[논문]기포제 혼입 경량모르타르의 압축강도 특성에 관한 실험적 연구

유병일; 이성복; 장의순; 이한승; 연규봉; 배규웅

[국내논문] 기포제 혼입 경량모르타르의 압축강도 특성에 관한 실험적 연구
An Experimental Study on the Characteristic of Compressive Strength in Lightweight Mortar Using Foam Agent 원문보기

유병일 (한양대학교 대학원 건축공학과) , 이성복 (대한주택공사 주택도시연구원 건설기술연구부) , 장의순 (한양대학교 산업경영대학원) , 이한승 (한양대학교 공과대학 건축학부) , 연규봉 ((주)진웅CRS) , 배규웅 (한국건설기술연구원)

The purpose of this study is to obtain basic data on the properties of the development of lightweight mortar contained foam agent for various applications in the field. In the experiment, as a result of measurement the specific gravity by the change of the W/C and the foam agent into a variable and measuring the compressive strength of mortar, specific gravity checked that a compressive strength therefore increased. Mortar is using lightweight foam agent having the change of specific gravity, the water cement ratio $50\%,\;40\%,\;30\%$. This paper present extensive data on the characteristics of strength of the lightweight mortar and also presents the mechanical characteristics of the lightweight according to specific gravity.

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문제 정의

본 연구에서는 그림 1과 같이 콘크리트에 기포제만을 사용하여 구조용 경량콘크리트를 제조하기 위한 사전 단계로써, 우선, 모르타르를 대상으로 기포제만을 사용하여 경량기포모르타르를 제조하고 그역학적 특성을 실험적으로 파악하였다.

제안 방법

모르타르가 동일 비중이라도 물시멘트비에. 따라 압축강도가 차이가 날 것으로 예상되므로 모르타르 물시멘트비를 30%, 40%, 50% 3수준으로 하였고, 기포제첨가율을 5단계로 변화시켜 모르타르 비중을 5단계로 변화시켰다. 한편, 기포제만으로 모르타르를 경량화한 경우, 압축강도가 저하될 것으로 예상되어 잔골재 일부분을 경량골재로 중량치환(5%, 10%)하여 모르타르의 경량화를 도모하였다.

대상 데이터

(1) 시멘트 : KS L 5201 규정에 적합한 C사 제품의 보통포틀랜드 시멘트를 사용하였다.
(2) 잔골재 : 잔골재는 비중 2.65 세척사를, 경량잔골재는 비중 0.4의 유리발포 잔골재를 사용하였다.

이론/모형

모르타르는 KS L 5105(수경성 시멘트 모르타르 압축강도 시험 방법)에 따라 제작하였다. 또한, 기포제는 물에 대한 중량비로 0%~0.
또한, 경량기포모르타르의 Flow는 18~20cm가 되도록 물시멘트비에 따라 혼화제 사용량을 조절하였고, 양생은 표준수중양생으로 하였다. 측정항목은, Fresh 상태의 경량기포모르타르 비중을 KS F 4039 (현장 타설용 경량기포콘크리트)에 따라 측정하였고, 소정의 재령에서 비중 및 압축강도를 측정하였다.

성능/효과

45% 첨가율 이상에서는 오히려 비중이 증가하는 경향을 나타내고 있다. 한편, 물시멘트비가 낮은 경우에는 기포제 첨가율에 따라 모르타르의 비중은 작아지며 특히 물시멘트비 30% 보다, 물시멘트비 40%가 기포제 첨가율이 적더라도 Fresh 모르타르의 비중저하가 더욱 크게 나타났다. 이는 기포제의 기포발생 메커니즘이 잔골재와의 마찰에 의한 것으로 판단되어 점성이 높은 물시멘트비 30% 보다 물시멘트비 40%인 경우가 잔골재의 마찰 효과가 더욱 크기 때문으로 사료되며, 기포제의 기포발생 메커니즘에 따라 경량기포 모르타르의 비중이 크게 다르게 나타날 것으로 판단되어, 경량기포콘크리트 제조시 기포제 선택이 매우 중요하다고 판단된다.
한편, 그림 6은 물시멘트비 30%의 경우, 경량잔골재 사용에 의한 모르타르의 비중 변화를 나타낸 것으로 기포제만을 사용한 경우보다 비중이 크게 저하됨을 알 수 있다. 또한, 실험 결과에서 알 수 있듯이, 동일 비중에 있어서 기포제만을 사용하여 비중을 저하시킨 경우 보다, 기포제와 경량잔골재를 사용하여 비중을 저하시킨 경우가 모르타르의 강도가 높은 것으로 나타나 구조용 경량기포모르타르의 제조를 위해서는 기포제와 함께 경량 잔골재의 사용이 유효한 것으로 판단된다.
본 연구에서는 기포제만을 사용하여 구조용 경량콘크리트의 제조 가능성을 검토하기 위하여 기포제 혼입 모르타르의 비중과 압축강도와의 관계를 실험적으로 검토한 결과, 비중이 낮으면서 압축강도를 높이기 위해서는 낮은 물시멘트비에서의 기포제 혼입 및 기포제와 함께 일부 경량잔골재의 치환율이 효과적임을 알 수 있었다. 금후, 본 연구를 기포제 혼입 경량콘크리트 개발로 발전시킬 예정이다.

후속연구

효과적임을 알 수 있었다. 금후, 본 연구를 기포제 혼입 경량콘크리트 개발로 발전시킬 예정이다.

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