콘크리트의 압축강도는 시멘트 수화반응에 의하여 발현되는 것으로, 이러한 수화반응은 온도에 민감한 영향을 받게 된다. 이에 본 연구에서는 온도에 의한 콘크리트의 영향을 확인하고자 콘크리트의 타설 초기온도 변화 및 양생 조건의 변화에 따른 특성을 실험적으로 평가하였다. 콘크리트의 타설 초기온도를 5$^{\circ}C$, 20$^{\circ}C$로 변화시켜 실험한 결과, 표준양생을 실시한 경우 타설 온도가 낮은 배합에서 재령 3일 이전까지 강도가 낮았으나, 재령 7일 이후에서는 강도가 높아지는 현상이 확인 되었다. 그러나 재령 28일에서는 두 배합의 압축강도 차가 미미하여 온도에 따른 영향이 크지 않은 것으로 확인 되었다. 기건양생을 실시한 경우는 모든 시험체에서 타설 초기온도가 높은 배합이 높은 강도를 나타내었다. 이러한 콘크리트의 타설 초기온도에 따른 압축강도 특성은 SEM관찰 결과 미세구조의 수화양상을 통하여 그 특성을 확인할 수 있었다.
콘크리트의 압축강도는 시멘트 수화반응에 의하여 발현되는 것으로, 이러한 수화반응은 온도에 민감한 영향을 받게 된다. 이에 본 연구에서는 온도에 의한 콘크리트의 영향을 확인하고자 콘크리트의 타설 초기온도 변화 및 양생 조건의 변화에 따른 특성을 실험적으로 평가하였다. 콘크리트의 타설 초기온도를 5$^{\circ}C$, 20$^{\circ}C$로 변화시켜 실험한 결과, 표준양생을 실시한 경우 타설 온도가 낮은 배합에서 재령 3일 이전까지 강도가 낮았으나, 재령 7일 이후에서는 강도가 높아지는 현상이 확인 되었다. 그러나 재령 28일에서는 두 배합의 압축강도 차가 미미하여 온도에 따른 영향이 크지 않은 것으로 확인 되었다. 기건양생을 실시한 경우는 모든 시험체에서 타설 초기온도가 높은 배합이 높은 강도를 나타내었다. 이러한 콘크리트의 타설 초기온도에 따른 압축강도 특성은 SEM관찰 결과 미세구조의 수화양상을 통하여 그 특성을 확인할 수 있었다.
The strength of concrete is developed by cement hydration reaction influenced by the circumferential temperatures. In this study, therefore, the experiments are conducted and evaluated about the characteristics as changes of early concrete placing temperature and curing temperature to understand the...
The strength of concrete is developed by cement hydration reaction influenced by the circumferential temperatures. In this study, therefore, the experiments are conducted and evaluated about the characteristics as changes of early concrete placing temperature and curing temperature to understand the effects of the temperature which influences concrete properties. The results of the experiments changing the early concrete placing temperature in 5$^{\circ}C$ and 10$^{\circ}C$ are followed. In case of conducting standard concrete curing, early compressive strength development rate of the concrete which had low placing temperature was low, but it was shown that early compressive strength development rate was not affected by low placing temperature in age 28 days of concrete. In case of conducting outdoor curing in winter, early compressive strength development rate of the concrete which had high placing temperature was high in all test specimens. As a results, early compressive strength development of concrete was influenced by temperature of early concrete, but after aging 28 days of concrete, it was influenced by curing temperature rather than temperature of early concrete.
The strength of concrete is developed by cement hydration reaction influenced by the circumferential temperatures. In this study, therefore, the experiments are conducted and evaluated about the characteristics as changes of early concrete placing temperature and curing temperature to understand the effects of the temperature which influences concrete properties. The results of the experiments changing the early concrete placing temperature in 5$^{\circ}C$ and 10$^{\circ}C$ are followed. In case of conducting standard concrete curing, early compressive strength development rate of the concrete which had low placing temperature was low, but it was shown that early compressive strength development rate was not affected by low placing temperature in age 28 days of concrete. In case of conducting outdoor curing in winter, early compressive strength development rate of the concrete which had high placing temperature was high in all test specimens. As a results, early compressive strength development of concrete was influenced by temperature of early concrete, but after aging 28 days of concrete, it was influenced by curing temperature rather than temperature of early concrete.
