KR0147002B1 - Process for preparing concrete - Google Patents

Process for preparing concrete

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KR0147002B1
KR0147002B1 KR1019950054481A KR19950054481A KR0147002B1 KR 0147002 B1 KR0147002 B1 KR 0147002B1 KR 1019950054481 A KR1019950054481 A KR 1019950054481A KR 19950054481 A KR19950054481 A KR 19950054481A KR 0147002 B1 KR0147002 B1 KR 0147002B1
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Abstract

[목적][purpose]

고내구성 콘크리트의 제법을 제공We provide manufacturing method of high durability concrete

[구성][Configuration]

단위 시멘트량 550kg/cm2로 하여 혼화재의 혼입률로 로고 슬래그 0%, 12.5%, 25%로 달리하고, 플라이애쉬는 0%, 15%, 30%로 달리하고, 실리카흄 10%와 고로 슬래그 12.5%, 실리카흄 10%와 고로 슬래그 25%, 플라이애쉬 15%와 고로 슬래그 12.5%를 시멘트에 대한 변수로 채택하여 공기연행제 0.04%와 고유동화제를 첨가 배합함으로서 고내구성 콘크리트를 제조한다.The unit cement content is 550kg / cm 2, and the slag mixing rate is 0%, 12.5%, 25%, and the fly ash is 0%, 15%, 30%, silica fume 10% and blast furnace slag 12.5% , 10% silica fume, 25% blast furnace slag, 15% fly ash and 12.5% blast furnace slag are used as cement variables to make highly durable concrete by adding and adding 0.04% air emulsifier and high fluidizing agent.

Description

고내구성 콘크리트의 제조방법Manufacturing method of high durability concrete

제1도는 염소이온 투과시험 장치 설명도이며,1 is an explanatory diagram of a chlorine ion permeation test device,

제2도는 철근 부식시험의 시편형상도이며,2 is a specimen shape of reinforcing bar corrosion test,

제3도는 철근 부식실험 장치 설명도이며,3 is an explanatory diagram of the rebar corrosion test apparatus,

제4도는 초음파속도 측정장치의 블럭 다이어그램이다.4 is a block diagram of the ultrasonic velocity measuring device.

본 발명은 고내구성 콘크리트의 제조방법에 관한 것으로 특히 고품질 시공을 위한 고내구성 콘크리트의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a manufacturing method of high durability concrete, and more particularly to a manufacturing method of high durability concrete for high-quality construction.

콘크리트를 사용한 토목시설물은 국가의 기반 시설로서 국가경제에 중요한 지위를 가지고 있다. 이런 콘크리트 토목시설물들은 가설되는 순간부터 여러 가지의 특수한 물리적, 화학적인 환경 조건에 노출되고 이 물리적, 화학적 환경 조건은 시설물에 직접, 간접적인 영향을 주게 된다.Civil engineering facilities using concrete have important status in the national economy as a national infrastructure. These concrete civil engineering facilities are exposed to various special physical and chemical environmental conditions from the moment of construction, and these physical and chemical environmental conditions have a direct and indirect effect on the installation.

콘크리트 구조물에 있어서, 궁극적인 바램은 시설물이 제 성능을 다하면서 목표기간 동안 존재하는 것이나 시설물은 설치될 때부터 시설물의 특성, 설치 지역등에 따른 여러 침해요인의 영향을 받는다. 구조물에 작용하는 침해적인 물리적, 화학적환경은 구조물에 손상 즉 구조물의 성능저하(Deterioration)를 일으키게 된다. 이러한 구조물의 성능저하 현상에 의하여 구조물은 일정한 수명, 즉 내구년한을 가지게 되고, 이 내구년한은 목표 수명기간 동안 시설물들이 사용성을 유지할 수 있도록 확보되어야 한다.For concrete structures, the ultimate desire is that the facility will exist for the desired period of time as the facility is performing well, but from the time the facility is installed, it will be affected by various invasive factors, depending on the characteristics of the facility and the location of the installation. Intrusive physical and chemical environments acting on the structure will cause damage to the structure, that is, deterioration of the structure. Due to the deterioration of the structure, the structure has a certain lifetime, that is, the lifetime, which must be secured so that the facilities can maintain usability for the target lifetime.

특히 많은 토목 시설물에 사용되는 콘크리트는 다른 건설재료에 비하여 내구성이 우수한 재료라는 것이 일반적인 견해로 되어 있으나 최근 콘크리트 구조물이라도 충분한 내구성이 확보되지 못하는 경우가 많이 보고되고 있다. 이는 해석, 설계기술의 발달로 설계기준은 정밀해짐에도 불구하고 골재 등의 재료확보의 난이성 및 새로운 극심한 환경조건의 영향, 그리고 분업화에 따른 유기적관계 결여, 반영구적인 수명을 갖으리라는 잘못된 편견 등의 복합적인 요인에 의한 것으로 고품질의 내구성 확보를 위한 연구의 중요성이 더욱 증대되고 있다.In particular, it is a general view that concrete used in many civil facilities is a material superior in durability compared to other construction materials, but recently, even a concrete structure has not been sufficiently secured. This is due to the development of analysis and design technology, but the design standards are precise, but the difficulty of securing materials such as aggregates, the effects of new extreme environmental conditions, the lack of organic relations due to the division of labor, and the misconception that they will have a semi-permanent lifespan The importance of research for securing high quality durability is increasing further.

