해양환경 초고층 매트기초 시공을 위한 저발열 자기충전 콘크리트 개발 = Development of Low Heat Self-consolidating Concrete for Tall Building MAT Foundation construction in Maritime Environment

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, buildings are becoming larger and taller and many tall buildings are being built around the coast for great views. Therefore, high strength, high flow concrete for tall buildings is required and concrete according to each properties is required, such as high durability concrete in the marine environment and a method to control the heat of hydration generated during large-scale concrete pouring. However, in the planning and construction of tall buildings in the marine environment, there is little in the way of deriving an optimized combination and constructing and analyzing data on the actual construction performance related. In this study, the correlation of low heat and self-consolidating concrete is analyze based on the analysis and measurement of the performance requirements related to the concrete mixed design required for the construction of tall buildings in the marine environment.
The results of this study are summarized as follows.
(1) In order to give low heat self-consolidating performance, the water/binder ratio was set at 34.4%, the fine aggregate ratio 54%, the mixing water 155kg/㎥, and the binder amount 450kg/㎥. And a specific concrete mixing design was derived in which the ratio of the 4-component mixed cement was 18% cement, 50% blast furnace slag, 27% fly ash, and 5% silica fume. As a result the quality control standards for the slump flow of 650±50㎜, air volume of 3.5%±1.5, and design standard strength of 45MPa, that they require performance is satisfied.
(2) The carbonation ​coefficient is , which is judged that the carbonation resistance performance is very good. And result of evaluation of salt resistance performance and sulfuric acid resistance performance, chloride-ion penetration characteristics were stable, and it was found to be applicable to severe sulfate environmental conditions.
(3) Through the adiabatic temperature rise test, the maximum adiabatic temperature rise( K ) was 28.1℃, and the reaction rate (α) was 0.924℃/hr. It is judged to represent the performance of low heat concrete.
(4) Through actual construction, the maximum hydration temperature was measured at 45.3℃, which is about 60% compared to similar sites, and curing period can be shortened up to 43 days, which is judged to have low heat properties.
(5) In the future, it is judged that high quality construction will be possible if the mixing factors for each required performance established in this study are used in the marine environment MAT foundation concrete mixing design with a design strength of 45MPa.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론 1
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2 기존 연구의 동향 3
• 1.2.1 자기충전 콘크리트 개발 3
• 1.2.2 고내구성 콘크리트 개발 4
• 1.2.3 저발열 콘크리트 개발 6
• 1.3 연구방법 및 범위 9
• 2. 해양환경 매트기초 예비적 고찰 11
• 2.1 서론 11
• 2.2 해양환경 매트기초 콘크리트 요구성능 11
• 2.2.1 자기충전 콘크리트 11
• 2.2.2 저발열 콘크리트 13
• 2.2.3 고내구성 콘크리트 21
• 2.3 소결 37
• 3. 저발열 자기충전 콘크리트 최적배합설계 38
• 3.1 서론 38
• 3.2 배합설계 개요 39
• 3.2.1 품질관리 기준 39
• 3.2.2 기술적 요구사항 검토 40
• 3.2.3 배합설계계획 40
• 3.2.4 사용재료 특성 41
• 3.3 실내 배합시험 44
• 3.3.1 개요 44
• 3.3.2 결합재 구성에 따른 실내 배합시험 44
• 3.3.3 시멘트 비율 조정에 따른 실내 배합시험 50
• 3.3.4 단위수량 조정에 따른 실내 배합시험 53
• 3.3.5 실내 배합시험 결과 56
• 3.4 레미콘 B/P 생산시험 57
• 3.4.1 개요 57
• 3.4.2 레미콘 B/P 생산시험 58
• 3.4.3 레미콘 B/P 생산시험 결과 59
• 3.5 소결 64
• 4. 해양환경 콘크리트 내구성능 평가 65
• 4.1 서론 65
• 4.2 내구성능 평가 방법 65
• 4.2.1 개요 65
• 4.2.2 역학적 특성 평가 방법 66
• 4.2.3 중성화 저항 성능평가 방법 66
• 4.2.4 내염해 성능평가 방법 67
• 4.2.5 내황산 성능평가 68
• 4.3 내구성능 평가 결과 70
• 4.3.1 역학적 특성 평가 결과 70
• 4.3.2 중성화 저항 성능평가 결과 71
• 4.3.3 내염해 성능평가 결과 72
• 4.3.4 내황산 성능평가 결과 76
• 4.4 소결 79
• 5. 저발열 콘크리트 수화발열 특성 평가 80
• 5.1 서론 80
• 5.2 단열온도 상승시험 80
• 5.2.1 개요 80
• 5.2.2 단열온도 상승 시험 결과 82
• 5.2.3 온도보정 결과 83
• 5.3 수화발열 특성 해석 85
• 5.3.1 개요 85
• 5.3.2 발열특성 조건 85
• 5.3.3 열특성 계수 86
• 5.3.4 콘크리트 강도 조건 86
• 5.3.5 외기온도 조건 87
• 5.3.6 온도균열 관리기준 88
• 5.3.7 수화발열 특성 해석 결과 89
• 5.4 온도균열 저감을 위한 양생방안 검토 94
• 5.4.1 양생방안 검토개요 94
• 5.4.2 Case 1 검토결과 95
• 5.4.3 Case 2 검토결과 99
• 5.4.4 Case 3 검토결과 103
• 5.4.5 양생방안 검토 결과 107
• 5.5 소결 110
• 6. 매트기초 시공을 통한 성능 검증 111
• 6.1 서론 111
• 6.2 매트기초 시공 111
• 6.2.1 개요 111
• 6.2.2 매트기초 타설계획 113
• 6.2.3 수화열 계측계획 113
• 6.2.4 매트기초 콘크리트 타설 116
• 6.3 매트기초 시공 결과 120
• 6.3.1 매트기초 시공 품질관리 결과 120
• 6.3.2 수화열 계측 결과 123
• 6.3.3 시공상태 확인 결과 125
• 6.3.4 수화열 해석값과 실측값 비교 126
• 6.3.5 유사 현장 비교 128
• 6.4 소결 129
• 7. 결 론 130
• 참고문헌 132
• 국문초록 154