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문제 정의
그러나 이러한 방법에 의한 콘크리트의 초기온도상승이 콘크리트에 미치는 영향에 대한 연구는 미흡한 실정이며, 지금까지의 연구는 양생시 온도에 의한 콘크리트 특성에만 초점을 맞추어 진행되었다. 이에 본 연구에서는 콘크리트의 타설 초기온도를 달리하여 재령에 따른 콘크리트의 압축강도 및 SEM관찰을 통하여 타설 초기온도에 따른 콘크리트 특성에 대한 품질관리의 기초적 자료로 제시하고자 한다.
콘크리트의 초기온도에 따른 압축강도 특성을 확인하고자 슬럼프, 압축강도 및 미세구조 관찰하여 콘크리트의 초기온도가 강도변화에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 본 연구에 의해 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다.
제안 방법
실험방법은 KS에 의거하여 실시하였으며, 굳지 않은 콘크리트에서는 슬럼프, 공기량 및 응결시험을, 굳은 콘크리트에서는 타설 초기온도 및 양생온도에 따른 압축 강도를 재령 1, 2, 3, 7, 14, 28일에 측정하였다. 또한 재령 2일과 7일에 각각 SEM을 이용하여 콘크리트의 타설 초기온도에 따른 수화양상을 관찰 하였다.
본 연구의 실험계획을 표 1에, 콘크리트 기준배합을 표 2에 나타내었다. 물-결합재비(W/B) 50.7%, 잔골재율(S/a) 47%, 단위수량 175kg/m3으로 설정 하였다. 콘크리트의 타설 초기온도에 따른 2수준을 양생 온도 변화, 고로슬래그 미분말 및 혼화제 사용 유무에 따라 콘크리트의 특성을 검토하였다.
콘크리트의 양생은 표준양생(수중 20±2℃)과 기건양생(대기온도 -2～10℃)을 실시하였다. 실험방법은 KS에 의거하여 실시하였으며, 굳지 않은 콘크리트에서는 슬럼프, 공기량 및 응결시험을, 굳은 콘크리트에서는 타설 초기온도 및 양생온도에 따른 압축 강도를 재령 1, 2, 3, 7, 14, 28일에 측정하였다. 또한 재령 2일과 7일에 각각 SEM을 이용하여 콘크리트의 타설 초기온도에 따른 수화양상을 관찰 하였다.
콘크리트 배합시 5℃의 콘크리트를 제조하기 위하여 재료를 냉장보관 하였으며, 20℃의 콘크리트를 제조하기 위하여 일정 온도의 온수를 사용하였다. 콘크리트의 양생은 표준양생(수중 20±2℃)과 기건양생(대기온도 -2～10℃)을 실시하였다.
콘크리트의 양생은 표준양생(수중 20±2℃)과 기건양생(대기온도 -2～10℃)을 실시하였다.
7%, 잔골재율(S/a) 47%, 단위수량 175kg/m3으로 설정 하였다. 콘크리트의 타설 초기온도에 따른 2수준을 양생 온도 변화, 고로슬래그 미분말 및 혼화제 사용 유무에 따라 콘크리트의 특성을 검토하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용한 시멘트는 S사의 보통 포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말은 B사의 3종 제품을 사용하였으며, 잔골재는 충남 태안산 세척사, 굵은골재는 충남 당진산 쇄석, 혼화제는 G사의 표준형 AE 감수제를 사용하였다.
성능/효과
1. 표준 양생시 재령 3일 이전에는 콘크리트의 타설 초기온도가 높은 배합의 압축강도가 높게 나타났으며, 재령 3일에서 14일까지는 콘크리트의 온도가 낮은 배합의 압축강도가 높게 나타났다. 재령 28일에서는 타설 초기온도에 따른 압축강도의 차가 미미한 것으로 나타나 양호한 양생 조건에서는 타설시의 온도에 의한 영향이 작은 것으로 확인 되었다.
