[논문]혼화재 다량 치환에 따른 콘크리트 기초적 특성 및 수화열 검토

송용원; 윤섭; 정용; 이성웅; 공민호; 정기택

혼화재 다량 치환에 따른 콘크리트 기초적 특성 및 수화열 검토
Investigation on the Fundamental Properties and the Hydration Heat of Concrete Using High Volume Mineral Admixture 원문보기

송용원 ((주)삼표 기술연구소) , 윤섭 ((주)삼표 기술연구소) , 정용 ((주)삼표 기술연구소) , 이성웅 (현대엠코(주) 기술연구소 기술개발팀) , 공민호 (현대엠코(주) 기술연구소 기술개발팀) , 정기택 (현대엠코(주) 기술연구소 기술개발팀)

본 연구는 매스 콘크리트의 수화열 저감을 위해 혼화재를 다량 치환한 사용한 배합(LHC)에 대하여 실험을 실시하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 동일 유동성을 만족하기 위한 감수제량은 약 50% 정도 감소하였으며, 압축강도는 OPC의 약 95% 정도를 발현하였다. 또한 수화열에 의한 온도상승은 OPC 및 FA25에 비해 36~48% 저하하는 것으로 나타나 매스 콘크리트의 수화열 저감에 큰 효과가 있을 것으로 판단된다.

The research was investigated the hydration heat and the fundamental properties of concrete using high volume mineral admixture for reducing hydration heat temperature. The results were that compared to OPC 100%, the dosage of superpasticizer agents was decreased about 50% degree at the same flowing, and the compressive strength was developed about 95% degree. Also, temperature rise of heat of hydration was decreased by 36~48% comparing to OPC and FA25, and it is estimated that it will have a large effect to hydration heat reduction of mass concrete.

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문제 정의

본 연구는 매스 콘크리트의 수화열을 저감시키기 위해 혼화재를 다량 치환 사용한 배합(LHC)에 대하여 검토하고자 하였는데, 그 결과 감수제의 사용량이 현저히 감소하였고, 압축강도는 장기재령에서 비교적 양호한 것으로 나타났다. 또한 수화 온도 상승의 경우는 OPC 뿐만 아니라 기존 저발열 배합보다 현저히 낮게 나타나 수화열 저감에 큰 효과가 있는 것을 확인하였다.

제안 방법

본 실험은 혼화재를 다량 치환한 콘크리트의 기초적 특성 및 수화열을 검토하기 위한 것으로써, 보통포틀랜드 시멘트를 100% 사용한 배합(이하 OPC) 및 기존의 수화열 저감 배합인 플라이애시를 25% 치환한 배합(이하 FA25)과 고로슬래그 미분말을 60%, 플라이애시를 20%로 다량 치환한 배합(이하 LHC)을 비교실험 하였다. 표 1은 실험변수에 따른 배합사항을 나타낸 것이다.
실험사항으로는 슬럼프플로, 공기량 및 압축강도를 측정하였고, 수화열은 두께 200㎜의 단열박스를 제작하여 Ø100×200㎜ 공시체 조건에서 굵은 골재를 제외한 모르타르만을 사용하여 제작 후 측정하였다.
이러한 콘크리트의 수화열을 저감시키기 위한 연구의 일환으로 본 연구에서는 혼화재를 다량 치환 사용한 배합에 대하여 기존 배합과 비교·분석하였다.

성능/효과

3℃로 OPC에 비해 약 19% 수화 온도가 저감되는 것으로 나타났다. LHC의 경우에는 24.4℃로 가장 낮은 온도이력을 나타내어, OPC에 비해 약 48% 수화열이 저감되는 것으로 나타났다. 이는 기존 저발열 배합인 FA25와 비교하여도 약 36% 수화열이 저감된 것으로써 LHC 배합이 매스 콘크리트의 수화열 저감에 큰 효과가 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 매스 콘크리트의 수화열을 저감시키기 위해 혼화재를 다량 치환 사용한 배합(LHC)에 대하여 검토하고자 하였는데, 그 결과 감수제의 사용량이 현저히 감소하였고, 압축강도는 장기재령에서 비교적 양호한 것으로 나타났다. 또한 수화 온도 상승의 경우는 OPC 뿐만 아니라 기존 저발열 배합보다 현저히 낮게 나타나 수화열 저감에 큰 효과가 있는 것을 확인하였다.
그림 1은 Ø100×200㎜ 원주형 공시체 조건에서의 수화열을 측정한 것이다. 먼저, OPC의 경우 최고온도 47.2℃를 나타내어 수화열이 가장 높았고, FA25는 38.3℃로 OPC에 비해 약 19% 수화 온도가 저감되는 것으로 나타났다. LHC의 경우에는 24.
먼저, 콘크리트의 굳지 않은 특성으로는 동일 슬럼프 플로 550±50 mm를 위한 감수제의 혼입량은 OPC 1.4%, FA25 1.25% 및 LHC 0.65%로 혼화재가 치환됨에 따라 유동성은 증가하는 경향을 나타냈다.
압축강도는 OPC의 경우와 LHC에서만 비교하였는데, 그 결과 재령 28일에서는 OPC에 비해 LHC의 경우가 약 12% 낮게 나타내었으나, 장기재령으로 갈수록 그 값을 회복하여 재령 91일에서는 약 45MPa로써 OPC에 비교하여 약 95%정도의 압축강도를 발현하였다.
4℃로 가장 낮은 온도이력을 나타내어, OPC에 비해 약 48% 수화열이 저감되는 것으로 나타났다. 이는 기존 저발열 배합인 FA25와 비교하여도 약 36% 수화열이 저감된 것으로써 LHC 배합이 매스 콘크리트의 수화열 저감에 큰 효과가 있을 것으로 판단된다.

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