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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

이겨레 (강원대학교, 강원대학교 대학원)

지도교수
윤경구
발행연도
2019
저작권
강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

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건설기술의 발달과 기간산업의 고도화 추세는 콘크리트 산업 분야에서도 각종 구조물 특성에 맞는 고기능성 맞춤형 콘크리트에 대한 수요증가를 가져왔다. 이러한 콘크리트 산업의 현실은 제한된 조건에서 내구성이 우수한 맞춤형 콘크리트를 만들어야 한다는 새로운 패러다임의 콘크리트 생산방식을 요구하게 되었다. 가장 일반적인 고성능 콘크리트 생산방법은 혼합시멘트와 이동식 믹서를 이용하는 방법이다. 현실적으로 현장에서는 배치 플랜트에서 고성능 콘크리트의 생산이 어려우므로, 혼화재료 또는 폴리머를 미리 혼합한 혼합시멘트와 맞춤형 혼화제를 이동식 믹서에서 배합한 후 콘크리트를 생산하는 방식이 적용되고 있다. 이 방법은 콘크리트 생산원가가 매우 비싸고, 무엇보다도 가장 큰 문제점은 이동식 믹서의 용량 제한으로 인해 정해진 시간 안에 현장에서 필요로 하는 물량을 생산하지 못한다는 단점이 있다
이러한 여건에서 개발된 콘크리트 생산 및 시공방법이 셀룰러 스프레이 콘크리트공법이다. 셀룰러 스프레이 콘크리트공법은 셀룰러(기포)를 첨가한 고유동 콘크리트에 각종 폴리머 및 혼화재료를 현장에서 첨가하고, 셀룰러 첨가로 인해 높아진 공기량을 스프레이를 통해 제어하여 고기능성 맞춤형 콘크리트를 생산하는 공법이다. 배치 플랜트에서 생산된 일반 콘크리트를 수요자의 요구에 맞게 현장에서 직접 여러 종류의 특수콘크리트로 변경 가능하다는 점에서 활용성이 매우 높은 공법 중 하나이다. 그러나 본 공법은 경사면 시공이 가능한 장점이 있는 반면에, 이동식 믹서를 이용한 공법과 마찬가지로 콘크리트 생산속도가 느리다는 단점이 있다. 더불어 스프레이를 위한 장비 조합이 최적화 되어있지 못하고, 펌프카 막힘 현상과 같은 현장변수 요인이 공사 기간에 영향을 주기도 한다.
본 연구에서는 셀룰러 스프레이 콘크리트공법 적용이 어려운 여건에서, 유사한 성질의 콘크리트 생산이 가능한 방법에 대해 고찰하였다. 셀룰러 스프레이 콘크리트의 가장 큰 장점은 개념적으로 현장에서 수요자 맞춤형 콘크리트 생산이 가능하고, 셀룰러 투입 시 발생하는 다량의 공기를 스프레이 과정에서 적절한 크기와 분포로 배열하여 동결융해 내구성이 우수한 재료 생산이 가능하다는 것이다. 달리 말하면, 셀룰러 투입 후에도 콘크리트가 적정공기량과 공극구조를 확보할 수 있다면 스프레이 공정 생략이 가능하므로 공사비와 공사 기간을 현저하게 줄일 수 있게 된다. 이를 구현하기 위하여 본 연구에서는 셀룰러 투입으로 발생한 공기를 소포제를 이용하여 제어하는 방법(셀룰러 콘크리트공법)을 제안하고, 앞서 언급한 셀룰러 스프레이 콘크리트공법 및 혼합시멘트를 사용한 이동식 믹서 생산방법과 비교하여 공법의 적절성을 검토하였으며, 마지막으로 콘크리트의 생산속도, 경제성 및 시공의 적절성에 기초하여 기술 확산 가능성에 대해 고찰하였다.

