시멘트콘크리트 鋪裝의 缺陷要因分析 및 補修方法에 關한 硏究

최광규 漢陽大學校 1987 국내석사

早强型시멘트를 使用한 콘크리트의 實用化에 관한 硏究

박홍로 漢陽大學校 1992 국내석사

시멘트 安定處理된 石炭灰의 凍結融解 特性

김대영 漢陽大學校 1990 국내석사

초속경 시멘트 콘크리트의 내구성능 향상에 관한 연구

공태웅 건국대학교 대학원 2005 국내석사

한글초록:시멘트(cement)란 넓은 의미에서 물질과 물질을 접합시키는 성질을 가진 모든 재료를 말한다. 시멘트는 크게 수경성시멘트와 기경성시멘트로 분류하며, 수경성시멘트는 포틀랜드시멘트, 혼합시멘트 및 특수시멘트로 분류한다. 오늘날 가장 많이 사용되고 있는 시멘트는 1824년 영국의 벽돌공 Joeseph Aspidin가 발명한 것으로 포틀랜드 섬에서 생산되는 석회석과 비슷하여 포틀랜드시멘트(portland cement)라 불리게 되었다. 우리나라 전 시멘트 생산량의 90%이상이 보통포틀랜드시멘트(ordinary portland cement)이며 토목구조물, 콘크리트 제품 등에 다양하게 사용되고 있다. 포틀랜드시멘트는 현재까지도 가격이 저렴하고 견고한 재료로써 건설 분야에 널리 사용되어지고 있다. 그러나 복잡한 산업구조로 인한 토목구조물의 대형화, 특수화로 인해 시멘트콘크리트 분야에서도 시멘트 품질의 다양화, 목적화 및 고성능화의 연구가 지속되고 있다. 과학과 산업기술의 급속한 발전은 재료특성 세분화와 혁신적인 개선을 요구하고 있어 시멘트 분야에서도 긴급공사용으로 조강화 연구가 계속되어 왔다. 이에 따라 일본에서는 1920년대에 조강포틀랜드시멘트(early strength cement)가 개발되었고 세월이 흐름에 따라 더욱 조강성이 향상된 시멘트, 예를 들면 재령 1일의 압축강도가 조강시멘트의 2배인 200kg/cm2 정도의 초조강포틀랜드시멘트(super early strength cement)가 연구․개발되기에 이르렀다. 이 시멘트는 일명 ꡒOne day cement"라는 이름으로 상품화됨에 따라 실용강도 발현 양생기간이 7일에서 각각 3일, 1일로 단축될 수 있게 되었다. 시멘트 조강화의 연구는 이후에도 계속되어 1968년에 미국 포틀랜드시멘트협회(PCA)에서 포틀랜드시멘트의 클링커를 수정하여 ꡒRegulated-set-cement"라는 이름의 초속경시멘트를 개발하여 발명 특허를 획득하였다. 비슷한 시기에 일본과 독일에서 그 기술을 도입하였는데, 1971년에 Onoda와 Sumitomo사는 이 특허권을 신재료 연구개발센터를 통하여 공동 도입하고 각자 제조공정, 특성개선 및 이용기술을 개발하여 ꡓJet cement"라고 불리는 초속경시멘트를 개발하여 상품화하는데 성공하였다.한편 국내에서는 1980년대 중반이후 연구가 시작되어 1988년부터 제품을 생산하기 시작하였다. 1986년에는 C11A7CaF2 광물을 주체로 하는 초속경시멘트를 개발 시판한 이래 대량 제조가 용이한 알루미나 클링커를 이용한 초속경시멘트를 실용화하였으며 시공성, 내구성 등의 품질 향상을 위한 연구를 지속해 왔다. 1995년 이후 속경성과 고강도를 발현하고 경화체 내의 수화물 조직이 매우 안정한 칼슘설포알루미네이트(calcium sulfoaluminate) 광물을 주체로 한 초속경시멘트의 개발이 이루어졌으며 현장에서의 시공이 보다 용이하고 내화학성, 동결융해저항성, 내마모성 등 내구성이 우수한 초속경시멘트의 제조가 가능하게 되었다. 대표적인 용도로서는 초조강시멘트의 경우와 마찬가지로 초속경성을 이용하여 종래 어려움을 겪었던 긴급공사를 용이하게 했으며 도로, 철도, 공항활주로 등 시간적으로 제약을 받는 장소에서의 긴급공사, 구조물 이음부의 보수공사, 한중공사, 콘크리트 2차제품의 탈형강도, 출하강도의 조기확보 및 숏크리트용 시멘트 등으로도 사용되고 있으며 그라우트용 모르타르, 지수제 등으로도 그 수용증대가 계속되고 있는 실정이다 요즘 들어 급속한 산업화에 따른 교통량의 증가로 도로포장 및 교량 접합부 등의 도로구조물은 차량의 윤하중으로 인한 조기열화 현상이 발생하여 긴급보수가 필요하다. 그러나 일반 콘크리트를 사용할 경우 요구하는 강도발현을 위해 충분한 양생이 필요로 하다는 단점을 지니고 있다. 