• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제11권10호
• /
• pp.3988-3997
• /
• 2010

숏크리트 공법은 공기압으로 콘크리트를 대상 면에 뿜어 붙이는 방법으로, 주로 터널 및 지하구조물의 1차 지보재, 경사면 보호에 사용되며, 최근에는 구조물 유지보수 등에도 적용되고 있다. 특히, 건식방법(Dry-Mix Process)은 습식방법(Wet-Mix Process)에 비해 소형장비가 요구되고 청소 및 유지관리가 용이하고 속경성 재료의 사용이 가능함으로 건식방법이 구조물 보수에 경제적이며 적합하다. 건식 숏크리트의 품질관리는 주로 코아시편을 이용한 압축강도로 규정되어있으나, 이 방법은 코아 시편을 얻는데 많은 어려움을 내포하고 있으며, 특히 속경성 보수재료의 조기강도 평가는 그 어려움을 더 크다. 따라서, 본 연구에서는 속경성 시멘트를 이용하여 초속경 건식 숏크리트의 조기강도를 평가하기 위해 정방형 시험편 압축강도시험, 코아 압축강도시험, 인발시험, 성숙도시험을 실시하여 이들의 상관성을 분석하였다. 코아 압축강도, 정방형 시편 압축강도, 인발시험으로부터 추정된 압축강도 실험결과를 상관성 분석한 결과 모두 90%이상의 높은 상관성이 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.609-617
• /
• 2003

The use of Shotcrete(Sprayed concrete) for the support of underground excavations was pioneered by the Civil engineering industry. Permanent shotcrete tunnel linings such as Single-shell, NMT(Norwegian Method of Tunnelling) have been constructed in many countries for reducing construction time and lowering construction costs instead of conventional in-situ concrete linings. Among essential technologies for successful application of Permanent Shotcrete Linings, high performance shotcrete having high strength, high durability, better pumpability has to be developed in advance. This paper presents the ideas and the first field test results of wet-mixed Steel Fiber Reinforced Shotcrete(SFRS) with powder types cement mineral accelerator. From the results, wet-mix SFRS with powdered accelerator exhibited good early strength improvement and less rebound ratio compared to the ordinary accelerator.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제46권3호
• /
• pp.65-72
• /
• 2004

Modern underground and tunnel works that the wet type shotcrete is getting widely designed and applied in a large scale project. Further to its applications, the needs of improving the performance of the shotcrete, such as new and developed additives and accelerators fur increasing the performance of shotcrete, become the most important issue in the field. The main objective of this study evaluated to performance of steel fiber reinforced shotcrete using alkali free based accelerator for the durability and high quality of shotcrete. The major test variables are accelerator type and its dosage. One type silicate based accelerator and one type aluminate based accelerator and one type alkali free based accelerator were used. The dosage of accelerators is determined by the manufactures and laboratory test condition. Compressive strength test results showed that the dosage of silicate and aluminate based accelerators caused reduction of mechanical properties of shotcrete. Compressive strength of alkali free based accelerator is more stable than of silicate and aluminate based accelerators. Also, according to the compressive strength and flexural test results, it was found that steel fiber reinforced shotcrete used alkali free based accelerator could attain significant improvement in the mechanical and flexural performance.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.906-915
• /
• 2006

In this study, Field test was performed using high-quality additions and accelerators to obtain the improvement of the strength on domestic shotcrete and quality test based on EFNARC was performed. In addition, Deterioration test that combined the Freezing-thawing and Carbonation was also performed in order to investigate a long-term durability of high-strength shotcrete. As a result of field test, a promotion ratio of early strength is $90\sim97%$ in case of using alkali-free accelerators. And a compressive strength of shotcrete using Micro-silica fume was $45.2\sim55.8MPa$ and the flexible strength was $5.01\sim6.66MPa$, so a promotion ratio of strength was $37\sim79%$, $17\sim61%$ respectively. It was showed that increment effect of strength by the Micro-silica fume replacement of $7.5\sim10%$ for cement mass was remarkable. It was also realized that application of Micro-silica fume to shotcrete reduced deterioration and improved a long-term durability of shotcrete.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제12권5호
• /
• pp.55-64
• /
• 2008

