보통강도 분체계 고유동 콘크리트의 개발 및 실용화 연구 = A Study on the Development and Application of Normal Strength High Fluidity Concrete Using Powdered Mixing System

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 석회석 미분말 및 플라이 예시를 활용하여 재령 28일 압축강도가 40MPa이하인 보통강도 분체계 고유동 콘크리트와 기존에 현장에서 많이 적용되고 있는 동일강도 수준의 일반 콘크리트에 대한 유동, 품질측정 및 내구성능을 비교분석 하였다. 또한 모의부재 및 현장적용 시험을 실시하여 현장 품질에 영향을 미치는 요인에 대아혀 검토하였다. 본 논문에서 보통강도 분체계 고유동 콘크리트의 실용화를 위하여 다음과 같이 연구를 하였다.

(1) 페이스트 및 모르타르와 콘크리트 레올로지 정수를 검토하였으며, 상관예측 모델식을 제안하여 현장 고유동 콘크리트의 레올로지 정수를 알아보았다. 또한 보통강도 분체계 고유동 콘크리트의 초기 재령 압축강도 발현에 대한 시멘트 상수(βsc) 값은 0.25~0.35 범위이며, LSP 및FA를 사용한 2성분계, 3성분계 분체계 고유동 콘크리트의 압축강도 예측 모델식을 제안하였다.

(2) 보통강도 분체계 고유동 콘크리트의 미세공극 구조는 일반 콘크리트보다 공극량이 많이 분포하는 영역이 작게 나타났으며, 단열온도 상승값은 일반 콘크리트 보다 증가하기 때문에 매스콘크리트 구조물 적용시 균열지수에 대한 고려가 필요하였다. 또한 부착강도비는 일반 콘크리트 보다 감소됨에 따라 정착길이 보정계수는 감소시켜 적용하여야 한다.

(3) 콘크리트 내구성능(동결융해, 탄산화 및 염소이온침투저항성)을 평가한 결과는 일반 콘크리트 및 2성분계보다 3성분계 보통강도 분체계 고유동 콘크리트가 우수한 것으로 나타났다.

(4) 보통강도 분체계 고유동 콘크리트의 현장 적용시험 결과 슬럼프 플로는 현장에 타설되기까지 10%정도의 슬럼프 플로 손실이 발생하였으며, 콘크리트 단열온도는 일반 콘크리트 보다 6% 높은 결과가 나타남에 따라 본 논문에서 나타난 단열온도 상숭값 15%보다 낮게 나타났다. 또한 본 논문에서 제시한 콘크리트 압축강도 발현 모델식의 결과와 현장에 타설된 콘크리트 강도는 10% 정도의 강도차가 발생함에 따라 현장 코어공시체의 압축강도를 고려할 경우 강도 모델식을 통하여 현장 콘크리트의 강도 예측이 가능할 것으로 판단된다.

(5) 10m 수평 모의부재 타설결과 주입부와 토출부 콘크리트 충전높이는 각각 1.13m 및 0.97m로 약 14%의 단차가 발생하였고 재령 28일 코어 공시체 압축강도의 경우 토출수직부의 압축강도는 주입부보다 11% 감소하였으며, 수직부위 0.8m 높이차에 대한 상하부 압축강도 차이는 없는 것으로 나타났다 이러한 결과 10m 수형이송 후 콘크리트의 품질확보가 가능함에 따라 현장에서 보통강도 분체계 고유동 콘크리트의 적용은 성공적인 결과가 나타났다.

이상의 결과와 같이 보통강도 분체계 고유동 콘크리트의 예측모델, 기초물성, 내구성 및 현장적용성을 통하여 성능을 평가한 결과 일반 콘크리트보다 우수한 성능을 가지게 됨에 따라 향후 특수구조물 뿐만 아니라 보통강도 영역의 일반 콘크리트 구조물에 실용화가 가능할 것으로 사료된다

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 1.1 연구 배정 1
• 1.2 연구 현황 3
• 1.3 연구 목적 및 내용 9
• 1.4 논문 구성 11
• 2. 고유동 콘크리 트 배 합 및 레올로지 12
• 2.1 고유동 콘크리트의 배합설계 12
• 2.1.1 미국콘크리트학회 배합 12
• 2.1.2 일본토목학회 배합 15
• 2.1.3 동경 대학 배합 19
• 2.1.4 기타연구자의 배합 20
• 2.2 고유동 콘크리트의 레올로지 24
• 2.2.1 정의 24
• 2.2.2 레올로지 정수의 영향요인 26
• 3.보통강도 고유동 콘크리트의 유동 및 강도특성 37
• 3.1 개설 37
• 3.2 실험개요 39
• 3.2.1 사용재료 39
• 3.2.2 배합 41
• 3.2.3 실험방법 48
• 3.3 실험결과 및 고찰 60
• 3.3.1 레올로지 특성 60
• 3.3.2 고유통 콘크리트의 유동특성 71
• 3.3.3 고유동 콘크리트의 강도특성 79
• 3.3.4 유동 및 압축강도 모델링 89
• 3.4 소결론 110
• 4. 보통강도 고유동 콘크리트의 품질특성 112
• 4.1 개설 112
• 4.2 실험개요 113
• 4.2.1 사용재료 및 배합 113
• 4.2.2 실험방법 114
• 4.3 실험결과 및 고찰 121
• 4.3.1 미세구조 특성 121
• 4.3.2 단열온도상승곡선 및 모델검토 131
• 4.3.3 철근의 부착강도 특성 143
• 4.4 소결론 151
• 5. 보통강도 고유동 콘크리 트의 내구적 특성 152
• 5.1 개설 152
• 5.2 실험개요 153
• 5.2.1 사용재료 및 배합 153
• 5.2.2 실험방법 154
• 5.3 실험 결과 및 고찰 158
• 5.3.1 동결융해 저항 특성 158
• 5.3.2 탄산화 특성 160
• 5.3.3 염소이온 침투저항 특성 162
• 5.3.4 내구성능 비교 165
• 5.4 소결론 167
• 6. 보통강도 고유동 콘크리트의 현장 적용성 검토 169
• 6.1 개설 169
• 6.2 실험 개요 171
• 6.2.1 현장 품질 변동 요인 171
• 6.2.2 현장적용 및 수평이송거리 모의부재 178
• 6.3 실험 결과 및 고찰 182
• 6.3.1 현장 품질 변동 요인별 특성 182
• 6.3.2 현장적용 및 수평이송거리 모의부재 198
• 6.4 소결론 203
• 7. 종합결론 205
• 참고문헌 208
• ABSTRACT 214