콘크리트용 혼화제의 동결온도 및 동결된 혼화제의 사용에 따른 콘크리트의 품질변화

한천구,한경익,이건철 한국콘크리트학회 1998 콘크리트학회지 Vol.10 No.4

레미콘을 제조하는 배쳐플랜트에는 혼화제를 저장하는 저장탱크가 설치되어 있는데, 특히 기온이 $0^{\circ}C$이하로 저하하는 겨울철에는 혼화제 저장탱크내의 혼화제가 동결할 수 있어 설비보존 목적상 동결온도의 검토가 요구되고 또한 동결된 혼화제를 이용할 경우 레미콘의 품질 변화가 초래될 수 있는지 검토가 요구되지만 국내의 경우 연구보고나 규정은 마련되어 있지 않은 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 본 연구에서는 국내에 유통되고 있는 콘크리트용 각종 화학혼화제를 무작위로 시료채취하여 동결온도를 측정하므로써 동절기 외기에 노출된 혼화제 투입설비에 대한 적정 보온대책의 제안 및 레미콘에서 반드시 사용되어지는 AE제 및 AE감수제 등의 혼화제를 대상으로 동결전과 동결융해를 반복한 혼화제를 사용한 콘크리트의 품질변화에대하여 실험연구를 실시하였다. 연구결과 방동제, AE감수제 촉진형 등 내한성 혼화제를 제외한 대부분의 혼화제는 제주도 및 일부 남부 지방을 제외한 한국의 겨울철 외기온 조건하에서는 혼화제의 동결위험성이 있으므로 보온조치가 필요할 것으로 판단되며, 동결된 혼화제를 사용할 경우의 콘크리트 품질변화는 교반을 충분히 하여 이용한다면 슬럼프, 공기량, 강도 등에서 크게 문제시 되지 않는 것으로 분석되었다. Frost damage of a storage tank for chemical admixtures caused by a low temperature in winter and quality deterioration of chemical admixtures have been often reported. However, there have been few regulations and researches related to the frost damage of chemical admixtures and facilities. Therefore, this paper is intend to investigate not only, the freezing points of chemical admixtures such as AE admixtures and water-reducing AE admixtures, etc., but also the quality variation of concrete used with chemical admixtures before freezing and after freeze-thaw cycles. According to the results of experiments, most chemical admixtures except anti-freezing agent and accelerating water-reducing AE admixtures should be kept from being frozen in low winter temperatures. However, full agitation of frozen chemical admixtures dose not cause the problems of concrete related to the quality of chemical admixtures.

Effects of Admixture Type and Dosage on Microstructural and Mechanical Properties of Cement Mortars

Ali Ugur Ozturk,Bulent Baradan 대한토목학회 2011 KSCE JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING Vol.15 No.7

Effects of admixture type and dosage have been investigated in the scope of this study. The influence of incorporation of chemical admixtures at different dosages on the development of pore structure of cement mortars has also been investigated. A delay on the development rate of strength by incorporation of chemical admixtures at early ages has been determined. The highest strength values were obtained for the cement mortars prepared by naphthalene sulphonate based chemical admixture. The strength values of specimens prepared with overdosage were lower than those of control specimens. Therefore, setting time and flow values were investigated related to admixture dosage and type. Increase in dosage of admixtures results in an increase of setting time and flow values. The pore structure development was given by time and dosage. Maximum pore area ratio values are determined for cement mortars prepared with overdosage. Pore area ratio values decrease by time, as compressive strength values increase

Review of Residual Mechanical Properties of Concrete Mixed with Different Admixtures at High Temperatures

Youngjin Nam,Wonchang Kim,Taegyu Lee 한국화재소방학회 2023 International Journal of Fire Science and Engineer Vol.37 No.4

In this study, we analyzed results reported in existing literature to examine the residual mechanical properties of concrete mixed with different admixtures. Ground granulated blast furnace slag (GGBFS), fly ash (FA), and metakaolin (MK) were selected as admixtures for analysis, and data reporting the residual compressive strength of concrete with different admixtures at high temperatures were analyzed. Then, with reference to the ordinary Portland cement (OPC) using 100% cement, prediction formulas for the residual mechanical properties of concrete were derived for each selected admixture, and the resulting values were compared with the values of codes used in international concrete specifications. The residual mechanical properties of concrete showed different results depending on the admixtures used, and the concrete mixed with MK showed a higher compressive strength than OPC at room temperature compared with the values of the existing codes. With increasing temperature of concrete exposure, the trend of compressive strength showed convergence to the values of the existing codes. At room temperature, concrete mixed with GGBFS or FA showed a trend of similar or lower compressive strength compared with that of the existing codes; however, with increasing temperature, the residual compressive strength exceeded that of American Concrete Institute (ACI) and CEN codes. Thus, at room temperature, concrete mixed with MK had excellent compressive strength, but with increasing temperature, concrete mixed with FA or GGBFS was observed to exhibit superior residual mechanical properties.