유해 환경하에 노출된 숏크리트는 시간이 경과함에 따라 각종 유해이온의 침식으로 인하여 열화하게 된다. 본 연구에서는 이와 같은 환경에 노출된 숏크리트의 열화특성을 평가하기 위하여 황산염 및 산에 대한 화학적침식에 대하여 유해이온에 각각 60주 동안 침지한 숏크리트 코어 공시체를 대상으로 외관조사, 압축강도, 부착강도 및 기기분석을 실시하였다. 그 결과 용액의 종류에 관계없이 침지재령 60주에서 균열, 박리 등으로 인한 표면손상이 심각한 상태였으며, 압축 및 부착강도는 초기재령에서는 수중양생한 공시체보다 상회하는 결과를 보였으나 장기재령에서는 역전되는 현상을 보여주었다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제13권2호
• /
• pp.155-168
• /
• 1997

격자지보는 NATM에서 터널굴착 후 곧바로 설치되는 강지보재의 한 종류로서 기존의 H형강 지보재를 대체하고자 유럽에서 개발된 새로운 종류의 지보재이다. 격자지보는 강봉을 삼각형태로 엮어 만들었기 때문에 숏크리트 타설이 용이하고 지보재 배면에 생기는 공동을 최소화 할 수 있는 장점이 있다. 또한 격자지보와 숏크리트 복합구조체는 결합력이 우수하여 일체화된 구조체로서 거동하기 때문에 지압을 효과적으로 지지할 수 있다. 본 연구에서는 격자지보와 숏크리트 복합구조체의 특성파악을 위해 실시한 모형벽체 시험, 모형벽체에 타설된 숏크리트의 강도특성시험, 격자지보와 숏크리트의 부착강도시험 결과를 제시하였다. 실험결과 숏크리트가 타설된 격자지보는 숏크리트가 타설된 H형강 지보재에 비해 숏크리 트 리바운드, 타설된 숏크리트의 강도, 부착특성 등이 우수한 것으로 판명되었고, 이로써 격자지로는 적절한 터널지보재로서의 역할을 할 것으로 판단되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제4권1호
• /
• pp.45-55
• /
• 2002

1980년 초 서울지하철 건설공사를 계기로 국내의 터널공사에 NATM(New Austrian Tunnelling Method)공법이 적용되고 있다. 하지만, 주지보재의 하나인 숏크리트 기술은 NATM공법이 국내에 들어온 초기의 기술력을 아직 답습하고 있는 상태로 다량의 리바운드가 발생하고, 노즐맨의 경험이나 기량등에 의존하는 경우가 많아 비용절감 및 시공능률 향상을 위한 개선이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 숏크리트 품질확보에 중요한 위치를 차지하고 있는 급결제(Accelerator)를 주변수로 강섬유보강 숏크리트(SFRS)에 대한 모형시험을 실시하여 고품질 숏크리트에의 적용 가능성을 검토하였다. 모형시험(압축강도, 휨강도, 휨인성)결과, Alkali-free 액상급결제를 사용한 숏크리트를 통해 고강도 발현을 위한 고가의 혼화재를 사용하지 않고서도 고품질의 고강도 숏크리트 개발 가능성을 확인할 수 있었으며, Single-Shell Lining 터널 등 Permanent Shotcrete Lining이라는 새로운 개념의 터널 지보시스템 구축을 위한 요소기술로 그 적용이 확대될 것으로 판단된다.