목차

표 목차 vi
그림 목차 viii
국문요지 xii
Ⅰ. 서론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구동향 4
1.2.1 국내 연구동향 4
1.2.2 국외 연구동향 5
1.3 연구내용 및 범위 7
1.4 논문구성 8
Ⅱ. 이론적 고찰 9
2.1 개요 9
2.2 고성능 콘크리트(HPC)의 정의 및 특성 10
2.2.1 고성능 콘크리트의 정의 10
2.2.2 고성능 콘크리트의 특성 12
2.2.3 고성능 혼합시멘트 15
2.3 교면 포장용 콘크리트의 정의 및 특성 17
2.3.1 교면 포장의 정의 17
2.3.2 시멘트 콘크리트 교면 포장의 종류 17
2.3.3 LMC(Latex Modified Concrete) 교면 포장의 특성 20
2.4 2층 콘크리트포장(2LCP) 정의 및 특성 23
2.4.1 2층 콘크리트포장의 정의 23
2.4.2 포장구조 및 재료적 특성 25
2.4.3 시공특성 26
2.5 고성능 콘크리트의 시공방법 및 특징 27
2.5.1 이동식 믹서를 이용한 시공방법 27
2.5.2 셀룰러를 이용한 재배합 콘크리트 시공방법 32
2.6 소결 41
Ⅲ. 고성능 콘크리트의 시공방법에 따른 공극구조 특성 42
3.1 개요 42
3.2 사용재료 43
3.2.1 시멘트 43
3.2.2 골재 44
3.2.3 실리카퓸 46
3.2.4 라텍스 46
3.2.5 폴리머 분말 47
3.2.6 소포제 48
3.2.7 기포 48
3.2.8 고성능 유동화제 48
3.3 실험방법 50
3.3.1 굳지 않은 콘크리트의 공극 구조 측정방법 50
3.3.2 굳은 콘크리트의 공극 구조 측정방법 53
3.3.3 시험편 제작방법 및 타설장비 56
3.4 배합설계 61
3.5 고성능 콘크리트의 공기량 측정 결과 63
3.6 고성능 콘크리트의 굳기 전 공극구조 특성 결과 66
3.6.1 HPC 굳기 전 공극구조 특성 결과 67
3.6.2 LMC 굳기 전 공극구조 특성 결과 69
3.6.3 2LCP 굳기 전 공극구조 특성 결과 71
3.7 고성능 콘크리트의 굳은 후 공극구조 특성 결과 73
3.7.1 HPC 굳은 후 공극특성구조 결과 74
3.7.2 LMC 굳은 후 공극특성구조 결과 78
3.7.3 2LCP 굳은 후 공극특성구조 결과 82
3.8 고성능 콘크리트의 굳기 전·후 공극구조 특성 결과 87
3.8.1 HPC 굳기 전·후 공극구조 특성 결과 비교 87
3.8.2 LMC 굳기 전·후 공극구조 특성 결과 비교 89
3.8.3 2LCP 굳기 전·후 공극구조 특성 결과 비교 91
3.9 고성능 콘크리트의 간격계수 및 비표면적 시험 결과 94
3.9.1 HPC 간격계수 및 비표면적 시험 결과 96
3.9.2 LMC 간격계수 및 비표면적 시험 결과 97
3.9.3 2LCP 간격계수 및 비표면적 시험 결과 98
3.10 고성능 콘크리트에서 연행공기와 간격계수의 상관성 분석 99
3.11 소결 101
Ⅳ. 고성능 콘크리트의 시공방법에 따른 강도 및 내구특성 103
4.1 개요 103
4.2 사용재료 104
4.3 실험방법 104
4.3.1 공기량 및 슬럼프 시험 104
4.3.2 압축강도 시험 105
4.3.3 염소이온 침투 저항성 시험 107
4.4 배합설계 110
4.5 슬럼프 및 공기량 실험 결과 111
4.5.1 슬럼프 시험 결과 111
4.5.2 공기량 시험 결과 113
4.6 압축강도 시험 결과 116
4.6.1 HPC 압축강도 시험 결과 116
4.6.2 LMC 압축강도 시험 결과 117
4.6.3 2LCP 압축강도 시험 결과 118
4.7 염소이온 침투 저항성 시험 결과 119
4.7.1 HPC 염소이온 침투 저항성 시험 결과 120
4.7.2 LMC 염소이온 침투 저항성 시험 결과 121
4.7.3 2LCP 염소이온 침투 저항성 시험 결과 122
4.8 소결 123
Ⅴ. 현장 적용성 평가 124
5.1 개요 124
5.2 고성능 콘크리트 시공방법 125
5.2.1 이동식 믹서를 이용한 고성능 콘크리트 시공 125
5.2.2 셀룰러 스프레이 공법을 이용한 고성능 콘크리트 시공 127
5.2.3 소포제를 이용한 고성능 셀룰러 콘크리트 시공 130
5.3 HPC 현장 적용성 평가 132
5.3.1 HPC 시험시공 개요 132
5.3.2 HPC 현장 적용성 실험결과 134
5.4 2LCP 현장 적용성 평가 138
5.4.1 2LCP 시험시공 개요 138
5.4.2 2LCP 현장 적용성 실험결과 145
5.5 시공방법에 따른 시공비 비교 149
5.5.1 생애주기비용(LCC)분석 방법 149
5.5.2 재료비 및 장비사용료 비교 150
5.6 소결 154
Ⅵ. 결론 및 향후연구 156
참고문헌 159
Abstract 168

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