한편 기존의 교량, 도로 또는 교량 상판과 같이 긴급보수를 요하는 경우에 있어서 양생기간을 줄일 목적으로 조기 강도발현이 큰 초속경시멘트를 이용하고 있다. 하지만 초속경시멘트의 사용은 장기적인 측면에서 볼 때 많은 문제점을 가지고 있다. 초속경시멘트를 사용한 포장구조물은 조기에 빠른 강도발현에는 효과적이나 양생 초기 보통 콘크리트보다 상대적으로 높은 수화열과 건조수축으로 인해 콘크리트 내에서 열과 수분의 이동으로 인한 수축이 내․외부적 요인에 의해 구속됨으로써 미소균열이 발생하기 쉽다. 이러한 미소균열은 포장구조물 내의 투수성을 증가시키고 다양한 형태의 파괴를 유도함으로써 구조물의 역학적 특성 및 내구성 저하에 직접적인 원인이 될 수 있어, 구조물의 안정성에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 또한 현재 국내에서 생산되는 초속경시멘트는 고가의 제품으로서 그 사용범위가 긴급공사에만 국한되어 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 가지고 있는 기존 초속경시멘트의 성능을 평가하고 대응방안을 마련하여 경제적이면서 우수한 역학적 특성 및 내구성능을 지닌 고내구성 초속경시멘트를 사용한 고내구성 초속경시멘트 콘크리트를 제시하고자 한다 영문초록:Demanded the increase of the rate of strength development for rapid constructions and repairs, many efforts have progressed to improve on performance of concrete. The concrete used regulated set cement has performance of high strength development at early period. At early curing, however, concrete using regulated set cement has some problems as like increasing its permeability and accelerate its long-term deterioration due to high hydrated heat. The purpose of this study is to improve the performance of regulated set cement, which mixed with the mineral admixtures such as silica fume, fly ash and ground granulated blast furnace slag. At first, the setting time, compressive strength and chloride permeability of mortar according to the substitute ratio of mineral admixtures were evaluated. And then using it obtained from test results, it was conducted with experiment of mechanical, physical and durable characteristics of concrete. In conclusion, concrete substituted for 5% of silica fume didn't have an effect on prominent performance relating to compressive and flexural strength. However it was superior to concrete which wasn't blended with silica fume in the case of improvement of chloride permeability. As a result of this study, it is considered that the mineral admixture may be useful to urgent construction which is required longer service-life

