양대학교 토목환경공학과 BK21) , 박성재 (한양대학교 토목환경공학과 대학원) , 김길중 (한양대학교 토목환경공학과 대학원)

Due to the tendency of increase in demolished-concrete produced by alteration and deterioration of concrete structures, recycling of those demolished-concrete is necessary to solve the exhaustion of natural aggregate, in order to save resources and protect environment. In this an experimental study herein, the Chlorine-ion and Carbonation resistance of the recycled aggregate concrete was investigated. Coarse aggregate was replaced with $100\%$ of the recycled aggregate and cement and fine recycled aggregate was replaced with various amount. It was shown that the concrete can obtain resistance of chlorine-ion, when fly ash replaced with up to $30\%$ of cement.

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문제 정의

따라서 본 연구에서는 순환골재의 적극적인 적용과 활용을 통한 고부가가치 자원화를 실현시키기 위하여 기수행된 연구를 바탕으로 프리캐스트 제품의 개발에 적용하기 위하여 순환잔골재의 혼입율과 fly-ash 대체율에 따른 염소이온 투과시험과 중성화 저항성에 대한 순환골재 콘크리트의 내구적 특성을 고찰하고자 한다.
본 연구에서는 1종 순환굵은골재 100%를 사용과 순환잔골재와 플라이애쉬의 시 멘트 대체율을 변수로 염소이온 및 중성화 저항성에 대하여 고찰하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다.

제안 방법

염소이온 침투저항성 실험은 @10x20cm의 공시체를 제작하여 재령 21일에 PVC관에 실험체를 넣고 Epoxy로 부착한 후 두께 5cm로 절단하여 확산셀을 구성하고, 재령 21일 및 56일에 침투깊이를 측정하였다.
중성화 저항성 실험은 재령 21일에 실험체 표면을 건조시킨 콘크리트를 중성화 촉진 시험기에서의 촉진 시험 후에 페놀프탈레인 1%용액을 분무하여 중성화부분의 깊이를 측정하였다.
22로써 흡수율이 다소 높은 2종 순환잔골재로 구분되었다. 화학혼화제는 폴리 카르본산계의 고성능 AE제를 사용하였다.
콘크리트 배합설계시 플라이애쉬는 시멘트의 중량비로 치환하여 사용하였으며, 순환잔골재의 혼입율과 플라이애쉬의 시멘트 대체율이 높아질수록 사용 잔골재의 비중감소와 기건양생에 따른 감도감소 효과를 고려하여 설계강도를 400k淇/飾'로 설정하여 배합하였다[표 1]. 또한, 일정수준의 강도확보와 워커빌리티를 위하여 고성능 AE감수제를 사용하였다.
고려하여 설계강도를 400k淇/飾'로 설정하여 배합하였다[표 1]. 또한, 일정수준의 강도확보와 워커빌리티를 위하여 고성능 AE감수제를 사용하였다.
양생은 대부분의 프리캐스트 생산업체와 동일하게 증기양생을 실시하였으며, 증기양생 후 7일간 수중 양생, 그 후 기건양생을 실시하였다.
본 연구에서는 1종 순환굵은골재 100%를 사용하여 순환잔골재와 플라이애쉬의 시멘트 대체율을 변수로 배합 비율을 12가지로 구분하여 공시체를 제작하였다[표1].

성능/효과

사용한 재료는 표2와 같이 순환굵은골재는 비중 2.55, 홉수율 1.68%, 조립율 7.86로써 KS F 2573(콘크리트용 순환골재)의 기준[표3]에 의한 1종 순환굵은골재임을 확인하였으나, 순환잔골재는 비중 2.28, 흡수율 6.45%, 조립율 3.22로써 흡수율이 다소 높은 2종 순환잔골재로 구분되었다. 화학혼화제는 폴리 카르본산계의 고성능 AE제를 사용하였다.
플라이애쉬 혼입 순환골재콘크리트의 염소이온 투과시험 경과 시간별 통과 전류량 결과는 21일과 56일을 비교해볼 때 매우 큰 통과전류량의 감소가 나타났다. 이러한 결과는 시간이.
1) 염소이온 투과시험결과 재령이 21일에서의 침투깊이에 비여 56일에서의 침투깊이는 아주 확연히 감소하여 재령에 따라 확연히 감소함을 알 수 있다. 또한 순환잔골재의 혼입비율이 커질수록 염소이온 투과에 대한 저항성이 다소 감소하나, 플라이애쉬의 대체율이 커질수록 저항성이 증대되는 것으로 나타났다.
재령에 따라 확연히 감소함을 알 수 있다. 또한 순환잔골재의 혼입비율이 커질수록 염소이온 투과에 대한 저항성이 다소 감소하나, 플라이애쉬의 대체율이 커질수록 저항성이 증대되는 것으로 나타났다. 이는 순환잔골재에 의한 차이도 고찰되었으나, 염소이온 침투에 대한 저항성은 플라이애쉬의 대체율이 지배적인 것으로 판단된다.
2) 플라이애쉬의 혼입량에 의한 중성화 깊이를 보면, 0%와 15%를 비교할 때 상대적으로 30%에서 중성화 깊이가 큰 것을 알 수 있다. 그러나 일본 토목학회와 플라이애쉬 콘크리트의 중성화에 관한 실험 연구결과를 살펴보면 중성화 깊이는 플라이애쉬 혼입율이 증대됨에 따라 증가하지만 재령이 경과 하더라도 초기 재령2년 사이에서 발생하고 그 후 재령 10년을 경과하더라도 약간 크게 될 뿐 큰 차이가 없는 것으로 알려져 있다.

후속연구

알 수 있다. 따라서 염화물에 의해 부식될 우려가 있는 순환잔골재사용으로 인한 염화물 침투에 대한 저항성 감소방지 대책방안으로 구조물에서 플라이애쉬를 혼입한 콘크리트를 사 , 용하는 것이 유리할 것으로 판단된다.
또한, 국내의 중성화에 관한 연구에 따르면 보통 포틀랜드 시멘트의 28일 촉진 중성화 시험에 의한 중성화 깊이가 보통 6~9mm정도임을 감안할때 본 연구에서의 플라이애쉬의 사용이 중성화에 큰 문제라 할 수 없다. 따라서 콘크리트의 초기 재령에서의 강도발현, 충분한 양생과 물-결합재비 등을 고려한다면 중성화를 효과적으로 제어하고 장기재령에서의 중성화에 대한 저항성을 증가시킬 수 있을 것으로 사료된다.

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