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80 류재석, "EP 나일론섬유를 혼입한 자기충전콘크리트(SCC)에 관한 실험적 연구", 한국구조물진단학회지 , Vol.15 No.1, 2011.01. pp.159~169., 2011

81 최연왕, "고유동 자기충전 콘크리트의 압축강도 수준에 따른 수화발열 특성", 대한토목학회논문집, v.29 n.5-A, 2009.09. pp.531~542., 2009

82 최욱, "병용계 고유동 자기충전 라이닝콘크리트의 현장 타설에 관한 연구", 한국콘크리트학회 2008년도 봄 학술발표회 논문집, Vol.20 No.1 (2008-04), pp.977~981., 2008

83 장영일, "혼합비율에 따른 저발열 콘크리트의 겨울철 수화특성에 관한 연구", 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표회 논문집, v.18 n.2 (2014-10), pp.302~304., 2014

84 강수근, "High-Volume 플라이애쉬 콘크리트의 황산마그네슘 저항성에 관한 연구", 부산대학교, 2001

85 최연왕, "과밀 배근된 교량 부재용 초유동 자기충전 콘크리트의 역학적 특성", 한국콘크리트학회논문집, Vol.20 No.2, 2008.04. pp.175~184., 2008

86 김경민, "광물성 조강 혼화재를 사용한 조강형 저발열 콘크리트의 내구 특성", 대한건축학회논문집 구조계, v.30 n.7 (2014-07), pp.55~63., 2014

87 전중규, "수화열 해석을 활용한 저발열 콘크리트의 현장 적용성에 관한 연구", 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표회 논문집, v.19 n.2 (2015-10), pp.445~447., 2015

88 문한영, "저발열시멘트 콘크리트중의 염화물 침투, 확산에 대한 실험적 연구", 대한토목학회 학술발표회 논문집 (1998-10), pp.241~245., 1998

89 송영찬, "A시설 공사를 위한 저발열 혼합시멘트 콘크리트의 현장 적용성 평가", 한국콘크리트학회 2014 봄 학술대회 논문집, Vol.26 No.1 (2014-05), pp.315~317., 2014

90 이국재, "실리카흄을 혼입한 고성능, 저발열 매스 콘크리트 수화열 특성 평가", 한국콘크리트학회 2012년도 가을 학술대회 논문집, Vol.24 No.2 (2012-11), pp.735~737., 2012

91 권영호, "시멘트 종류에 따른 병용계 자기충전 콘크리트의 최적배합비와 특성", 한국콘크리트학회논문집, Vol.21 No.1 (2009-02), pp.55~60., 2009

92 최성우, "결합재 종류에 따른 저발열 콘크리트의 내구성능에 관한 실험적 연구", 한국콘크리트학회 2007년도 봄 학술발표회 논문집, Vol.19 No.1 (2007-05), pp.709~713., 2007

93 송하원, "삼성분계 혼합콘크리트의 염화물 침투 저항성 및 내구성에 대한 고찰", 한국콘크리트학회, 제20권 제4호, 2008

94 송금일, "알칼리 활성 슬래그 결합재를 이용한 자기충전 콘크리트의 기초 연구", 한국콘크리트학회논문집, Vol.25 No.6 2013.12. pp.657~666., 2013