혼화재를 사용한 콘크리트 구조체의 비파괴 시험에 의한 장기재령 압축강도 추정

김정섭,신용석,이창현,이승중,김광석 한국건축시공학회 2011 한국건축시공학회지 Vol.11 No.5

Recently, the use of mineral admixtures in concrete has been studied in many laboratories, and been applied in the field. But the non-destructive testing equation proposed in Japan for normal strength concrete has been used to determine compressive strength, because there has been a lack of systematic research on the compressive strength of concrete using mineral admixtures. For this reason, it is essential to suggest a non-destructive testing equation to estimate the compressive strength of concrete using mineral admixtures. Therefore, this study made a cylindrical specimen and core tube specimen of concrete using a mineral admixture, and suggested a strength estimation of long-term age (4 years) through non-destructive and destructive tests. The results of the research are as follows. Comparing error rates between conventional suggested equations and this estimated equation shows some differences by age, but the error rate of this study was reduced to 0.3 %~115.0 % compared to conventional equations by re-bound hammering, 0.2 %~22.8 % by the ultrasound velocity method and 0.5 %~102.3 % by complex method. Accordingly, it is judged to be suitable for assessing the compressive strength of concretes using mineral admixtures. 최근, 혼화재를 사용한 콘크리트는 많은 실험실에서 콘크리트에 연구되고 있으며 실제로 건설 현장에 적용되고 있다. 하지만 혼화재를 사용한 콘크리트의 압축 강도의 추정에 대한 체계적인 연구 결과가 존재하지 않기 때문에 일본의 보통 강도 콘크리트에 대한 제안식을 사용하고 있다. 그래서 혼화재를 사용한 콘크리트의 압축 강도의 추정에 대한비파괴 시험식을 제안하는 것이 필수적입니다. 따라서 본 연구는 혼화재 사용한 콘크리트에 대하여 원주형 공시체와 코어채취용 구조체를 제작하여 비파괴 시험과 파괴 시험을통해 장기 재령(4년)에 대한 강도 추정식을 제안한 것으로, 그 결론은 다음과 같다. 기존 제안식과 본 연구 추정식의 오차율을 비교한 결과, 재령별로 다소 차이는 있지만 반발경도법에 의한 기존 제안식보다는 0.3 %~115.0 % 정도, 초음파속도법에 의한 기존제안식보다는 0.2 %~22.8 % 정도, 복합법에 의한 기존제안식보다는 0.5 %~102.3 % 정도로 기존의 제안식보다 본 연구의 추정식 오차율이 감소하여 혼화재를 사용한 콘크리트에 사용이 바람직할 것으로 판단된다.

Quantitative Assessment of Infrared Analysis of Concrete Admixtures

Anthony J. Casale III,Johanna Doukakis,Husam Najm,Kimberly Davis 한국콘크리트학회 2013 International Journal of Concrete Structures and M Vol.7 No.3

This study investigates quantitative methods for assessment of infrared analysis of concrete admixtures using correlation coefficients by performing IR scans following the ASTM C494/C494M-11 specifications. In order to achieve this goal, numerous IR scans were performed on specimens supplied by the manufacturer from different batches to ensure uniformity and equivalency. These scans were then analyzed to create correlation coefficients for each admixture. The correlation coefficients were used to quantitatively evaluate and interpret IR Scans of job samples. The study focused on 23 most commonly used concrete admixtures by the New Jersey Department of Transportation (NJDOT). They include air-entrainers, accelerators, retarders, water reducers, and other combinations of these admixtures. Their correlation coefficients were established by analyzing a total of 12 scans of each admixture from three different batches supplied by the manufacturer at different time intervals. In order to validate the obtained correlation coefficients and establish a target correlation, job samples were tested and compared to the obtained correlations. The study also evaluated the effects of drying time and using different types of KBr on correlation coefficients.