시멘트硬化體의 化學抵抗性에 관한 實驗的 硏究

손형호 漢陽大學校 大學院 1988 국내석사

시멘트제조공정에서의 염소바이패스시스템 더스트 처리방안

이창현 강원대학교 대학원 2020 국내석사

韓國 시멘트産業의 團體協約에 관한 硏究

정창준 崇實大學校 勞使關係大學院 1991 국내석사

(A) study on analysis of concrete with marl clay as a cement substitute

강소현 Graduate School, Yonsei University 2019 국내석사

시멘트는 제조 과정에서 전체 CO2 발생량의 10%에 이른다고 알려져 있으며, 일반적으로 널리 사용되는 건설 재료라는 점에서 콘크리트의 제작 및 사용이 온실가스 배출의 주원인 중 하나라고 볼 수 있다. 따라서 시멘트를 일부 대하여 시멘트 제조 시 발생하는 CO2량을 감소시킬 수 있는 콘크리트 개발에 대한 관심이 증가되고 있으며, 천연재료를 사용한 콘크리트 개발하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 천연재료인 이회암 점토를 시멘트 대체재로 사용하는 연구를 수행하였다. 이회암 점토의 특성을 파악하여 시멘트 대체재로서의 적정성을 확인하였다. 이회암 점토의 특성을 바탕으로 시멘트 풀과 모르타르 시편을 제작하였다. 대표적인 포졸란 재료인 실리카퓸을 추가 혼화재로 사용한 시편을 제작하여 두 가지 포졸란 재료를 사용한 시편의 특성을 파악하였다. 이회암 점토는 시멘트의 각 0, 15, 30% 치환하였고, 실리카퓸은 5% 치환하였다. 제작한 시멘트 풀과 모르타르 시편의 특성 파악을 위하여 물리적 분석인 압축강도와 화학적 분석인 XRD, TGA를 수행하였다. 제작한 시편의 다양한 분석을 통하여 최적 치환율을 산정하였다. 기존에 수행되어져있던 연구에서는 시멘트 풀과 모르타르 시편까지 되어있지만, 본 연구에서는 시멘트 풀과 모르타르 시편으로 확인한 치환율별 이회암 점토의 시멘트 대체 혼화재로의 특성을 바탕으로 콘크리트 시편을 제작하였다. 치환율은 시멘트 풀 및 모르타르 시편과 동일하게 0, 15, 30% 로 하여 제작하였다. 재령 3, 7, 28, 56, 91일의 물리적 분석인 압축강도 시험과 탄성계수 측정을 수행하였고, 화학적 분석인 XRD, TGA, SEM 분석을 수행하여 치환율별 특성을 비교하였다. 또한 이회암 점토를 사용한 시멘트 풀 시편의 미세구조 분석을 위하여 CT 이미지를 촬영하였다. 공극과 상을 분리하여 이회암 점토의 유무에 따른 porosity를 분석하였다. XRD 분석결과, CH가 화학 반응하여 수화생성물인 carboaluminate 결정이 치환하지 않은 시편에 비해 상대적으로 높은 intensity를 가지는 것을 통해 이회암 점토의 사용은 수화반응을 잘 일어나게 해준다. TGA 분석결과 치환율이 높아질수록 포졸란 반응으로 CH양이 감소하는 것을 확인하였다. 시멘트 풀 및 모르타르 시편에서 압축강도 시험결과 장기재령의 확인이 필요한 것으로 판단하여 콘크리트 시편의 장기재령 압축강도를 확인하였다. 측정결과 장기재령(91일)일 때 이회암 점토를 치환한 시편의 압축강도가 치환하지 않은 시편보다 높은 것을 확인하였다. 따라서 이회암 점토를 사용하여 시편을 제작하였을 때, 이회암 점토의 사용은 포졸란 반응을 잘 일어나게 해주는 것을 확인하였고, 이를 통해 이회암 점토가 포졸란 재료임을 판단하였다. 또한 이회암 점토를 사용한 콘크리트 시편을 통해 장기재령의 압축강도를 확인할 수 있었는데, 장기재령의 압축강도 시험결과 이회암 점토를 차환한 시편의 강도가 치환하지 않은 시편에 비해 높아지는 것을 확인하였다. 또한 포졸란 반응으로 생성되는 C-S-H의 양이 많았으며, 이를 통해 이회암 점토의 사용은 포졸란 반응으로 장기강도가 좋아짐을 확인하였다. 제작한 콘크리트 시편의 성능 향상을 통해 이회암 점토는 시멘트 대체 혼화재로 적절한 재료로 확인하였다. The purpose of this study was to develop concrete using marl clay as an alternative for cement in admixtures, which can reduce the amount of CO2 generated as a greenhouse gas during cement production. In this study, we developed concrete using marl clay; it has lower calcined temperature than cement and emits less CO2, and is capable of replacement, as a substitute for cement. The raw materials were analyzed using X-ray diffraction (XRD) and X-ray fluorescence (XRF) spectroscopy to characterize marl clay for use as substitute for cement. Cement paste and mortar specimens were prepared based on the characteristics of raw materials to select the optimal replacement ratio of marl clay. For comparing the mechanical properties of the prepared cement paste and mortar specimens, compressive strength tests, and chemical composition analysis, such as XRD and thermogravimetric analysis (TGA) were used. In previous study, only cement paste and mortar were applied to marl clay, but this study was applied to concrete. Concrete specimens were prepared on the basis of the proposed cement replacement ratio depending on the curing properties of the cement paste and mortar. For the mechanical performance evaluation, the elastic modulus was measured at 28 days and compressive strength measurement on the days 3, 7, 28, 56, and 91 after water curing. XRD, TGA, and scanning electron microscope (SEM) analyses were performed for each chemical composition. In addition, CT images were also taken to analyze the microstructure of the cement paste specimens using marl clay. The porosity was analyzed by separating the pores and phases of specimens on the presence or absence of marl clay. The results of XRD analysis showed that CH is chemically reacted and carboaluminate crystal, which is a hydration product, has a relatively higher intensity than a non-substituted specimen. It was confirmed that the hydration reaction occurs well when using the marl clay. From the TGA analysis, it was confirmed that the amount of CH decreased by the pozzolanic reaction as the substitution ratio increased. The compressive strength test of cement paste and mortar specimens confirmed that long-term verification is necessary. So long-term compressive concrete specimens was confirmed. As a result, it was confirmed that compressive strength replaced by the marl clay was higher than that of the non-substitituted specimens at the long-term curing(91days). The pozzolanic reaction of the marl clay affects the strength and changes the microstructure. Concrete specimens were produced using marl clay. In the analysis of the prepared concrete specimens, it was confirmed that it is an appropriate material for the cement substitute admixture when compared with the specimens not using the marl clay.