따라서 토목 시설물의 내구년한과 관련하여 먼저 콘크리트 구조물에 발생하는 성능저하 현상을 그 원인별, 종류별로 고찰하고 각각 성능저하 원인을 분석함으로서 콘크리트 구조물의 내구성 향상 방안을 도출하여 실제 콘크리트 구조물에 사용할 수 있는 적정 배합을 제안코자 하는 것이 본 발명의 목적이다.Therefore, in relation to the endurance of civil engineering facilities, the performance degradation phenomenon occurring in concrete structures is first examined by the cause and type, and the causes of performance degradation can be analyzed to derive the method of improving the durability of concrete structures. It is an object of the present invention to propose a suitable formulation.

먼저 콘크리트 구조물의 성능저하 원인을 살펴보기로 한다. 구조물의 내구성이라함은 구조물이 존재하는 동안 만족할만한 수준의 신뢰성(Reliability)과 사용성(Serviceability)을 유지하는 능력이다. 여기서 사용성이란 구조물의 설계, 시공시에 목표한 기능을 충분히 수행할 수 있는 능력을 말하며, 구조물의 내구성이란 구조물의 풍화작용, 화학작용, 마모 또는 다른 성능저하 과정에 의하여 구조물에 발생하는 성능저하 현상에 저항하는 능력으로 정의될 수 있다.First, the causes of performance degradation of concrete structures will be examined. The durability of a structure is its ability to maintain a satisfactory level of reliability and serviceability throughout the life of the structure. Here, usability refers to the ability to fully perform the desired function during the design and construction of the structure, and durability of the structure refers to performance degradation phenomenon that occurs in the structure due to weathering, chemical reaction, abrasion or other deterioration process of the structure. Can be defined as the ability to resist.

따라서 구조물의 성능저하의 원인별로 살펴볼 때 외적인 요인으로는 물리적, 화학적, 기계적인 요인을 들 수가 있는데 이는 외기에 의한 영향과 극단적인 온도변화, 마찰, 전기화학적 작용의 발생, 자연 혹은 공업적인 액체, 기체에 의한 영향을 들 수가 있다.Therefore, external factors include physical, chemical, and mechanical factors, which are considered as the causes of performance deterioration of structures. These include external air influences, extreme temperature changes, friction, electrochemical action, natural or industrial liquids, The influence by gas can be mentioned.

또한 성능저하의 내적인 요인으로는 알카리-골재반응, 시멘트 경화체와 골재의 열적 특성 차이에 따른 체적변화, 콘크리트의 투수에 의한 손상등을 들 수 있다. 특히 콘크리트의 투수성은 외부작용에 대한 콘크리트의 취약성을 결정짓는 주된 요인이 되므로 성능저하 현상에 저항력을 가지는 내구적인 콘크리트가 되려면 콘크리트가 반듯이 수밀해야 한다고 할 수 있다. 즉 콘크리트 및 시멘트 경하체 내부에 존재하는 수분의 성능저하는 다음과 같이 정리할 수가 있다.In addition, internal factors such as alkali-aggregate reaction, volume change due to the difference in thermal properties of hardened cement and aggregate, and damage due to the permeation of concrete are included. In particular, the permeability of concrete is the main determinant of concrete's vulnerability to external action. Therefore, concrete must be watertight in order to become a durable concrete resistant to degradation. In other words, the performance degradation of water present in the concrete and cement hard body can be summarized as follows.

1) 공극(空隙)을 포함한 재료에서 수분은 성능저하의 물리적 발현에 있어 원인이 되고 여러 유해한 이온(ion)의 수송수단이 된다.1) In materials containing voids, moisture causes physical manifestations of poor performance and is a means of transporting many harmful ions.

2) 공극을 포함한 재료에서 수분의 이동과 관련된 물리-화학적 현상은 재료의 투수성에 의해 영향을 받는다.2) The physico-chemical phenomena associated with the movement of moisture in the material, including voids, are affected by the material's permeability.

3) 성능저하율은 수분(水分)내의 이온의 종류와 집중도 그리고 재료의 화학성에 의해 영향을 받는다.3) The degradation rate is affected by the type and concentration of ions in the water and the chemistry of the material.

