최근 들어 국내의 골재수급문제 때문에 육상모래를 많이 사용하게 되는데 이에 이 논문에서는 잔골재율(S/a) 변화를 통하여 콘크리트에 미치는 유동성과 압축강도에 미치는 영향을 파악하고 이에 플라이애쉬 사용에 따른 영향을 추가적으로 검토하여 70MPa급 고강도 콘크리트를 제조하고자 하였다. 검토결과, 잔골재율 $37{\sim}45%$ 범위에서 잔골재율이 감소할수록 유동성이 증가하였고 S/a=39%에서 최대 강도인 77MPa를 나타내 적정 잔골재율로 판단된다. 또한 플라이애쉬를 시멘트에 대해 20%까지 치환한 경우 사용량이 증가할수록 유동성이 증가하였으며 재령 28일에서 압축강도도 플라이애쉬를 사용하지 않은 경우에 대해 동등이상의 압축강도를 나타내어 시멘트에 대해 $10{\sim}15%$ 치환한 경우가 적정 치환율로 판단된다.
최근 들어 국내의 골재수급문제 때문에 육상모래를 많이 사용하게 되는데 이에 이 논문에서는 잔골재율(S/a) 변화를 통하여 콘크리트에 미치는 유동성과 압축강도에 미치는 영향을 파악하고 이에 플라이애쉬 사용에 따른 영향을 추가적으로 검토하여 70MPa급 고강도 콘크리트를 제조하고자 하였다. 검토결과, 잔골재율 $37{\sim}45%$ 범위에서 잔골재율이 감소할수록 유동성이 증가하였고 S/a=39%에서 최대 강도인 77MPa를 나타내 적정 잔골재율로 판단된다. 또한 플라이애쉬를 시멘트에 대해 20%까지 치환한 경우 사용량이 증가할수록 유동성이 증가하였으며 재령 28일에서 압축강도도 플라이애쉬를 사용하지 않은 경우에 대해 동등이상의 압축강도를 나타내어 시멘트에 대해 $10{\sim}15%$ 치환한 경우가 적정 치환율로 판단된다.
Recently, land sand is being used more because of the deficiency of river sand. In this paper, in order to manufacture high strength concrete in the range of 70MPa, the effect of sand/aggregate ratio and adding fly-ash. As results, we could come to conclusion that the reduction of sand/aggregate rat...
Recently, land sand is being used more because of the deficiency of river sand. In this paper, in order to manufacture high strength concrete in the range of 70MPa, the effect of sand/aggregate ratio and adding fly-ash. As results, we could come to conclusion that the reduction of sand/aggregate ratio caused the increase of fluidity in the range of $37{\sim}45%$ and the maximum strength was 77MPa obtained at S/a=39%, which could be considered as optimum S/a. Besides, we could also get a conclusion that the larger amount of fly-ash increased the fluidity within 20% of replacement ratio (fly-ash to cement ratio) and the compressive strength at the age of 28days was equal to or larger than that of plane concrete, which represented no replacement by fly-ash, at the same range. from the results, it could be seen that the optimum replacement ratio of fly-ash was in the range of $10{\sim}15%$.
Recently, land sand is being used more because of the deficiency of river sand. In this paper, in order to manufacture high strength concrete in the range of 70MPa, the effect of sand/aggregate ratio and adding fly-ash. As results, we could come to conclusion that the reduction of sand/aggregate ratio caused the increase of fluidity in the range of $37{\sim}45%$ and the maximum strength was 77MPa obtained at S/a=39%, which could be considered as optimum S/a. Besides, we could also get a conclusion that the larger amount of fly-ash increased the fluidity within 20% of replacement ratio (fly-ash to cement ratio) and the compressive strength at the age of 28days was equal to or larger than that of plane concrete, which represented no replacement by fly-ash, at the same range. from the results, it could be seen that the optimum replacement ratio of fly-ash was in the range of $10{\sim}15%$.