저열포틀랜드시멘트를 사용한 초고강도 콘크리트의 물성에 관한 연구

민홍준 檀國大學校 2007 국내석사

최근 현대 건축 구조물의 경우 초고층화, 대형화됨으로써 보다 합리적이며 경제적인 구조시스템이 요구되고 있어 효율성이 우수한 높은 건설재료의 필요성이 대두되었다. 즉 구조물의 자중경감이나 부재단면 축소에 따른 유효공간의 확보와 경제적인 구조물을 축조하기 위한 방안의 일환으로 보편적인 건설재료인 콘크리트의 고품질화가 적극적으로 추진되고 있다. 특히 고강도콘크리트에 대한 높은 관심은 조기강도의 증대, 콘크리트부재의 단면감소, 건조수축 및 블리딩의 감소에 따른 공기단축, 수밀성 및 기밀성을 통한 내구성 향상 등의 공학적 특성의 개선과 경제적 절감효과라는 측면에서 연구와 개발이 활발히 이루어지고 있다. 현재 국내에서는 사무소 건축물만이 아니라 주거용 아파트 건축물도 초고층화가 이루어지고 있는 실정이며 새로운 주거형태로 초고층의 대규모 주상복합건물들이 건설되고 있다. 이러한 초고층 건축물에 보통콘크리트를 사용할 경우 건물자중의 증가로 저층부에서 기둥, 벽체와 같은 수직부재의 단면이 커지게 되고 고층부에서는 수평하중(바람, 지진 등)의 증가에 따른 수평변위가 증가하여 구조물의 안전성과 사용성에 심각한 영향을 줄 수 있으며 부재 단면의 증가로 인한 사용면적의 감소로 구조물의 경제성이 저하되는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 초고층 건축물의 수직 및 수평부재에 고강도콘크리트를 사용하는 경우 부재단면의 축소와 그로 인한 자중감소의 효과를 기대할 수 있고, 콘크리트의 고품질화에 따른 내구성 증진을 도모할 수 있다. 그러나 단위 시멘트량의 증가에 따라 온도응력에 의한 균열과 높은 분체량에 의한 수화열과 자기수축이 문제가 되고 있다. 선진외국에서는 수화열을 저감시키기 위한 연구가 활발히 진행되어 수화열에 관한 기초적?이론적 연구가 이루어져 왔다. 국내의 경우 최근 고강도콘크리트에 대한 관심이 증대하여 연구가 활발히 진행중이나 대부분의 경우 보통포틀랜드시멘트를 사용하여 고강도콘크리트를 제조하여 결합재의 다양성이 부족한 실정이다. 본 연구에서는 보통포틀랜드시멘트 및 저열포틀랜드시멘트를 사용하였으며, 혼화재료의 변화에 따른 초고강도콘크리트의 장기적 물성에 미치는 영향을 파악하기 위한 실험이다. 혼화재료에 따른 강도특성을 파악하기 위해 골재의 영향을 배제한 모르터 공시체를 사용하여 시멘트 경화체의 강도 및 세공구조를 측정하여 강도발현에 미치는 영향을 확인하였다. 또한 초고강도콘크리트는 다량의 결합재에서 발생하는 수화열 및 강도 특성을 파악하기 위해 축소모의부재를 제작하여 평가하였다. 이러한 기초물성 실험을 통하여 초고강도콘크리트 제조시 필요한 배합자료를 제시하는 데 연구의 목적이 있다. 본 연구는 초고강도콘크리트 제조시 다량의 분체량에 의한 수화열 억제를 위하여 저열포틀랜드시멘트를 사용하였다. 기초실험으로 강도발현과 내부조직의 분석을 목적으로 한 모르터 실험을 통해 적정 혼화재료를 평가하였다. 이를 바탕으로 초고강도콘크리트의 유동특성, 강도특성, 경시변화, 수화열특성 실험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 저열포틀랜드시멘트의 경우 보통포틀랜드시멘트보다 미세공극량이 적은 것을 알 수있고, 재령이 증가할수록 미세공극량은 줄어들고 세공경직경이 1㎛부분의 미세공극의 양이 늘어나는 것으로 나타났다. 2) 저열포틀랜드시멘트의 경우 벨라이트 성분이 높아 장기강도 증진율이 높은 고로슬래그 미분말의 치환율이 높을수록 강도가 하락하는 것으로 나타났다. 3) 장기강도 발현을 나타내며, 수화열 저감효과가 큰 고로슬래그 미분말과 실리카퓸의 적용이 초고강도콘크리트의 3성분계 배합에서 적합한 것으로 나타났다. 4) 모르터가 콘크리트보다 초기에는 높은 강도를 나타내었지만 장기강도로 갈수록 콘크리트와 유사한 강도를 나타내었다. 이를 통해 모르터에 의한 콘크리트의 장기강도 평가가 가능한 것으로 나타났다. 5) 적산온도와 압축강도의 관계에서 결합재 사용에 따른 수화열의 차이는 발생하였으나, 초기강도와 비교하면 장기강도의 차이는 줄어드는 것으로 나타났다. 이상의 실험결과로부터 저열포틀랜드시멘트를 사용한 초고강도콘크리트의 기초물성실험에 대하여 확인할 수 있었다. 향후 수화온도에 의한 열응력 대책과 내화성능확보, 철근과의 부착성등의 구조적 해결 등에 대한 초고강도콘크리트의 추가 연구가 계속적으로 진행 된다면 초고강도콘크리트 실용화에 커다란 진전이 있을 것으로 기대된다. As today’s architectural structures are growing taller and larger, more rational and economical structure system is required and this in turn demands construction materials of high efficiency. That is, the quality of concrete, the most common construction material, is being improved actively in order to reduce the self-weight of structures, to secure effective space through reducing the cross-section of members and to build structures more economically. Particularly out of high interest in high-strength concrete, research and development is being made actively for better engineering characteristics and higher economic efficiency such as high early-age strength, smaller cross-section of concrete members, shorter construction period through the reduction of drying shrinkage and bleeding, and higher durability through waterproofness and airtightness. Currently in Korea, then number of high-rise buildings is increasing rapidly not only among commercial buildings but also among residential apartments, and large-scale residential and commercial compound buildings are also being constructed as a new type of residence. If ordinary concrete is used in such high-rise buildings, the self-weight of the buildings increases and this increases the cross-section of vertical members such as columns and walls on the lower floorsas well as horizontal displacement on the higher floors resulting from the increase of horizontal load (wind, earthquake, etc.). All these may have serious impacts on the safety and usability of the structures, and the large cross-section of members reduces the size of usable space