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문제 정의
- 그러므로, 본 연구에서는 고강도 경량 자기충전콘크리트를 제조하기 위하여 골재의 특성을 반영한 자기충전 콘크리트의 배합설계 방법*을 이용하였으며, 아울러 고강도 경량 자기충전콘크리트의 압축강도와 건조수축 및 중성화 특성에 대한 검토를 하였다.
제안 방법
- 콘크리트의 압축강도는 KS F 2405 콘크리트의 압축강도 시험방법에 의해 측정하였고, 촉진중성화 시험은 압축강도용 공시체를 이용하여 재령 28일 후의 공시체를 탄산가스농도 10±1%, 습도 60±5% 및 온도 2어:의 조건으로 실시하였다. 또한, 콘크리트의 건조수축을 측정하기 위하여 KS F 2424에 준하여 100xl00x400mm^ 각주형 공시체를 다짐작업 없이 제작 하였다. 제작된 공시체는 7일간 20±3P 에서 수중 양생을 실시하고, 그 이후 온도 20±l°C, 습도 60±5%로 유지 할 수 있는 항온 .
- 제작된 공시체는 7일간 20±3P 에서 수중 양생을 실시하고, 그 이후 온도 20±l°C, 습도 60±5%로 유지 할 수 있는 항온 . 항습실에 공시체를 보관하여 건조수축률 시험을 실시하였다. 표 2는 고강도 경량 자기충전콘크리트의 배합표를 정리한 것이다.
대상 데이터
- 시멘트는 밀도 3.15g/cm3인 보통포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 인공 경량 굵은골재(LC) 및 경량잔골재(LS)는 유문암계 미분말을 주원료로 제조한 것을 사용하였다. 천연 굵은골재(NC)는 최대치수가 20mm인 부순골재를 사용하였고 천연 잔골재는 밀도 2.
- 15g/cm3인 보통포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 인공 경량 굵은골재(LC) 및 경량잔골재(LS)는 유문암계 미분말을 주원료로 제조한 것을 사용하였다. 천연 굵은골재(NC)는 최대치수가 20mm인 부순골재를 사용하였고 천연 잔골재는 밀도 2.55g/cm3인 강모래(RS)를 사용하였다. 표 1은 사용 골재의 물리적 성질을 정리한 것이다.
- 콘크리트 시험용 공시체는 다짐작업 없이 0100x200mm로 제조하였으며, 제작된 공시체는 KS F 2403에 준하여 24시간 후 몰드를 탈영한 다음 시험 전 까지 20±3°C에서 수중 양생을 실시하였다. 콘크리트의 압축강도는 KS F 2405 콘크리트의 압축강도 시험방법에 의해 측정하였고, 촉진중성화 시험은 압축강도용 공시체를 이용하여 재령 28일 후의 공시체를 탄산가스농도 10±1%, 습도 60±5% 및 온도 2어:의 조건으로 실시하였다.
이론/모형
- 콘크리트의 압축강도는 KS F 2405 콘크리트의 압축강도 시험방법에 의해 측정하였고, 촉진중성화 시험은 압축강도용 공시체를 이용하여 재령 28일 후의 공시체를 탄산가스농도 10±1%, 습도 60±5% 및 온도 2어:의 조건으로 실시하였다. 또한, 콘크리트의 건조수축을 측정하기 위하여 KS F 2424에 준하여 100xl00x400mm^ 각주형 공시체를 다짐작업 없이 제작 하였다.
성능/효과
- 경량 잔골재 10。% 혼합한 경우 재령 8주의 중성화 깊이는 기준 자기충전콘크리트 보다 22% 작아지는 효과가 있었다.
- 1) 고강도 경량 자기충전콘크리트의 재령 28일 압축강도는 30MPa 이상의 고강도를 발현하였고, 특히 천연 굵은골재와 경량 잔골재를 100% 혼합한 경우 50MPa 이상으로 기준 자기충전콘크리트 보다 29% 강도 증진 효과가 있었다.
- 2) 고강도 경량 자기충전콘크리트의 건조수축률은 경량 골재에 의해 전반적인 영향을 받으며, 특히 경량 굵은골재 혼합율이 증가할수록 건조수축률은 증가 하였으나 경량 잔골재 혼합율 100%인 경우 기준 자기충전콘크리트 보다 건조수축이 감소하는 효과가 있었다.
- 4) 및 100%(Mix No. 5) 혼합한 경우 기준(Mix No. 1)과 비교하여 건조수축률은 14% 증가 및 22% 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 Group 3은 LC 100% 와 LS 50(Mix No.
- 1)과 비교하여 중성화 깊이는 8% 및 4%로 감소하였고, Group 4의 LS 100%와 LC 50(Mix No. 7) 및 100%(Mix No. 8)로 제조한 경우 중성화 깊이는 기준과 비교하여 최대 4% 감소하는 경향을 보였다.