• Advances in concrete construction
• /
• 제15권5호
• /
• pp.333-348
• /
• 2023

Fast infrastructure development boosts the demand for shotcrete. Despite sand and stone being the most common coarse and fine aggregates for shotcrete, excessive exploration of these materials challenges the ecological environment. This study utilized an industrial solid waste, high-titanium heavy slag, blended with steel fibers to form Wet Shotcrete of Steel Fiber-reinforced High-Titanium Heavy Slag (WSSFHTHS). It investigated its workability, shotcrete performance and mechanical properties under different water-to-cement ratios, fly ash content, superplasticizer dosage, and steel fiber content. The tunnel excavation and support were investigated by conducting finite element numerical simulation analysis and was used in 3 tunnel lining pipes in Zhonggouwan tailing pond. The major findings are as follows: (1) The water-to-cement ratio (w/c ratio) significantly impacted the compressive strength of WSSFHTHS. The highest 28-day compressive strength of 60 MPa was achieved when the w/c ratio was 0.38; (2) Adding fly ash improved the workability and shotcrete performance and strength development of WSSFHTHS. The best anti-permeability performance was achieved when the fly ash constituted 15%, with the lowest permeability coefficient of 4.596 × 10-11 cm/s; (3) The optimum superplasticizer dosage for WSSFHTHS is 0.8%. It provided the best workability and shotcrete performance. Excessive dosage resulted in water bleeding and poor aggregate encapsulation, while insufficient dosage decreased flowability and adversely affected shotcrete performance; (4) The dosage of steel fibers significantly impacted the flexural and tensile strength of WSSFHTHS. When the steel fiber dosage was 45 kg/m³, the 28-day flexural and tensile strengths were 8.95 MPa and 6.15 MPa, respectively; (5) By integrating existing shotcrete techniques, the optimal lining thickness was 80 mm for WSSFHTHS per simulation. The results revealed that after using WSSFHTHS, the displacement of the tunnel surrounding the rock significantly improved, with no cracks or hollows, similar to the simulation results.

• Computers and Concrete
• /
• 제15권2호
• /
• pp.167-181
• /
• 2015

"Mortar or concrete pneumatically projected at high velocity onto a surface" is called Shotcrete. Models that predict shotcrete design parameters (e.g. compressive strength, slump etc) from any mixing proportions of admixtures could save considerable experimentation time consumed during trial and error based procedures. Artificial Neural Network (ANN) has been widely used for similar purposes; however, such models have been rarely applied on shotcrete design. In this study 19 samples of shotcrete test panels with varying quantities of water, steel fibers and silica fume were used to determine their slump, cost and compressive strength at different ages. A number of 3-layer Back propagation Neural Network (BPNN) models of different network architectures were used to train the network using 15 samples, while 4 samples were randomly chosen to validate the model. The predicted compressive strength from linear regression lacked accuracy with $R^2$ value of 0.36. Whereas, outputs from 3-5-3 ANN architecture gave higher correlations of $R^2$ = 0.99, 0.95 and 0.98 for compressive strength, cost and slump parameters of the training data and corresponding $R^2$ values of 0.99, 0.99 and 0.90 for the validation dataset. Sensitivity analysis of output variables using ANN can unfold the nonlinear cause and effect relationship for otherwise obscure ANN model.

• 터널과지하공간
• /
• 제18권3호
• /
• pp.226-238
• /
• 2008

숏크리트의 지보성능을 보완하기 위해 사용되는 강지보재는 매우 효과적인 것으로 평가되지만 강지보재 종류별 성능이 파악되지 못하여 설계에 제대로 반영하지는 못하고 있다. 본 연구에서는 여러 가지 강지보재에 의해 보강된 숏크리트의 특성을 휨인성 시험을 통하여 파악하고, 그 결과를 수치해석에 반영하고자 하였다. 시험결과 철근보강 숏크리트는 H 형강이나 격자지보에 비해 지보능력이 다소 못 미치는 것으로 나타났는데, 이는 시험체가 휨인장 파괴를 유도하기에는 다소 짧아서 전단파괴가 발생하였기 때문인 것으로 나타났다. 수치해석을 이용한 안정성 해석 시 숏크리트와 강지보재를 별도로, 그리고 이들 복합체에 대한 등가물성을 구하여 각각 해석한 바 두 결과가 잘 일치하여 등가물성을 이용한 복합체 해석으로도 간편하게 강지보재의 효과를 모사할 수 있었다.