해양용콘크리트의 초기강도 및 내염해 저항성 향상에 관한 실험적 연구 An Experimental Study on the Improvement of Early Strength and Chloride Attack Resistance for Marine Concrete원문보기
해양환경과 같이 특수한 환경에 위치한 구조물은 해수 및 염해 등에 의해 물리적 화학적 침식을받아 철근부식과 그 팽창압으로 인해 콘크리트 구조물의 성능저하가 가속화되고 있으며, 이러한 성능저하로 인해 콘크리트 구조물은 균열 박리되어 내구성이 현저히 저하된다. 이러한 염해대책으로는 염해침투를 억제하는 혼합시멘트를 사용하거나, 수화과정에서 염화물을 화학적으로 고정화 시키는 등의연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고강도 혼합재가 첨가된 해양콘크리트의 특성을 검토하기 위하여 저발열 혼합시멘트에 고강도 혼합재(오메가2000)를 0, 5, 10, 15% 치환 첨가하여 해양콘크리트를 제조하였다. 제조한 해양콘크리트의 재령별 압축강도는 증가하는 경향을 나타내었으며, 재령에 따른 염소이온 침투저항성은 향상되는 것으로 나타났다.
해양환경과 같이 특수한 환경에 위치한 구조물은 해수 및 염해 등에 의해 물리적 화학적 침식을받아 철근부식과 그 팽창압으로 인해 콘크리트 구조물의 성능저하가 가속화되고 있으며, 이러한 성능저하로 인해 콘크리트 구조물은 균열 박리되어 내구성이 현저히 저하된다. 이러한 염해대책으로는 염해침투를 억제하는 혼합시멘트를 사용하거나, 수화과정에서 염화물을 화학적으로 고정화 시키는 등의연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고강도 혼합재가 첨가된 해양콘크리트의 특성을 검토하기 위하여 저발열 혼합시멘트에 고강도 혼합재(오메가2000)를 0, 5, 10, 15% 치환 첨가하여 해양콘크리트를 제조하였다. 제조한 해양콘크리트의 재령별 압축강도는 증가하는 경향을 나타내었으며, 재령에 따른 염소이온 침투저항성은 향상되는 것으로 나타났다.
The structure which is located in special surroundings like ocean-environment is physically and chemically eroded by seawater or salt damage, and then concrete-structure becomes deteriorated by iron corrosion and swelling pressure which leads to remarkably decline durability due to cracks and exploi...
The structure which is located in special surroundings like ocean-environment is physically and chemically eroded by seawater or salt damage, and then concrete-structure becomes deteriorated by iron corrosion and swelling pressure which leads to remarkably decline durability due to cracks and exploitation. As a measure against salt damage, it is actively being examined to use the blended cement that controls salt damage and fix chloride in the process of hydration. In this study, therefore, to examine the property of marine concrete added admixture, marine concrete is manufactured by adding high-strength admixture(omega2000) by 0, 5, 10, and 15% to low heat-blended cement. Then it shows that the compressive strength of manufactured marine cement tends to increase and chloride penetration resistance improves.
The structure which is located in special surroundings like ocean-environment is physically and chemically eroded by seawater or salt damage, and then concrete-structure becomes deteriorated by iron corrosion and swelling pressure which leads to remarkably decline durability due to cracks and exploitation. As a measure against salt damage, it is actively being examined to use the blended cement that controls salt damage and fix chloride in the process of hydration. In this study, therefore, to examine the property of marine concrete added admixture, marine concrete is manufactured by adding high-strength admixture(omega2000) by 0, 5, 10, and 15% to low heat-blended cement. Then it shows that the compressive strength of manufactured marine cement tends to increase and chloride penetration resistance improves.
콘크리트 배합은 물/결합재비 38.6%, 단위수량 160kg/m3, 목표 슬럼프 150±25mm로 설정하였으며, 저발열 혼합시멘트에 고강도 혼합재의 대체율은 0, 5, 10, 15% 치환ㆍ첨가하였다.
