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문제 정의
- 그러므로 본 연구에서는 잔골재의 품질특성이 매우 다른 몇 종의 골재를 선정하여 잔골재의 종류가 콘크리트의 기초적 특성에 미치는 영향에 대하여 분석하므로서, 차후 실무의 유사한 조건에서의 품질관리에 한 참고자료로 제시 하고자 한다.
제안 방법
- 본 연구의 실험방법으로 콘크리트의 혼합은 강제식 팬 타입 믹서를 사용하여 혼합하였다. 굳지않은 콘크리트의 실험으로 슬럼프는 KS F 2402, 슬럼프플로우는 KS F 2594, 공기량은 KS F 2421, 블리딩은 KS F 2414, 응결시간은 KS F 2436에 의거하여 실시하였다.
- 본 연구의 실험계획은 표 1 과 같다. 즉, 실험요인으로 W/B는 각각 25, 35, 45, 55% 등 총 4수준에 대하여 비교적 양호한 품질의 석회암 잔골재 를 사용하는 콘크리트를 기준 으로 W/B 25%와 35%의 고 강도 영역에서는 목표 슬럼프 플로우를 고유동 범위인 600±100mm로 배합설계 하였 고, W/C 45%와 55%의 일반 강도 영역에서는 목표 슬럼프 를 150±20mnr를 만족하도록 배합설계 하여, 천연 잔골재 （Ns）, 화강암 부순 잔골재 （Gs） 및 석회암 부순 잔골재 （Ls）를 사용하는 콘크리트에 도 동일하게 적용하였다. 이때 굳지않은 콘크리트 및 경 화 콘크리트의 실험사항은 표1과 같고 배합사항은 표 2와 같다.
대상 데이터
- i, 입자모양판정실적률:53%)는 충북 청원산을 사용하였는데 잔골재의 입도곡선은 그림 1과 같다. 굵은 골재는 충북 청원산 25mm 부순골재(밀도:2.95g/cm3, 조립률:7.4)를 사용하였다. 혼화제의 경우 SP제는 국내산 D사의 폴리 칼본산계, AE제는 국내산 D사의 표준형을 사용하였고, 혼화재의 경우 플라이애쉬는 국내산 S사, 실리카퓸은 체코산 제품을 각각 사용하였다.
- 본 연구의 사용재료로서, 시멘트는 국내산 A사의 보통 포틀랜드시멘트(밀도: 3.15 g/cmZ 분말도:3324cm%)를 사용하였다. 잔골재의 경우는 골재 종류별로, 석회암 부순 모래(밀도:2.
- 15 g/cmZ 분말도:3324cm%)를 사용하였다. 잔골재의 경우는 골재 종류별로, 석회암 부순 모래(밀도:2.68g/cm3, 조립률:3.03, 입자모양판정실적률:59.6%)는 충북 제천산, 강모래(밀도:2.68g/cm3, 조립률: 2.6, 입자모형판정실적률:56%)는 충남 조치원산, 화강암 부순모래(밀도: 3.1 g/cmZ 조립률:3.i, 입자모양판정실적률:53%)는 충북 청원산을 사용하였는데 잔골재의 입도곡선은 그림 1과 같다. 굵은 골재는 충북 청원산 25mm 부순골재(밀도:2.
- 4)를 사용하였다. 혼화제의 경우 SP제는 국내산 D사의 폴리 칼본산계, AE제는 국내산 D사의 표준형을 사용하였고, 혼화재의 경우 플라이애쉬는 국내산 S사, 실리카퓸은 체코산 제품을 각각 사용하였다.
이론/모형
- 굳지않은 콘크리트의 실험으로 슬럼프는 KS F 2402, 슬럼프플로우는 KS F 2594, 공기량은 KS F 2421, 블리딩은 KS F 2414, 응결시간은 KS F 2436에 의거하여 실시하였다. 경화 콘크리트의 실험으로 재령경과에 따른 압축강도는 KS F 2405, 인장강도는 KS F 2423의 쪼갬 인장강도 시험방법에 의거 실시하는 것으로 하였다.