and lowers the economic efficiency of the structures. To overcome these problems, high-strength concrete is used for the vertical and horizontal members of high-rise buildings, and with the use of high-strength concrete we can reduce the cross-section of members and consequently the self-weight of the buildings and improve durability. However, the use of high-strength concrete causes new problems such as cracks by temperature stress resulting from the increase of unit quantity of cement, and hydration heat and self-shrinkage resulting from the high powder content. Developed countries have already performed basic and theoretical research for reducing hydration heat. In Korea as well, with recent increasing interest in high-strength concrete, relevant researches are going on actively, but most of them make high-strength concrete using ordinary Portland cement without diversity in binder. The present study used ordinary Portland concrete and low-heat Portland cement, and conducted an experiment upon the effect of admixtures on the long-term physical properties of super-high-strength concrete. In order to examine strength characteristic according to admixtures, we measured the strength and pore structure of hardened cement products using mortar specimens that excluded the effect of aggregate and analyzed the effect on strength expression. In addition, reduced mock-up structures of super-high-strength concrete were made and evaluated in order to examine the strength characteristic and hydration heat out of a large quantity of binder. Through these experiments on the basic physical properties of super-high-strength concrete, this study ultimately purposed to get data necessary for the mixture of super-high-strength concrete. As a basic experiment using low-heat Portland cement to inhibit hydration heat from the high power content in making super-high-strength concrete, this study determined the optimal admixture through testing mortar to examine strength expression and internal structure and, based on the results, experimented on the fluidity characteristic, strength characteristic, time-dependent change and hydration heat of super-high-strength concrete. From the results were drawn conclusions as follows. 1) Low-heat Portland cement had smaller fine pore space than ordinary Portland concrete, and with the increase of age, its fine pore space was reduced and the space of fine pores with diameter of 1㎛ increased. 2) In case of low-heat Portland cement, strength went down when the substitution rate of blast furnace slag fine powder, which improves the long-term strength due to its high belite content, was high. 3) The expression of long-term strength was observed, and the application of blast furnace slag fine powder and silica fume, which are highly effective in reducing hydration heat, was found adequate for ternary mixture of super-high-strength concrete. 4) Mortar showed higher strength than concrete at the early age but over time its strength became similar to that of concrete. This suggests that the long-term strength of concrete can be evaluated with mortar. 5) With regard to the relation between cumulative temperature and compressive strength, hydration heat was different according to the use of binder, but the different was smaller in long-term strength compared to early-age strength. These experiment results show the basic physical properties of super-high-strength concrete using low-heat Portland cement. It was found that low-heat Portland cement produces lower hydration heat than ordinary Portland concrete. We expect considerable progress in the practical use of super-high-strength concrete if there are further researches on super-high-strength concrete for measures against thermal stress caused by hydration heat, high fire resistance, adhesion to reinforcing rods, etc.