95 이승태, "시멘트 모르타르의 황산염침식 저항성에 대한 SO4(2-) 이온 농도의 영향", 대한토목학회, 2008

96 전중규, "저발열 콘크리트를 사용한 교각 기초-기둥의 수화열 해석에 관한 연구", 한국건설순환자원학회 논문집, v.2 n.3 (2014-09), pp.217~225., 2014

97 이동하, "수화열 해석을 이용한 고강도 매스콘크리트의 수평분할 타설 높이산정", 대한건축학회지회연합회, 제18권 제3호, 2016

98 도정윤, "Box-willson 실험계획법 기반 고강도 자기충전형 콘크리트의 최적설계방법", 한국구조물진단학회지 , Vol.19 No.5, 2015.09. pp.92~104., 2015

99 김용로, "잠열성 결합재를 사용한 저발열 콘크리트의 내구성에 관한 실험적 연구", 대한건축학회 학술발표대회 논문집 (2007-10), pp.471~475., 2007

100 정재홍, "혼화재를 다량 치환한 초저발열 콘크리트의 길이변화 특성에 관한 연구", 한국콘크리트학회 2013 봄 학술대회 논문집, Vol.25 No.1 (2013-05), pp.225~227., 2013

101 장영일, "삼성분계 혼합시멘트를 사용한 저발열 콘크리트의 수화특성에 관한 연구", 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표회 논문집, v.18 n.1 (2014-04), pp.276~278., 2014

102 류재석, "순환잔골재를 혼입한 자기충전 콘크리트의 현장적용을 위한 실험적 연구", 한국구조물진단학회지 , Vol.15 No.4, 2011.07. pp.193~204., 2011

103 최연왕, "자기충전 콘크리트의 유동성능에 영향을 미치는 혼화재의 유변학적 특성", 2006년도 대한토목학회 정기 학술대회 (2006), pp.2524~2528., 2006

104 이승훈, "결합재 종류와 구성비율에 따른 지오폴리머 모르타르의 황산 나트륨 침식", 부산대학교, 2015

105 안태호, "고로슬래그 미분말 다량 사용한 고유동 자기충전 콘크리트의 역학적 특성", 한국콘크리트학회 2014 가을 학술대회 논문집, Vol.26 No.2 (2014-10), pp.545~547, 2014

106 송흥호, "대형 구조물에 사용되는 고강도 매스콘크리트의 수화열 및 온도 상승효과", 연세대학교, 2012

107 유조형, "슬래그를 사용한 저발열 콘크리트의 수화열 특성, 한국건축시공학회 학술", 한국건축시공학회 학술.기술논문발표회 논문집, v.13 n.1(통권 제24호) (2013-05), pp.234~236., 2013

108 최연왕, "증점제 첨가량 변화에 따른 병용계 고유동 자기충전 콘크리트의 유동특성", 한국콘크리트학회 2008년도 가을 학술발표회 논문집, Vol.20 No.2 (2008-11), pp.369~373., 2008

109 최연왕, "간편배합설계 방법을 이용한 고강도경량 자기충전콘크리트의 역학적 특성", 한국콘크리트학회 2004년도 봄 학술발표회 논문집, Vol.16 No.1 (2004-05), pp.204~208., 2004

110 김호수, "조분시멘트를 사용한 매스콘크리트의 열전달계수 변화에 따른 수화열 해석", 대한건축학회, 제25권 제5호, 2009

111 김홍삼, "고로슬래그 미분말을 혼입한 고내구성 해양 콘크리트의 염해 내구특성 평가", 제35회 대한토목학회 정기 학술대회 (2009), pp.3140~3144., 2009

112 김원기, "바텀애시를 이용한 저발열 혼합시멘트 및 콘크리트의 기초물성에 관한 연구", 한국콘크리트학회 2008년도 봄 학술발표회 논문집, Vol.20 No.1 (2008-04), pp.685~689., 2008

113 정동환, "폐유리 미분말과 메타카올린을 사용한 내황산염 콘크리트 개발에 관한 연구", 원광대학교, 2018

114 권영호, "품질변동에 따른 병용계 자기충전 콘크리트의 유동특성에 관한 실험적 연구", 한국콘크리트학회논문집, Vol.26 No.3 (2014-06), pp.277~286., 2014

115 김정수, "매트기초용 저발열 콘크리트의 현장적용을 위한 검증 평가, 한화건설 기술지", 한화건설 기술지, 통권 제6호 (2013-12), pp.112~116., 2013

