마이크로 강섬유 혼입 라텍스 개질 콘크리트의 재료특성 :Material Properties of Latex Modified Concrete with Micro Steel Fibers

손민경

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자료유형: 학위논문

저자정보: 손민경 (숭실대학교, 숭실대학교 대학원)

지도교수: 최경규

발행연도: 2018

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2018

마이크로 강섬유 혼입-라텍스 개질 콘크리트의 역학성능과 내구성능 실험

손민경 , 최경규 콘크리트학회 논문집 2018.06 학술저널

강섬유 혼입 라텍스 개질 콘크리트의 재료성능 실험

손민경 , 최경규 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2018.05 학술대회자료

마이크로 강섬유 혼입 라텍스 개질 콘크리트의 재료특성

손민경 건축학과 2018.01 학위논문

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국내 도로 및 도로 주변 소구조물은 겨울철 동결융해, 염화 제설제 사용, 우수의 침투, 중차량에 의한 피로균열, 콘크리트 건조수축 등으로 인한 균열 발생 및 콘크리트의 열화가 빠르게 진행되어 도로 및 도로 소구조물의 콘크리트는 공용연수가 짧다.
라텍스를 혼입한 콘크리트는 휨강도, 투수저항성, 동결융해저항성 등의 향상에 기여하는 것으로 알려져 있으며 이러한 이유로 2000년대 이후부터 도로 및 도로 주변 소구조물과 같이 수분, 염화물 등에 상시 혹은 과도하게 노출되는 환경에 사용되어지고 있다.
그러나 라텍스 개질 콘크리트는 내구성의 개선이라는 장점에도 공사비용, 낮은 교체주기의 연장효과 등을 비롯한 이유로 최근 라텍스 개질 콘크리트의 경제성 개선 및 성능 향상을 위해 새로운 방안의 연구가 시도되고 있다.
마이크로 강섬유는 콘크리트의 취성적 성질과 낮은 인장강도 등의 단점을 보완할 수 있다고 널리 알려져 있으며 콘크리트에 혼입 시 균열제어 성능도 우수하기 때문에 콘크리트의 취성적 인장거동을 연성적으로 유도하고 균열 생성 및 확산을 억제하는 하나의 방안으로 활용되고 있다. 또한 비정질 강섬유는 보편적으로 쓰이는 일반 강섬유의 분산성 및 부착강도 등이 개선되어 콘크리트의 역학적 성능을 더 향상시키는데 기여한다.
본 연구에서는 기존의 라텍스 개질 콘크리트에 마이크로 강섬유를 혼입하여 재료실험을 수행하고 역학적 특성과 내구특성을 규명하였다. 실험 변수는 마이크로 강섬유의 혼입율과 라텍스의 혼입율이다. 마이크로 강섬유 혼입 라텍스 개질 콘크리트의 배합설계를 통해 실험변수별 배합비 도출 후 압축강도, 휨강도, 구속건조수축, 수밀성능, 동결융해저항성 실험을 KS 및 ASTM 규격을 따라 수행하였다. 재료성능에 대한 마이크로 강섬유의 혼입율과 라텍스의 혼입율의 영향을 분석하였다.
실험 결과, 마이크로 강섬유의 혼입율이 증가할수록 양생초기의 압축강도 발현정도, 휨강도가 증진되나 수밀성능은 저하되는 경향이 나타났고, 라텍스의 혼입율이 증가할수록 휨강도 및 잔류강도가 증가하고 수밀성능이 향상되었다. 라텍스와 마이크로 강섬유 동시에 혼입했을 시 균열제어성능 및 동결융해저항성능이 우수한 것으로 확인되었다.