시멘트계 재료 기반 캡슐을 적용한 자기치유 모르타르의 공학적 특성

이재인 원광대학교 일반대학원 2022 국내석사

Concrete is a material that is widely used in the construction industry, but it has low tensile performance and is very vulnerable to cracking, so durability is reduced when cracks occur. In the case of cracks occurring in concrete, they occur due to factors such as shrinkage and external environment. Harmful factors invade the inside of the concrete through the cracks generated at this time, causing corrosion and deterioration of the concrete. In the case of a concrete structure having such a problem, the service life is shortened and the stability of the structure is also deteriorated. In recent years, maintenance costs such as crack repair have increased rapidly, and safety issues have emerged during maintenance activities. Due to this situation, the need for self-healing concrete capable of self-healing when a crack occurs in a concrete structure is emphasized, and various types of self-healing technologies are being developed domestically and internationally. Concrete is self-generated crack healing that heals cracks by the hydration reaction of cement and carbonation of calcium hydroxide, but it requires moisture and is applicable only to small-sized cracks. Therefore, an autonomous crack healing method that can be applied to larger cracks is being developed. In the case of self-healing using microcapsules, which is one of the self-healing technologies, microencapsulation of organic and mechanical materials is incorporated into concrete. In the case of self-healing technology using inorganic materials, inorganic materials are applied to cement composites as they are or There is a method of microencapsulating the material and incorporating it into the cement composite. In the case of self-healing in which inorganic materials are microencapsulated and incorporated into the cement composite, when the capsule is incorporated into the cement composite, the damage to the capsule is less and when a crack occurs, the capsule existing at the crack occurrence site is destroyed, allowing immediate healing and undestroyed. Capsules have the advantage of preserving healing properties. In this study, as part of a study to improve the self-healing performance of concrete structures by incorporating PCC, a self-healing capsule composed of inorganic materials, into cement composites, the engineering performance of cement composites containing PCC, a self-healing capsule was reviewed. To this end, in order to examine the optimal size of PCC, PCC of 0.3, 0.6, 1.2, and 2.5 mm in size was mixed with 5% of natural fine aggregate in SERIES1 and the optimal size of 