혼화재를 사용한 콘크리트의 염소이온 확산 특성

박정준 ( Park Jung-joon ),고경택 ( Koh Kyung-taek ),김도겸 ( Kim Do-gyeum ),김성욱 ( Kim Sung-wook ) 한국구조물진단유지관리공학회 2004 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.8 No.2

콘크리트의 구조물의 내구성을 향상시키기 위해서는 W/C의 감소, 피복두께의 증가, 혼화재의 사용 등을 예로 들 수 있다. 특히, 혼화재를 사용한 경우 콘크리트의 수밀성이 향상되고 구조체의 내구성이 향상되는 것으로 보고되고 있으나 염소이온 확산에 대해서는 보다 체계적인 연구를 수행할 필요가 있다. 또한 혼화재를 사용한 콘크리트의 경우, 혼화재 종류에 따라 포졸란반응 및 잠재수경성 등에 의해 콘크리트 내부조직의 변화가 발생하므로 콘크리트의 염소이온 확산에 대한 보다 정확한 평가를 위해서는 콘크리트 내부의 조직을 평가할 수 있는 요소들을 고려해야 한다. 이에 본 연구에서는 혼화재를 사용한 콘크리트의 내구수명을 평가하기 위한 연구의 일환으로 콘크리트의 압축강도, 공극률, 투기성을 물리적 특성으로 설정하고 이들과 염소이온 확산계수와의 관계를 분석하였다. To improve the durability of concrete structure, we usually consider the reduction of water-cement ratio, the increase of concrete cover depth and the use of mineral admixtures. The use of admixtures make concrete more durable and tighten against water in recent papers so it is needed to study more about the relationship between the admixtures and the chloride ion diffusion. Therefore we analyzed the correlation between chloride ion diffusion and physical properties such as compressive strength, void ratio, air permeability of the concrete, and tried to use them as fundamental data for analyzing chloride ion diffusion mechanism of the concrete mixed with mineral admixtures.

광물질혼화재를 적용한 시멘트콘크리트 포장의 성능 평가

이승태,이다현,이재준 한국도로학회 2010 한국도로학회논문집 Vol.12 No.3

This study presents experimental findings on the performance of cement concrete pavement incorporating mineral admixtures such as ground granulated blastfurnace slag and silica fume. Flexural strength, compressive strength, charge passed, diffusion coefficient of chloride ions and initial surface absorption of cement concrete pavement incorporating mineral admixtures were periodically measured and the corresponding results were compared to those of plain concrete pavement. As a result, strength behaviors of concrete pavement were dependent on the types of mineral admixtures. However, it was true that incorporation of silica fume had a beneficial effect on compressive strength development. Furthermore, the application of mineral admixtures led to a lower diffusion coefficient of chloride ions compared to plain concrete pavement. Based on the experimental results, the present study would be helpful to design high-performance cement concrete pavement. 본 연구는 고로슬래그미분말 및 실리카흄과 같은 광물질혼화재를 사용한 시멘트콘크리트 포장의 성능에 대한 역학적, 물리적 평가를 수행하였다. 광물질혼화재 사용 시멘트콘크리트 포장의 휨강도, 압축강도, 통과전하량, 염소이온 확산계수 및 초기표면흡수율을소정의 재령에서 측정하였으며, 그 결과를 기준 콘크리트 포장의 성능과 비교하였다. 실험결과, 광물질혼화재의 종류에 따라 시멘트콘크리트 포장의 강도거동은 다르게 나타났으며, 대체적으로 실리카흄을 사용한 콘크리트의 압축강도 발현이 다소 우수하게 나타났다. 뿐만 아니라, 콘크리트의 염소이온 확산계수는 기준 콘크리트에 비하여 매우 작은 경향을 나타냄으로써, 이는 광물질혼화재를 사용한 시멘트콘크리트 포장의 우수한 내염성을 다시 한번 확인 할 수 있었다. 도출된 실험결과를 바탕으로 하여, 향후 고성능 시멘트콘크리트 포장 설계를 위한 재료적 기초 데이터를 제시하고자 한다.