In the case of domestic roads and roadside structures, concrete deterioration have progressed rapidly because of freeze and thaw in winter, deicing chlorinated chemicals, penetration of rains, and fatigue cracks casued by vehicles, and dry shrinkage.
Adding latex to concrete is known to contribute to improvement of flexural strengths, permeability resistance, freeze-thaw resistance and so on. For this reason, it has been used in structures where water or chlorides are constantly or excessively exposed.
Although great advantages of the latex modified are improvements of durability, it has high intial construction costs and short replacement cycle. Therefore, many researchers have tried to enhance the economical efficiency and material performance at same time.
The micro steel fiber is widely known as a material that can enhance concrete’s weakness such as brittleness and low tensile strengths. It has excellent crack control ability when mixed with concrete. In addition, amorphous steel fibers contribute to further enhancing the mechanical performance of concrete by improving dispersibility and bond strengths of conventional steel fiber, which is commonly used.
In this study, the micro steel fiber was added into conventional latex modified concrete, the various tests of material properties were performed, and the mechanical and durability characteristics were investigated. The experimental variables were ratio of micro steel fibers and latex in concrete. After the design of latex modified concrete with micro steel fiber, the compressive strengths, bending strengths, restrained drying shrinkage, watertightness and freeze-thaw resistance of the concrete were determined by the experiments which followed the KS and ASTM standards. The effect of mixing ratio of latex and micro steel fiber on the material performance was analyzed.
The results show that as ratio of micro steel fibers increases, the compression strengths in early age and bending strengths were improved but watertightness tends to decrease. And as the contents of latex increase, the bending strengths, residual strengths and watertightness tends to improve. The performance of controlling cracks and freeze-thaw resistance were excellent when the latex and micro steel fibers were mixed at the same time.

국문초록 ⅶ
영문초록 ⅸ
제 1 장 서론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.2 연구 방법 및 내용 3
제 2 장 기존 문헌 조사 4
2.1 라텍스 개질 콘크리트 4
2.1.1 라텍스 개질 콘크리트의 특성 4
2.1.2 다른 물질을 혼입한 라텍스 개질 콘크리트 5
2.2 마이크로 강섬유 보강 콘크리트 7
2.2.1 마이크로 강섬유 보강 콘크리트의 특성 7
2.2.2 비정질 마이크로 강섬유 8
제 3 장 실험 계획 10
3.1 실험 개요 10
3.2 사용재료 11
3.2.1 라텍스 11
3.2.2 비정질 마이크로 강섬유 11
3.2.3 일반 마이크로 강섬유 11
3.2.4 콘크리트 13
3.3 배합설계 14
3.4 역학성능 실험방법 및 실험체 제작 17
3.4.1 압축강도 실험 17
3.4.2 휨강도 실험 17
3.4.3 구속건조수축 실험 18
3.5 내구성능 실험방법 및 실험체 제작 21
3.5.1 수밀성능 실험 21
3.5.2 동결융해저항성 실험 22
제 4 장 역학성능 실험결과 23
4.1 압축강도 실험결과 및 분석 23
4.1.1 마이크로 강섬유 혼입율에 따른 압축강도 23
4.1.2 라텍스 혼입율에 따른 압축강도 25
4.2 휨강도 실험결과 및 분석 27
4.2.1 마이크로 강섬유 혼입율에 따른 휨강도 27
4.2.2 라텍스 혼입율에 따른 휨강도 29
4.3 구속건조수축 실험결과 및 분석 31
4.3.1 L15-F0.3 구속건조수축 실험결과 31
4.3.1.1 L15-F0.3의 균열폭 33
4.3.1.2 L15-F0.3의 변형률 34
4.3.2 L20-F0.3 구속건조수축 실험결과 35
4.3.2.1 L20-F0.3의 균열폭 37
4.3.2.2 L20-F0.3의 변형률 38
4.3.3 L15-F0.3과 L20-F0.3의 균열폭 비교 39
제 5 장 내구성능 실험결과 40
5.1 수밀성능 실험결과 및 분석 40
5.1.1 마이크로 강섬유 혼입율에 따른 수밀성능 40
5.1.2 라텍스 혼입율에 따른 수밀성능 41
5.2 동결융해저항성 실험결과 및 분석 42
제 6 장 결론 43
참고문헌 46

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