0.3 mm and 2.5 mm obtained through the derived results. Experiments were conducted by dividing into SERIES2, which was conducted by mixing 0, 5, 10, and 15% of PCC with respect to natural fine aggregate, respectively. As a result of this study, in the case of mortar using PCC, when PCC was mixed up to 10%, the fluidity was improved and the improvement of compressive strength also showed a positive effect. In addition, based on the results of the carbonation resistance and chloride ion permeation resistance tests, the improved performance of durability was confirmed. Even in the healing performance evaluation results through the load-bearing test and the hydrostatic permeability test, it showed superior healing performance compared to general specimens, so it is considered to be effective for mortar and concrete when used as a substitute for natural fine aggregate. As a result of this study, the optimal mixing ratio of PCC was found to be 15%. 콘크리트는 건설산업에서 다방면하게 사용되는 건설재료이나, 낮은 인장성능과 균열에 매우 취약하여 균열 발생시 내구성이 저하한다는 단점을 보유하고 있다. 콘크리트에 발생하는 균열의 경우 수축 및 외부 환경 등의 요인으로 인해 발생하게 되며 이때 발생한 균열을 통하여 콘크리트 내부에 염소이온, 이산화탄소 등의 유해인자가 침입하여 콘크리트의 부식 및 열화가 발생한다. 이러한 문제가 발생한 콘크리트 구조물의 경우 사용 수명의 단축 및 내구성이 저하되어 구조물의 안정성이 저하 될 수 있다. 최근에는 콘크리트 구조물의 균열 보수 등 유지보수 비용이 급격히 증가하고 있으며, 유지 보수 활동 시 안전성에 관한 문제 또한 대두되고 있다. 이러한 실정으로 인해 콘크리트 구조물의 균열이 발생할 시 스스로 균열의 치유가 가능한 자기치유 콘크리트의 필요성이 강조되고 있으며, 국내·외적으로 다양한 종류의 자기치유 기술에 관련된 연구가 진행되고 있다. 콘크리트는 미반응한 시멘트 입자의 수화반응과 수산화칼슘 탄산화에 의해 균열을 스스로 치유하는 자생적 균열 치유가 가능하지만, 수분을 필수적으로 요구하며 매우 작은 크기의 균열에만 적용이 가능하기에 더 큰 균열에 적용이 가능한 자율적 자기치유 기술이 개발되고 있는 실정이다. 자기치유 기술중 하나인 마이크로캡슐을 활용한 자기치유의 경우 유무기계 재료를 마이크로캡슐화 하여 콘크리트 내부에 혼입하는 방법이며 무기계 재료를 활용한 자기치유 기술의 경우 무기계 재료를 시멘트 복합체에 그대로 적용하거나 무기계 재료를 마이크로캡슐화 하여 시멘트 복합체 내부에 혼입하는 방법이 있다. 무기계 재료를 마이크로캡슐화 하여 시멘트 복합체 내부에 혼입하는 자기치유 기술의 경우 마이크로캡슐을 시멘트 복합체에 혼입할 시 캡슐의 손상이 적으며 균열 발생 시 균열 부위에 존재하던 캡슐이 즉시 파괴되어 균열이 발생한 부위를 치유하며 파괴되지 않은 캡슐의 경우 치유 잠재력이 보존된다는 장점이 존재한다. 본 연구는 시멘트 복합체에 무기계 재료로 구성된 자기치유 캡슐인 PCC를 혼입하여 콘크리트 구조물의 자기치유 성능을 향상시키기 위한 연구의 일환으로 시멘트계 재료 기반 자기치유 캡슐인 Powder Compacted Capsule(PCC)을 혼입한 시멘트 복합체의 공학적 특성을 검토하였다. 이를 위하여 PCC의 최적 크기를 분석하기 위해 0.3, 0.6, 1.2, 2.5mm 크기의 PCC를 천연잔골재에 대하여 5% 대체하여 진행한 Series Ⅰ 과 도출된 결과를 통해 얻어낸 최적의 크기인 0.3mm 및 2.5mm의 PCC를 천연잔골재에 대하여 각각 0, 5, 10, 15% 혼입하여 최적의 혼입율을 분석하기 위한 Series Ⅱ의 두 가지 Series로 구분하여 실험을 진행하였다. 본 연구 결과, PCC를 사용한 모르타르의 경우 PCC를 최대 10%까지 혼입한 배합에서 유동성이 증진하였으며 압축강도의 증진 또한 효과적인 것으로 나타났으며 탄산화 저항성 및 염화물이온 침투 저항성 측정 결과를 토대로 내구성의 증진을 확인하였다. 하중재부하 시험 및 정수위 투수시험을 통한 치유 특성 확인 결과 캡슐을 혼입한 배합에서 캡슐을 혼입하지 않은 배합에 비해 상대적으로 우수한 치유성능을 나타내어 천연잔골재 대체재로 사용할 경우 모르타르 및 콘크리트 등 시멘트 복합체에 역학, 내구특성 및 치유특성 개선에 효과적인 것으로 사료되며, 본 연구 수준에서 자기치유 성능을 향상시키기 위한 PCC의 적정 혼입율은 15%인 것으로 나타났다.