콘크리트용 혼화재의 특성에 관한 실험적 연구

배수호,정영수,박광수,이준구,Bae, Su-Ho,Chung, Young-Soo,Park, Kwang-Su,Lee, Joon-Gu 한국콘크리트학회 1999 콘크리트학회지 Vol.11 No.2

콘크리트의 품질확보와 문제점 해결방안으로서 20세기 전반까지는 주로 시멘트의 종류를 달리하는 경우가 많았으나, 그 후반기부터는 각종 혼화재료를 사용하여 콘크리트의 결점을 보완하고 각종 요구성능에 부응하는 다양한 품질의 콘크리트를 제조하고 있다. 따라서 이같은 다양한 요구에 부응키 위해서는 혼화재료의 사용이 필수적이므로 본 연구에서는 강도증진 및 수화열 저감목적으로 많이 사용되고 있는 실리카흄, 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말 및 농업부산물인 왕겨재의 특성을 규명키 위하여 이들을 혼입한 콘크리트에 대해서 단위결합재량별(300~600kg/$m^3$)로 이들 각각의 혼입률에 따라서 시공성 및 강도특성을 분석한 후 각 혼화재의 성능을 발휘할 수 있는 최소 결합재량과 시공성 및 강도특성이 가장 우수한 최적 혼입률 등을 도출하였다. The purpose of this experimental research is to investigate the properties of workability and strength of the concrete containing admixtures such as silica fume, fly ash, ground granulated blast-furnace slag, and rice husk ash. For this purpose, the workability and the strength of the concrete containing each admixture were tested and analyzed according to the unit weight of binder and the replacement ratio of each admixture. As a result, considering their workability and strength, the existence of minimum binder weight and optimum replacement ratio of concrete containing admixture to plain concrete were obtained for each admixture.

광물질 혼화재를 혼합한 콘크리트의 칼슘용출 저항 특성

최소영,최윤석,양은익 한국구조물진단유지관리공학회 2016 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.20 No.4

Concrete is a very useful construction material for the sealing disposal of hazardous substances. In general, mass concrete is applied to these structures. And, the mineral admixtures are recommended for the long term performance. Calcium leaching could be happened due to the contact with pure water in underground structures. Thus, it is needed to evaluate the resistance of calcium leaching for concrete mixed with mineral admixtures. From the test results, the mineral admixtures are effective to the improvement of long term compressive strength and chloride diffusion coefficient in concrete members. When calcium leaching is happened, however, the reduction of compressive strength and chloride penetration resistance is severe than OPC case, the micro pore distribution is adversely affected. Consequently, when the mineral admixtures are applied to underground structures which is exposed to calcium leaching environment, it is desirable to reduce water-to-binder ratio, to expose after the sufficient pozolanic reaction, and to use BFS than FA.

시멘트 화학성분(C3A)과 무기 혼화재에 따른 황산염 침투 특성

안남식,이재홍,이영학 한국건축시공학회 2011 한국건축시공학회지 Vol.11 No.6

경화 콘크리트의 물성에 있어서 황산염 저항에 가장 큰영향을 미치는 두 요소로서 포틀랜드 시멘트의 화학적 성분과 그 양을 들 수 있다. 본 연구에서는 황산염 침투에 대한 영향을 고찰하기 위하여 ASTM C1012의 규정을 바탕으로 여러 종류의 모르타르를 제작하여 실험을 수행하였다. 본 연구에서 황산염 침투에 대한 영향을 평가하기 위해 TYPE I, 두 가지의 TYPE Ⅰ-Ⅱ 시멘트와 TYPE Ⅴ의 시멘트 등 네 가지 모르타르를사용하여 실험을 수행하였다. 또한 각각의 모르타르 혼합물들에 사용된 무기혼합물의 경우에도 세 가지 종류를 사용하였다. F타입 플라이애시와 C타입 플라이애시, 고로슬래그를부피비를 기준으로 대체하여 사용하였으며, 실험을 통한 콘크리트의 팽창률을 ASTM 규정의 권장 팽창 기준을 바탕으로 비교·분석하였다. The primary factors affecting concrete sulfate resistance are the chemical composition of the Portland cement, and the chemistry and quantity of mineral admixtures. To investigate the effect of those on the sulfate attack, the testing program involved several different mortar mixes using the standardized test, ASTM C1012. Four different cements were evaluated, including one Type I cement, two Type I-II cements, and one Type V cement. Mortar mixes were also made with mineral admixtures, as each cement was combined with three different types of mineral admixtures. One Class F fly ash, one Class C fly ash, and one ground granulated blast furnace slag (GGBFS) were added in various percent volumetric replacement levels. Expansion measurements were taken and investigated with the expansion criteria recommended by ASTM.