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문제 정의
이러한 이유는 고강도 콘크리트로 제작한 구조부재는 높은 압축강도 특성으로 인해 구조적 성능이 향상될 뿐만 아니라 내부 수화물의 구조가 치밀하여 내구성이 높은 특성1)을 나타내는데 이러한 특성을 이용할 경우 동일한 하중조건에서 부재 단면을 크게 줄여 구조부재를 슬림화하고 수명이 긴 구조부재를 만들 수 있는 장점이 있기 때문이다. 이에 본 연구진들은 이러한 고강도 콘크리트의 특성을 이용하기 위해 70MPa급, 100MPa급의 현장 타설이 가능한 고강도 콘크리트 제조기술을 확보하여 향후 SegBeam과 같은 구조부재에 적용할 수 있도록 먼저 70MPa급에 대한 연구를 진행하고자 하였다.
특히 육상모래의 경우 점토분 함량이 기존의 강모래에 비해 다소 많기 때문에 콘크리트의 유동성이나 압축강도 저하의 원인이 되므로 점토분의 영향을 최대한 배제시키기 위한 노력이 필요하다. 이에 잔골재율(S/a) 변화에 따른 고강도 콘크리트의 특성을 파악하고, 더 나아가 플라이애쉬 사용에 따른 압축강도의 영향을 파악하여 70MPa급 콘크리트를 제조하고자 하였다.
제안 방법
굳지 않은 콘크리트의 특성을 파악하기 위하여 콘크리트가 퍼진상태에서 최대직경과 최소직경을 측정하여 그 평균을 슬럼프 플로우로 하였다.
이 연구는 현장타설이 가능한 70MPa급 고강도 콘크리트를 제조함에 있어 육상모래를 사용하는 경우 잔골재율을 39%로 조절하고 플라이애쉬를 시멘트에 대해 10∼15% 치환한 범위에서 슬럼프 플로우 65cm를 확보하며, 압축강도 약 77MPa의 고강도 콘크리트를 제조하였다.
콘크리트 배합설계는 잔골재율, 플라이애쉬 사용에 따른 유동성과 압축강도의 영향을 파악하는 것으로 설계하였고 모든 배합은 150리터 용량의 속도조절이 가능한 콘크리트용 팬믹서를 이용하였다. 이때, 고성능 감수제는 분체량의 1.
콘크리트의 압축강도는 ø100×200mm 원주 공시체를 제작하여 1일 후 탈형하고 온도 20±2℃의 수중에서 표준양생을 실시한 다음 재령 7일, 28일에 KS F 2405에 준하여 실시하도록 계획하였다.
대상 데이터
고성능 감수제는 국내 D사의 폴리칼본산계로 고형성분 25%의 연한갈색 액상형태를 사용하였다.
굵은골재는 비중이 2.63이고 최대치수 20mm인 부순돌을 사용하였고, 잔골재는 비중이 2.58인 육상 모래를 사용하였다.
본 실험에 사용한 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트이며 혼화재는 비중 2.13을 갖는 플라이애쉬를 사용하였으며 이들의 물리․화학적 특성은 표 1과 같다.
성능/효과
이 연구의 조건에서 잔골재율을 37∼45%로 변화시킨 경우 잔골재율이 낮을수록 유동성이 증가하는 경향을 나타내었고 잔골재율 39%의 경우 재령 28일 압축강도가 77MPa로 가장 크게 나타내었다.
잔골재율 39%의 콘크리트에 대해 플라이애쉬를 시멘트의 0∼20% 치환한 결과 그림 4와 같이 플라이애쉬를 사용할수록 유동성이 증가하였다.
후속연구
이 연구는 현장타설이 가능한 70MPa급 고강도 콘크리트를 제조함에 있어 육상모래를 사용하는 경우 잔골재율을 39%로 조절하고 플라이애쉬를 시멘트에 대해 10∼15% 치환한 범위에서 슬럼프 플로우 65cm를 확보하며, 압축강도 약 77MPa의 고강도 콘크리트를 제조하였다. 한편, 이 연구에 사용된 골재를 사용하여 100MPa급 콘크리트 제조에 대한 연구도 진행 중에 있다.
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