- 7) 및 100%(Mix No. 8) 사용한 자기 중전 콘크리트의 경우 재령 28일 압축강도는 기준(Mix No. 1)과 비교하여 19% 및 20% 감소하는 현상을 보였다. 따라서, 고강도 경량 자기충전콘크리트에 있어서 LC 및 LS의 사용은 압축강도에 서로 상반되는 경향을 나타내고 있었다.
- 7) 및 100%(Mix No. 8) 혼합한 경우 기준(Mix No. 1)과 비교하여 건조수축률은 18% 감소 및 16% 증가하는 경향을 나타냈다. 따라서 고강도 경량 자기충전콘크리트에 있어서 LC의 혼합률이 증가할수록 건조수축률은 증가하는 경향을 보였고 반대로 LS의 혼합률이 증가함에 따라서는 건조수축률이 감소하는 경향을 보였다.
- 일반적으로 경량골재를 사용할 경우 골재내부가 다공성으로 이루어져 있어 투기성이 증대되어 이산화탄소가 골재를 통하여 내부로 침입함에 따라 중성화 정도가 높은 것으로 보고 되고 있다. 그러나 그림 3의 결과 모든 콘크리트에서 촉진중성화 재령 4주까지는 육안관찰시 중성화의 정도를 식별할 수 없었으며, 촉진중성화 재령 6주부터 아주 미세한 정도의 중성화가 시작됨을 알 수 있다. 이러한 경향은 콘크리트의 압축강도와 중성화 관계에 있어서 압축강도가 높을수록 중성화 정도가 낮아진다는 기존의 연구결과와 일치하는 것으로 본 실험에 사용된 기준 자기충전콘크리트를 포함한 모든 경량 자기충전 콘크리트가 배합강도 30MPa 이상이기 때문으로 판단된다4).
- 이 다. 그림 1의 결과 Group 1은 경량 굵은골재의 흔합율 50(Mix No. 2) 및 100%(Mix No. 3)로 증가함에 따라 재령 28일 압축강도는 기준(Mix No. 1)과 비교하여 각각 11% 및 32% 감소하는 경향을 보였으며, Group 2는 경량 잔골재의 혼합율 50(Mix No. 4) 및 100%(Mix No. 5)로 증가함에 따라 재령 28일 압축강도는 기준(Mix No. 1)과 비교하여 6% 감소 및 29% 증가하는 경향을 보였다. 또한 Group 3의 경우 LC 100%를 사용하고 LS 50(Mix No.
- 이러한 경향은 콘크리트의 압축강도와 중성화 관계에 있어서 압축강도가 높을수록 중성화 정도가 낮아진다는 기존의 연구결과와 일치하는 것으로 본 실험에 사용된 기준 자기충전콘크리트를 포함한 모든 경량 자기충전 콘크리트가 배합강도 30MPa 이상이기 때문으로 판단된다4). 그림 3에서 나타난 콘크리트 재령 8 주의 중성화 깊이 측정 결과 Group 1의 LC 혼합율 50(Mix No. 2) 및 100%(Mix No. 3)의 경우 중성화 깊이는 기준(Mix No. 1)과 비교하여 13 및 30% 증가하였고, Group 2의 LS의 혼합률 50(Mix No. 4) 및 100%(Mix No. 5)는 기준(Mix No. 1)과 비교하여 중성화 깊이는 8% 증가 및 26%로 감소 하는 경향을 보였다. 또한 Group 3의 LC 100%와 LS 50(Mix No.
- 1)과 비교하여 건조수축률은 18% 감소 및 16% 증가하는 경향을 나타냈다. 따라서 고강도 경량 자기충전콘크리트에 있어서 LC의 혼합률이 증가할수록 건조수축률은 증가하는 경향을 보였고 반대로 LS의 혼합률이 증가함에 따라서는 건조수축률이 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과의 원인은 NC 보다 낮은 LC 자체의 강도, 탄성계수 및 stiffness의 영향으로 시간 경과에 따라서 건조수축률이 커진 것으로 판단된다.
- 1)과 비교하여 19% 및 20% 감소하는 현상을 보였다. 따라서, 고강도 경량 자기충전콘크리트에 있어서 LC 및 LS의 사용은 압축강도에 서로 상반되는 경향을 나타내고 있었다. 즉, LC 혼합율 증가에 따라 재령 28일 압축강도는 감소하는 경향을 나타내고 있었으나, 반대로 LS 혼합율 증가에 따라서는 압축강도가 증가하는 경향을 나나타내고 있었다.
- 따라서, 고강도 경량 자기충전콘크리트에 있어서 LC 및 LS의 사용은 압축강도에 서로 상반되는 경향을 나타내고 있었다. 즉, LC 혼합율 증가에 따라 재령 28일 압축강도는 감소하는 경향을 나타내고 있었으나, 반대로 LS 혼합율 증가에 따라서는 압축강도가 증가하는 경향을 나나타내고 있었다. 이러한 경향은 경량 골재들이 가지고 있는 물리적 특성에 기인한 것으로 LC의 파쇄율 이 NC 보다 약 60% 높아 골재 자체의 강도가 낮기 때문이고, 다른 이유는 LC 자체의 흡수율이 28.
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