2. SEM 관찰결과 콘크리트의 타설 초기온도가 낮은 배합이 3일에서는 수화상들이 다소 적었으나, 7일 이후에서는 초기 콘크리트 온도가 높은 배합보다 다량 분포하는 것을 확인할 수 있었으며, 28일 이후에서는 초기콘크리트의 온도에 따른 수화상들의 양에 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다.
SEM(Scaning Electron Microscope) 관찰결과 수화 생성물들을 살펴보면, 재령 2일에서 콘크리트의 타설 초기 온도가 낮은 배합이 타설 초기온도가 높은 배합보다 수화 생성물의 양이 다소 적으며 분산되어 있는 것으로 확인되었으나, 재령 7일에서는 타설 초기온도가 낮은 배합이 높은 배합 보다 수화생성물들의 양이 많고 분포가 치밀해져 있는 것으로 확인되었다. 이러한 수화 생성물들의 분포 및 양에 의해 콘크리트 타설 초기온도에 따른 압축강도 특성을 확인할 수 있었다.
재령 28일에서는 타설 초기온도에 따른 압축강도의 차가 미미한 것으로 나타나 양호한 양생 조건에서는 타설시의 온도에 의한 영향이 작은 것으로 확인 되었다. 그러나 기건 양생시에는 모든 재령에서 콘크리트의 타설 초기온도가 5℃인 배합 보다 20℃인 배합이 높은 강도를 나타내 타설시의 온도에 의한 영향이 큰 것으로 확인 되었다.
기건 양생의 경우 재령 2일 이후부터 5℃인 콘크리트가 20℃인 콘크리트의 압축강도보다 감소하는 일반적인 현상이 나타났다. 또한 콘크리트의 타설 초기온도에 의한 BS의 혼입 및 혼화제의 사용에 따른 강도 차이는 없는 것으로 나타났다.
기건 양생의 경우 재령 2일 이후부터 5℃인 콘크리트가 20℃인 콘크리트의 압축강도보다 감소하는 일반적인 현상이 나타났다. 또한 콘크리트의 타설 초기온도에 의한 BS의 혼입 및 혼화제의 사용에 따른 강도 차이는 없는 것으로 나타났다.
이는 5℃인 콘크리트가 재령 3일이전 까지는 수화반응이 원활하지 않았지만, 표준양생을 실시한 후에는 수화반응이 20℃인 콘크리트 보다 활발히 진행되었기 때문으로 사료된다. 응결 실험을 통하여 5℃인 콘크리트가 20℃인 콘크리트보다 초결은 약 25～55분, 종결은 15～35분 지연되는 것으로 초기 타설온도에 따른 수화반응 특성을 확인 할 수 있었다. 그러나 재령 28일에서의 압축강도 범위는 콘크리트 타설 초기온도가 5℃일때 44.
표준 양생시 재령 3일 이전에는 콘크리트의 타설 초기온도가 높은 배합의 압축강도가 높게 나타났으며, 재령 3일에서 14일까지는 콘크리트의 온도가 낮은 배합의 압축강도가 높게 나타났다. 재령 28일에서는 타설 초기온도에 따른 압축강도의 차가 미미한 것으로 나타나 양호한 양생 조건에서는 타설시의 온도에 의한 영향이 작은 것으로 확인 되었다. 그러나 기건 양생시에는 모든 재령에서 콘크리트의 타설 초기온도가 5℃인 배합 보다 20℃인 배합이 높은 강도를 나타내 타설시의 온도에 의한 영향이 큰 것으로 확인 되었다.
콘크리트의 타설 초기온도에 따른 슬럼프 및 공기량을 측정한 결과 슬럼프는 5℃인 배합이 20℃인 배합보다 약 6～20% 증가하는 것으로 나타났다. 이는 온도가 높을수록 수화반응 속도가 증가하여 유동성에 기인하는 배합수의 양이 상대적으로 감소하였기 때문으로 사료된다.
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