대상 데이터
굳지 않은 콘크리트에서 슬럼프 시험은 KS F 2594에 의거 실시하였으며, 공시체 제작은 KS F 2403에 의거하여 ∅100×200mm 공시체를 제작하였다.
본 실험에 사용한 재료의 물리ㆍ화학적 성질은 표 2와 같다. 시멘트는 국내 H사의 저발열 혼합시멘트를 사용하였으며, 고강도 혼합재는 국내 H사의 무기질 재료를 주성분으로 한 고강도 콘크리트용 혼합재인 오메가2000을 사용하였다. 오메가2000은 적은 양의 고성능 감수제를 사용하고도 고유동성을 확보할 수 있으며, 고강도, 고내구성 등을 요구하는 고성능 콘크리트의 제조가 가능하다.
오메가2000은 적은 양의 고성능 감수제를 사용하고도 고유동성을 확보할 수 있으며, 고강도, 고내구성 등을 요구하는 고성능 콘크리트의 제조가 가능하다. 잔골재는 조립율 2.70 비중 2.62인 강사를 사용하였고, 굵은골재는 조립율 7.06 흡수율 0.4%인 25mm 쇄석을 사용하였으며, 혼화제는 표준형 고성능 AE감수제를 사용하였다.
이론/모형
굳지 않은 콘크리트에서 슬럼프 시험은 KS F 2594에 의거 실시하였으며, 공시체 제작은 KS F 2403에 의거하여 ∅100×200mm 공시체를 제작하였다. 경화한 콘크리트에서는 각각 재령 7, 14, 28일에 KS F 2405에 의거 압축강도를 측정하였으며, 염소이온 확산시험은 그림 1과 같이 유럽의 시험규준인 NT Build 492 에 준하여 염화물 확산 계수를 산출하였다.
성능/효과
1) 고강도 혼합재의 대체율에 따른 굳지 않은 콘크리트는 목표 슬럼프를 150±25를 만족시켰으며, 고성능 감수제의 첨가량은 약 0.2～0.4%정도 감소되는 것으로 나타났다.
2) 고강도 혼합재의 사용으로 인해 수화초기 Ettringite 및 C-S-H계 수화물을 생성시켜 조기강도 확보는 유리한 것으로 나타났으며, 재령 7일과 14일의 압축강도는 약 16～67%정도 증가하는 경향을 나타내었다.
3) 또한, 염화물확산계수 시험 결과 고강도 혼합재를 혼입한 경우 염소이온 침투깊이는 낮게 나타났으며, 고강도 혼합재의 대체율이 증가할수록 염소이온 침투에 대한 저항성능은 약 27～70%로 향상됨을 확인할 수 있었다.
그림 2는 고성능감수제의 첨가량과 슬럼프를 나타낸 것이다. 그림에서 확인할 수 있듯이 저발열 혼합시멘트에 고강도 혼합재를 사용한 경우는 사용하지 않은 경우에 비해 고성능감수제의 사용량을 약 0.2～0.4%정도 줄일 수 있었다.
그림 4는 각 재령에 따른 염화물확산계수를 나타낸 것이다. 압축강도 측정결과와 마찬가지로 고강도 혼합재를 혼입한 경우는 그렇지 않은 경우에 비해 염화물확산계수 값은 재령 7일에 약 30～60%, 재령 14일은 약 27～64%, 재령 28일에서는 약 34～70%로 낮게 나타났으며, 고강도 혼합재의 대체율이 증가함에 따라 염소이온 침투에 대한 저항성능은 향상됨을 확인할 수 있었다. 이는 고강도 혼합재의 사용으로 인해 Ettringite및 C-S-H계 수화물의 생성과 함께 콘크리트 조직의 결합력을 증대ㆍ치밀화 시켜 염소이온 침투에 대한 저항성능이 향상되기 때문으로 판단된다.
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