[논문]자가치유형 구체방수 콘크리트의 자가치유성능에 대한 실험적 연구

홍석범; 김진근; 이종윤; 전홍민

자가치유형 구체방수 콘크리트의 자가치유성능에 대한 실험적 연구
Experimental study for self-healing performance of concrete using admixture 원문보기

홍석범 (한국과학기술원 콘크리트연구실) , 김진근 (한국과학기술원 건설 및 환경공학과) , 이종윤 (금호건설 기술연구소) , 전홍민 (금호건설 기술연구소)

Concrete has some self-healing ability if the crack is occurred. Concrete with a inorganic-organic chemical compound, self-healing ability is increased at the surface of the crack. In this study, we investigate self-healing performance of concrete using admixutre by performing permeability test.

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문제 정의

이 논문은 구체방수제를 이용한 방수콘크리트의 자가치유 성능을 검증하기 위해 수행되었으며, 방수제의 혼입량에 따라 수압과 균열 폭을 변수로 하는 투수실험을 통해서 자기 치유 현상이 발생하는 각 수압에 따른 균열 폭을 파악함으로써 자가치유 성능을 검증하였다.
콘크리트는 자체적으로 어느 정도의 수밀성을 가지고 있으나 구조물 균열 및 누수가 발생하였을 경우 내구성에 큰 영향을 끼치게 되며 이는 사회적으로 큰 문제가 되어가고 있다. 이를 막기 위해 구체방수제가 이용되고 있으며 본 연구에서는 자가치유형 구체방수 콘크리트의 자가치유 특성에 대한 성능 검증 실험을 수행하였다.

제안 방법

시편은 70일 동안 기건 양생 시켰으며 ∅ 150 × 50 mm 실험체에 쐐기를 이용하여 인장력으로 실험체를 둘로 쪼갠 후 다시 붙이는 방법을 사용하여 균열을 유발하였다. 시편 주위에 에폭시를 도포하여 누수가 균열을 통해서만 진행하게 하였으며 각각 수압 0.1bar, 0.5bar에서 균열 폭 85, 100, 120, 150, 180㎛ 에 대해 투수실험을 진행하였다.
일반 지하구조물에서 사용되는 30 MPa 강도의 콘크리트를 사용하였으며, 구체방수제의 경우 시멘트 양에 대해서 무혼입, 2%혼입, 4%혼입의 3가지 변수에 대해 실험을 수행하였다. 시편은 70일 동안 기건 양생 시켰으며 ∅ 150 × 50 mm 실험체에 쐐기를 이용하여 인장력으로 실험체를 둘로 쪼갠 후 다시 붙이는 방법을 사용하여 균열을 유발하였다.

대상 데이터

본 연구에 사용된 방수혼화재는 국내 K사에서 개발된 균열 자가치유성능을 가지는 구체방수제를 이용하였다.

성능/효과

1) 방수제를 2% 혼입함으로써 0.1bar와 같은 낮은 수압에서는 120㎛에서 150㎛로 증가하는 효과를 얻을 수 있었다.
2) 0.5bar와 같은 높은 수압에서는 100㎛에서 120㎛로 증가하는 효과를 얻을 수 있었다.
3) 투수계수의 비율로 나타내어지는 자가치유 진행정도 또한 상승시키는 효과를 얻을 수 있었다.
최대 균열폭 이상의 균열 폭에서의 투수실험은 모두 15시간 이후부터 투수계수가 거의 줄어들지 않았으며 24시간 이후에는 실험을 종료하였다.

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