- 믹서를 사용하여 혼합하였다. 굳지않은 콘크리트의 실험으로 슬럼프는 KS F 2402, 슬럼프플로우는 KS F 2594, 공기량은 KS F 2421, 블리딩은 KS F 2414, 응결시간은 KS F 2436에 의거하여 실시하였다. 경화 콘크리트의 실험으로 재령경과에 따른 압축강도는 KS F 2405, 인장강도는 KS F 2423의 쪼갬 인장강도 시험방법에 의거 실시하는 것으로 하였다.
성능/효과
- 1) 골재의 종류별 유동성을 검토한 결과 Ls를 사용한 콘크리트가 가장 양호한 것으로 나타났고, 다음으로 Gs, Ns 순이었다. 공기량은 모든 영 역 에서 Ns가 가장 높은 값을 나타냈고, Ls를 사용한 콘크리트의 공기량이 가장 작은 값을 나타냈는데, 이는 연속입도에 의한 최밀 충전효과에 기인된 것으로 판단된다.
- 2) 골재의 종류별 블리딩량은 Ls가 가장 많게 나타났으며, 다음으로 N, Gs 순으로 나타났고, 응결특성으로는 Ls 가 가장 빠른 초결과 종결을 기록했으나 Ns 및 Gs와 비교하여 대략 1.5시간 이내의 범위로 차이는 크지 않은 것을 알 수 있었다.
- 3) 경화 콘크리트의 압축 및 인장강도 특성으로 전반적으로 골재 종류에 의한 영향은 크지 않은 것으로 분석된다.
- Ls를 사용한 플레인 콘크리트의 경우 일반강도 및 고강도 영역에서 각각 4.5+1.5% 및 3.0±1.0%의 목표한 공기량 범위를 모두 만족하는 것으로 나타났다. W/B 변화에 따른 영향으로는 모든 영역에서 Ls의 경우가 가장 작은 공기량을 보였고, GS, Ns 순이었다.
- 공기량은 모든 영 역 에서 Ns가 가장 높은 값을 나타냈고, Ls를 사용한 콘크리트의 공기량이 가장 작은 값을 나타냈는데, 이는 연속입도에 의한 최밀 충전효과에 기인된 것으로 판단된다.
- 먼저 석회석 부순잔골재(Ls)를 사용한 플레인 콘크리트의 경우는 모든 W/B에서 목표치를 만족하는 것으로 나타났으나, 천연골재(Ns) 및 화강암 부순 잔골재(Gs)의 경우는 커다란 유동성 저하를 보였다. 이러한 경향은 W/C 55%와 45%의 일반강도 영역에서 더욱 현저하게 나타났는데, 이는 고유동 범위와 일반 범위에서의 유동 특성이 실험기기와 실험방법의 특수성에 의해 영향 받는 것으로 분석되는데, 잔골재 자체의 영향에 의한 워커빌리티의 변동을 규명하기 위해서는 점도계 등을 이용하, 여, 항복치 및 소성점도에 관한 레올로지 분석을 실시할 필요가 있을 것으로 사료된다.
- 먼저 압축강도 특성으로 曲에 관계없이 대부분 재령에서 Ls가 가장 높은 강도특성을 나타내고 있으나 주목할 만한 차이는 아닌 것으로 판단되며, 다음으로 Gs, Ns 순으로 높게 나타났다. 이러한 경향은 Ls 및 Gs 골재가 가지고 있는 순수한 재료의 물리적 특성보다는 굳지않은 콘크리트의 Ls와 Gs의 다소 낮은 공기량에 의해 최밀 충전된 내부공극의 밀실성에 기인한 것으로 사료되며, 골재 종류에 따른 콘크리트의 강도 증대나 저하는 없을 것으로 판단된다.
후속연구
- 커다란 유동성 저하를 보였다. 이러한 경향은 W/C 55%와 45%의 일반강도 영역에서 더욱 현저하게 나타났는데, 이는 고유동 범위와 일반 범위에서의 유동 특성이 실험기기와 실험방법의 특수성에 의해 영향 받는 것으로 분석되는데, 잔골재 자체의 영향에 의한 워커빌리티의 변동을 규명하기 위해서는 점도계 등을 이용하, 여, 항복치 및 소성점도에 관한 레올로지 분석을 실시할 필요가 있을 것으로 사료된다.
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