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전력구 콘크리트 구조물 적용을 위한 알파형 반수석고 치환 콘크리트의 역학적 특성
신경수,김규용,성길모,우상균,추인엽,이보경 한국건축시공학회 2019 한국건축시공학회지 Vol.19 No.1
This study evaluated the mechanical properties of the alpha-calcium sulfate hemihydrate replaced concrete to reducethe cracking in a box culvert power transmission. After setting the replacement ratio of alpha-calcium sulfatehemihydrate at 0, 6, 9, 12, and 15%, the setting time, compressive strength, and drying shrinkage were measured andthe microstructure and crystal structure were analyzed. As a result, it was confirmed that as the replacement ratio ofalpha-calcium sulfate hemihydrate increased, the setting time decreased and the compressive strength declined. On theother hand, when the alpha-calcium sulfate hemihydrate was set with 15% of replacement ratio, about 60% reductionin the drying shrinkage was shown compared to that of ordinary Portland cement. Therefore, it is thought that whenthe concrete replacing the alpha-calcium sulfate hemihydrate is applied to a box culvert power transmission, thecracking reduction performance will be improved, and the improvement of compressive strength will be required. 본 연구에서는 전력구 콘크리트 구조물에서 발생하는 균열저감을 위해 알파형 반수석고를 치환한 콘크리트의 역학적 특성을 평가하였다. 알파형 반수석고의 치환율은 0, 6,9, 12, 15%로 설정하여, 응결시간, 압축강도, 건조수축을측정하였으며, 미세구조 및 결정구조의 분석을 실시하였다. 실험 결과, 알파형 반수석고의 치환율이 증가할수록 응결시간이 단축되었으며, 압축강도가 저하되는 경향을 확인하였다. 한편, 알파형 반수석고를 15% 치환할 경우 보통포틀랜드시멘트 콘크리트에 비해 건조수축이 약 60% 저감되는 효과가 나타났다. 따라서, 전력구 콘크리트 구조물에 알파형반수석고를 치환한 콘크리트를 적용할 경우 균열저감 성능이 향상될 것으로 판단되며, 압축강도의 개선은 필요할 것으로 판단된다.
신경수,김규용,성길모,우상균,임병훈 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.23 No.7
Concrete is vulnerable to cracks due to volume changes caused by temperature changes, shrinkage during curing, external forces, or poor construction. In particular, concrete placed in electric power tunnel structures can generate cracks by a variety of factors. As a result, these tunnel structures require continuous maintenance. In this study, we investigated the mechanical properties of electric power tunnel concrete using alpha-calcium sulfate hemihydrate, which is an industrial byproduct that has excellent expansion performance. To compensate for the decrease in compressive strength when substituting alpha-calcium sulfate hemihydrate, based on previous research, we added 9% alpha-calcium sulfate hemihydrate and adjusted the amount of admixture while using the same amount of cement. We then evaluated the mechanical properties of the concrete. The results showed that the compressive strength of the concrete was higher than that of ordinary Portland cement (OPC), and the shrinkage of concrete was reduced by more than 30% compared to that of OPC. Therefore, adding 9% of alpha-calcium sulfate hemihydrate is expected to have a significant effect in reducing concrete cracks. 콘크리트는 경화 중의 온도변화나 수축에 의한 체적변화, 외부 힘의 작용, 시공불량 등에 의해 균열이 발생할 가능성이 높다. 특히,전력구 구조물에 시공되는 콘크리트는 다양한 요인에 의해 균열이 발생되고 있어 지속적인 유지관리가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는산업부산물로서 팽창성능이 있는 알파형 반수석고를 활용한 전력구 콘크리트의 역학적 특성에 대해 검토하였다. 기존 연구결과를 바탕으로 알파형 반수석고를 치환시 압축강도가 감소하는 점을 보완하기 위하여 시멘트의 사용량은 동일하게 고정한 후 알파형 반수석고를 9% 첨가하고, 혼화제의 사용량을 조절한 후 콘크리트의 역학적 특성을 평가하였다. 실험 결과, 콘크리트의 압축강도가 OPC와 동등이상의 수준으로 나타났으며, 알파형 반수석고를 9% 첨가시 OPC 대비 약 30% 이상의 수축이 저감되어 콘크리트의 균열 저감에 효과가 있을 것으로 판단된다.