보통강도의 한중콘크리트에 있어서 동해는 일반적으로 콘크리트의 공기량 및 양생방법 등에 의해 억제시킬 수 있는 것으로 알려져 있으며, 고강도콘크리트는 낮은 물결합재비로 인하여 동결융해저항성이 우수한 것으로 알려져 있지만, 한중콘크리트 타설 및 초기양생에 있어서 발생될 수 있는 초기동해에 관한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 동절기에 고강도콘크리트를 타설할 경우 초기동해에 의해 발생되는 인장응력의 영향을 고려하여 인장강도비를 검토하고, 초기동해를 입은 경우 장기재령에 의한 강도회복성을 검토하여 동절기 고강도콘크리트의 현장적용을 위한 기초적 자료로서 제시하고자 한다. 본 연구의 결과 초기동해를 입은 고강도콘크리트의 내동해성은 동해를 받은 시점이 빠를수록 공기량이 적을수록 저하하는 것으로 나타났으며, 내동해성을 확보하기 위해서는 공기량 4% 이상을 확보해야 할 것으로 사료되며, 동해를 받은 후 양생에 의한 압축강도의 회복성능은 W/C가 낮을수록 초기동해를 받기 전 양생기간이 증가할수록 향상되는 것으로 나타났다. 또한 향 후 고강도콘크리트의 동절기 시공에 있어서 초기동해에 대한 내동해성을 지니기 위해서는 인장강도 5kgf/$\textrm{cm}^2$ 이상을 확보해 야 할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 강섬유 및 나일론섬유를 적용한 섬유보강 콘크리트의 역학적 성능 및 내동해성을 실험적으로 평가하였다. 콘크리트의 역학적 성능 및 내동해성에 대한 섬유보강재의 효과를 평가하기 위하여 100 % 1종 보통포틀랜드시멘트(OPC) 콘크리트 및 50 % 대체 고로슬래그미분말(SGC) 콘크리트를 제조하였으며, 소정의 재령에서 압축 및 인장강도, 초음파펄스속도, 표면전기저항을 각각 측정하였으며, ASTM C666에 준하여 콘크리트의 상대동탄성계수 및 질량비를 측정하여 동결융해 저항성을 평가하였다. 실험결과에 의하면, 섬유보강재는 콘크리트의 역학적 성능을 효과적으로 개선시켰으며, 이러한 경향은 강섬유 적용 SGC 콘크리트에서 두드러지게 나타났다.
경량골재 콘크리트의 내구성과 경제성에 대한 인식 부족으로 조경재료나 인공토양 둥 구조부재 이외의 분야에 사용되고 있는 국내 실정에 비해서, 구미 여러나라에서는 고강도 경량골재를 장지간 교량과 고충건물에 사용하고 있다. 경량골재 콘크리트는 구조물의 재료비 단순비교에 있어서도 경제성이 있을 뿐만 아니라, 자중감소로 인한 구조적, 기하학적 장점도 있으며, 또한 고강도 경량골재의 개발로 경량골재가 가지고 있는 여러 문제점을 해소하여 사용성과 내구성에 있어서 보통골재 콘크리트와 큰 차이가 없는 상황이다. 그러나국내에서 생산된 경량골재는 닫힌 공극보다 열린 공극을 많이 내포하고 있어 수분흡수가 많고, 특히, 동결융해에 대한 내구성에 취약한 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 내동해성 향상을 위해 10종류의 고강도 경량골재 콘크리트 공시체를 제작하여 실리카 흄, 물.시멘트비, AE제, 강섬유 등을 실험 변수로 하여동결융해 실험을 수행하였다. 연구결과 실리카흄, 물.시멘트 비는 어느 정도 내동해성을 향상시키지만 근본적인 해결방안이 되지 못하며, AE제를 첨가한 공시체와 강섬유를 사용한 공시체는 동결융해 내구성 지수가 90%이상으로 측정되어 내동해성을 개선시킬 수 있는 요소로 나타났다.
발수제의 유무와 알루미늄분말의 분말도 및 첨가량을 조절하여 비중을 0.4에서 0.7로 변화시켜 비중과 ALC의 기초물성, 내동해성 및 내구성과의 관계를 조사하였다. 압축 및 인장강도는 비중이 0.4에서 0.7로 증가함에 따라 발수제의 첨가량에 관계없이 증가하였고 발수제의 첨가량이 증가하면 내동해성은 개선되었으며 흡수율은 감소하였다. 입경이 작은 AI분말을 이용항 제조한 ALC의 박리에 의한 체적감소율은 낮게 나타났으며 일면동결지속시험 및 기중동결수중융해시험에서도 내동해성이 우수한 것으로 나타났다.
콘크리트의 낮은 인장강도 및 균열제어 능력 등의 약한 재료성질을 개선하기 위하여 수년간 하이브리드 섬유보강 콘크리트에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 비정질 강섬유와 유기섬유를 이용한 하이브리드 섬유보강 콘크리트에 관한 연구는 이루어지지 않은 실정이다. 따라서, 본 연구의 목적은 비정질 강섬유와 유기섬유로서 폴리아미드 섬유를 이용한 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 압축강도, 장기 건조수축 및 내동해성을 평가하는 것이다. 이를 위하여 목표 압축강도 40 및 60 MPa 각각에 대해서 하이브리드 섬유 혼입률을 전체 체적비로 1.0%로 설정하여 비정질 강섬유와 폴리아미드 섬유를 이용한 하이브리드 섬유보강 콘크리트를 제작하였다. 제작된 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 장기 건조수축 및 내동해성을 평가한 결과, 재령 365일 및 730일에서의 장기 길이변화율은 플레인 콘크리트보다 각각30%, 25% 이상 감소된 것으로 나타났으며, 동결융해 300 사이클 후의 내구성 지수는 90% 이상으로, 내동해성이 있는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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