Journal of the Korea Concrete Institute (콘크리트학회논문집)

Korea Concrete Institute (한국콘크리트학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Influence of Blast Furnace Slag and Anhydrite on Strength of Shotcrete

고로슬래그와 무수석고가 숏크리트의 강도에 미치는 영향

  • Received : 2011.11.22
  • Accepted : 2012.01.25
  • Published : 2012.02.29
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This study investigated the compressive strength, flexural strength, setting time, and rebound when blast furnace slag and anhydrite, which are widely used mineral admixtures for concrete, are applied to shotcrete. When Ordinary Portland Cement (OPC) was replaced at a rate of 10% with blast furnace slag and anhydrite, the initial and final setting time requirements were all satisfied. However, when OPC was replaced at a rate of 20%, final setting was delayed, revealing that this mixture was not suitable for shotcrete. Compressive strength test results showed that the mixture with 10% OPC replacement rate met the target strength at 1 day and 28 days for permanent tunnel support usage. Particularly, the mixture designed with OPC replacement by blast furnace slag and anhydrite at rates of 5% showed the highest compressive strength. Rebound measurements revealed that this mixture exhibited excellent performance with 23% reduction in the rebound compared to the shotcrete that was produced with only OPC binder.

이 연구는 일반 콘크리트 혼화재로 사용되는 고로슬래그 및 무수석고를 숏크리트에 적용하였을 때에 압축강도, 휨강도, 응결시간, 리바운드에 미치는 영향을 평가하였다. 1종 포틀랜드 시멘트(OPC)를 10% 치환할 때에 초결과 종결의 요건을 모두 만족한 반면, OPC를 20% 치환한 배합은 종결이 지연되어 숏크리트에 적합하지 않은 것으로 나타났다. 압축강도 시험 결과, OPC를 10% 치환한 배합은 영구지보재로서 목표강도를 1일과 28일 재령에서 모두 만족하였다. 특히 OPC를 고로슬래그와 무수석고로 각각 5%씩 치환한 배합의 압축강도가 가장 우수한 것으로 나타났다. 이 배합의 리바운드를 측정한 결과, OPC만을 결합재로 사용한 배합에 비하여 23% 감소되는 우수한 성능을 나타내었다.

Keywords

References

  1. Melbye, T. A. and Dimmock, R. H., "Modern Advances and Applications of Sprayed Concrete," Proc, of the Int. Conf. on Engineering Developments in Shotcrete, Tasmania Australia, Keynote Paper, 2001, pp. 7-13.
  2. EFNARC, European Specification for Sprayed Concrete, Published by EFNARC, 1996, pp. 5-8.
  3. 원종필, 김황희, 박경훈, 이시원, "급결제 종류 및 실리 카퓸 치환율에 따른 영구지보재로서 숏크리트의 배합설계 및 성능 평가," 대한토목학회논문집, 27권, 2C호, 2007, pp. 157-162.
  4. Lee, S. P., Kim, D. H., Ryu, J. H., Yu, J. Y., Lee, S. D., Han, S. H., Choi, M. S., and Park, C., "An Experimental Study on the Development of High Performance Shotcrete for Permanent Tunnel Support," Proceeding of the 31st ITA-AITES World Tunnel Congress, Vol. 1, 2005, pp. 455-461.
  5. 장수호, 배규진, 원종필, 최명식, "국산 메타카올린에의한 습식 숏크리트의 조기 및 장기강도 향상에 관한 연구," 대한토목학회 정기학술대회, 2007, pp. 3003-3006.
  6. 장수호, 배규진, 최순욱, 박민환, 차철용, 최명식, 김준우, 장준희, 이홍규, 숏크리트의 성능향상을 위한 고성능 혼화재 조성물 및 이를 포함하는 숏크리트, 출원번호 2009-0056579, 2009.
  7. 최희섭, 김동민, 장필성, 서신석, "고로슬래그 미분말을 혼입한 레디믹스트 숏크리트의 현장적용성에 관한 실험적 연구," 한국지반공학회논문집, 25권, 6호, 2009, pp. 31-45.
  8. 일본터널기술협회, 현장기술자를 위한 숏크리트, 록볼트, 2005, pp. 2-60, 2-113-2-114.
  9. Manjit Singh and Mridul Garg, "Activation of Gypsum Anhydrite-Slag Mixtures," Cement and Concrete Research, Vol. 25, No. 2, 1995, pp. 332-338. https://doi.org/10.1016/0008-8846(95)00018-6
  10. Neto, A. A. M., Cincotto, M. A., and Repette, W., "Mechanical Properties, Drying and Autogenous Shringkage of Blast Furnace Slag Activated with Hydrated Lime and Gypsum.," Cement and Concrete Composites, Vol. 32, Issue 4, 2010, pp. 312-318. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2010.01.004
  11. 노재성, 김도수, 임채영, "시멘트 모르타르의 압축강도 개선을 위한 고강도 혼화재의 제조 및 적용특성," 한국 콘크리트학회 봄 학술대회 논문집, 1998, pp. 83-88.
  12. 조민형, 남재현, "II형 무수석고를 이용한 고강도콘크리트용 혼화재개발에 관한 연구," 대한건축학회논문집, 15권, 3호, 1999, pp. 71-80.
  13. 국토해양부, 콘크리트표준시방서, 한국콘크리트학회, 2009, pp. 220-221.
  14. 한국도로공사, 고속도로공사 전문시방서, 2009, pp. 7-17-7-31.
  15. 한국콘크리트학회, 숏크리트용 급결제 품질규격, KCI SC 102, pp. 483-487.
  16. 와따나베 요시하루, 마쓰나가 요시히사, 미노루, 시멘트 혼화재 및 이를 함유하는 시멘트 조성물, 출원번호 특 1992-0006891, 1992, pp. 7-1-7-7.
  17. 박종탁, 오홍섭, "인산부산석고의 각 형태조건에 따른 슬래그 시멘트의 품질특성에 관한 실험적 연구," 콘크리트학회 논문집, 21권, 6호, 2009, pp. 729-735. https://doi.org/10.4334/JKCI.2009.21.6.729
  18. 이민웅, "무수석고를 혼입한 모르타르의 내구특성 분석에 관한 실험적 연구," 건국대 석사학위논문, 2011, pp. 29-30.
  19. 원종필, 성상경, 박해균, 이명섭, "$C_{12}A_{7}$ 계 광물계 급결제를 사용한 숏크리트의 내구특성," 대한토목학회논문집, 25권, 3C, 2005, pp. 235-240.
  20. Kim, Y. Y., Kong, H. J., and Li, V. C., "Design of Engineered Cementitious Composite Suitable for Wet-Mixture Shotcreting," ACI Materials Journal, Vol. 100, No. 6, 2003, pp. 511-518.