116 박용규, "저발열 배합 및 이중버블시트에 의한 기초 매트 매스콘크리트의 무균열 시공", 한국건축시공학회 학술.기술논문발표회 논문집, v.6 n.2(통권 제11호) (2006-11), pp.5~9., 2006

117 서태석, "연직파이프쿨링 공법에의한 매스콘크리트 온도균열 제어에 관한 해석적 연구", 한국콘크리트학회, 제26권 제1호, 2014

118 이일선, "저발열 시멘트 결합재의 혼합방식에 따른 콘크리트의 기초적 특성에 관한 연구", 한국건설순환자원학회 학술발표 논문집, v.09 n.2 (2009-11), pp.79~83., 2009

119 최연왕, "폐콘크리트 분말을 혼합한 모르타르 및 자기충전 콘크리트의 유동 및 강도특성", 한국콘크리트학회논문집, Vol.18 No.4 (2006-08), pp.517~527., 2006

120 정용택, "해안매립지 하수처리시설물에 적용한 저발열시멘트 콘크리트의 내화학성 평가", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 , Vol.23 No.7(2019-12), pp.113~120., 2019

121 권영호, "결합재에 따른 자기충전 콘크리트의 시공성 및 경제성 평가에 관한 실험적 연구", 한국콘크리트학회논문집, Vol.29 No.3 (2017-06), pp.315~323., 2017

122 김영진, "혼화재 종류 및 치환율이 콘크리트의 내염성능 향상에 미치는 영향에 관한 연구", 한국콘크리트학회, 제16권 제3호, 2004., 2004

123 김기훈, "혼화재 치환율 변화에 따른 저탄소 저발열 콘크리트의 기초적 특성에 관한 연구", 한국콘크리트학회 2010년도 가을 학술대회 논문집, Vol.22 No.2 (2010-11), pp.71~73., 2010

124 김영수, "메타카올린을 혼입한 3성분계 콘크리트의 황산마그네슘침 식 저항성에 관한 연구", 대한건축학회, 통권289호 pp.117-124, 2012

125 한천구, "초지연 콘크리트와 수평분리타설을 활용한 매스콘크리트 매트기초의 현장적용성", 대한건축학회, 제26권 제5호, 2010

126 장현오, "고로슬래그 미분말을 혼입한 보통강도 고유동 콘크리트 배합 에 관한 실험적 연구", 대한건축학회, 제29권 제6호, 2013

127 이진우, "혼합시멘트를 사용한 저발열콘크리트의 매스콘크리트 적용을 위한 기초특성 연구", 한국콘크리트학회 2006년도 봄 학술발표회 논문집 (II), Vol.18 No.1-2 (2006-05), pp.641~645., 2006

128 한천구, "조분(粗粉) 시멘트와 플라이애시를 복합 치환한 매트 기초 매스콘크리트의 현장적용", 한국건축시공학회 논문집, v.10 n.4 (2010-08), pp.11~21., 2010

129 최롱, "초저발열콘크리트의 개발 및 대형매스콘크리트 구조물의 수화열제어 시공기술 개발", 건설교통부 (1998-12), pp.1~425., 1998

130 조만기, "저발열 배합 및 수화발열량차 공법을 이용한 매스콘크리트의 온도제어 및 수화열해석", 한국건축시공학회 학술.기술논문발표회 논문집, Vol.15 No.1(통권 제28호) (2015-05), pp.25~27., 2015

131 윤지현, "저발열형 Premixed Cement를 사용한 콘크리트의 기초물성 평가 및 수화열 해석에 관한 연구", 한국건설순환자원학회 논문집, v.2 n.1 (2014-03), pp.10~19., 2014

132 최연왕, "플라이애쉬 및 석회석 미분말을 사용한 고유동 노출 콘크리트 의 품질특성에 관한 연구", 한국건설순환자원학회, 제1권 제1호, 2013., 2013

133 윤섭, "배합요인이 자기충전 콘크리트의 워커빌리티 및 레올로지 파라미터에 미치는 영향 분석", 한국건축시공학회 논문집, Vol.18 No.3 (2018-06), pp.235~243., 2018

134 장종옥, "저발열 결합재 및 매스콘크리트의 외벽 버블시트 단열공법을 사용한 복합공법의 현장적용", 한국건축시공학회지 , v.11 n.6(통권 제50호)(2011-12), pp.129~130., 2011

135 삼성물산(주), "매스콘크리트 온도제어를 위한 정유량 밸브 및 냉각탑 을 이용한 냉각수순환형 파이프쿨링공법", 건설신기술, 제350호, 2003

136 송석준, "지하철 콘크리트 박스 구조물의 수화열에 대하여 다중회귀분 석에 의한 온도균열지수 산정방안 연구", 서울산업대, 2010