통상 토목 시설물은 수분에 노출되어 있는 경우가 많으며, 적어도 강우(降雨)등에 의해 수분과 접촉된다. 따라서 콘크리트 구조물이 노출되어 있는 수분의 범위를 어떻게 관리 통제하며, 콘크리트의 수밀성을 개선, 유지하느냐는 그 내구성에 있어 중요한 요소가 되는바 이와 같은 성능저하의 원인을 유형별로 살펴본다.Civil engineering facilities are often exposed to moisture, at least in contact with water by rain or the like. Therefore, how to control and control the range of moisture exposed to concrete structures, and how to improve and maintain the water tightness of concrete, is an important factor in its durability.

① 콘크리트 구조물은 자연적인 혹은 인위적인 온도의 상승, 강하로 인하여 콘크리트 내부의 온도가 간극수(間隙水)의 동결점(凍結点) 아래에서 그 이상으로, 동결점 이상에서 그 이하로 떨어지는 온도변화가 있을 때 구조물 성능저하의 원인이 되는 동결융해작용(Freezing and thawing)을 받게 된다.① Concrete structures may have a temperature change in which the temperature inside the concrete falls below the freezing point of the pore water and above and below the freezing point due to natural or artificial temperature rise or drop. It is then subjected to freezing and thawing, which causes structural degradation.

젖어있는 상태의 경화된 콘크리트가 온도가 낮아지면 시멘트 모르타르의 모세간극 안에 있는 간극수가 얼게되는데 이때 약 9.1%정도의 체적이 증가하게 된다. 간극에 따른 간극수의 상이한 빙점에 의해 얼지 않는 부분의 간극수가 동결부분의 수분이 소실되는 것에 대한 저항력으로 간극수압이 발생하고 모세관 작용으로 동결부분의 간극은 점진적 팽창을 한다. 또한 연속적인 간극수의 동결과 융해가 일어나는 경우 체적변화가 심화되고 반복되는 동결융해작용은 누적효과를 나타낸다.When the temperature of the hardened concrete in the wet state decreases, the pore number in the capillary gap of the cement mortar freezes, increasing the volume by about 9.1%. The pore water pressure is generated as a resistance against loss of water in the freezing portion due to the different freezing point of the pore number according to the gap, and the gap in the freezing portion is gradually expanded by capillary action. In addition, when freezing and melting of continuous pore water occur, volume change intensifies and repeated freezing and thawing action has a cumulative effect.

② 콘크리트는 시멘트의 수화반응(Hydration)로 인하여 결합체로서 강도를 발현하게 되는데 이 시멘트의 수화반응에서 시멘트량의 약 1/3이 생성되는 수산화칼슘은 pH12∼13정도의 강알카리성을 나타내며, 이로 인한 시멘트 수화물 전체의 pH가 결정된다. 수산화칼슘은 대기중에 포함하고 있는 약 산성의 탄산가스(CO2)와 접촉하여 다음과 같은 반응에 의하여 탄산칼슘(CaCO3)과 물로 변화한다.② Concrete exhibits strength as a binder due to the hydration of cement. Calcium hydroxide, which produces about one third of the amount of cement in the hydration of cement, exhibits strong alkalinity of about pH 12-13. The pH of the entire hydrate is determined. Calcium hydroxide is converted into calcium carbonate (CaCO 3 ) and water by the following reaction in contact with weakly acidic carbon dioxide (CO 2 ) contained in the atmosphere.

위 반응에서 탄산칼슘으로 변화한 부분의 pH가 8.5∼10정도로 낮아지는 것으로 인하여 중화성(Neutralization) 탄화(Carbonation)라고 불린다. 중성화는 콘크리트의 표면에서 내부를 향하여 진행하며, 콘크리트는 탄산가스와 반응한 중량만큼 무거워지고 치밀해 진다. 그리고 중성화가 진행함에 따라 약간의 극히 미세한 균열이 발생하지만 문제가될 정도는 아니다.In the above reaction, the pH of the portion changed to calcium carbonate is lowered to about 8.5 to 10, so it is called Neutralization Carbonization. Neutralization proceeds inward from the surface of the concrete, which becomes heavier and denser as the weight reacted with carbon dioxide. And as the neutralization proceeds, some very fine cracks occur, but this is not a problem.

따라서 중성화에 의하여 발생하는 물리적 성능저하는 철근의 부식에 대한 성능저하이다. 중성화된 콘크리트는 내부의 철근을 둘러싼 알카리성 부동태 피막을 불안하게 하여 부식의 발생을 유발하여 구조물의 성능저하를 일으키게 된다.Therefore, the physical deterioration caused by neutralization is the deterioration of corrosion of reinforcing bar. Neutralized concrete may cause the alkali passivation film surrounding the internal reinforcing bars to become unstable and cause corrosion, resulting in performance degradation of the structure.

중성화를 유발하는 CO2는 공기중의 작은 양에도 반응을 하는데 공기중의 CO2는 전원(田園)의 경우 0.03%, 환기되지 않은 실험실의 경우 0.1%, 대도시가 0.3%이고, 특별한 경우 1%까지 그 차이가 크다. 위 식에서와 같이 Ca(OH)2는 CaCO3로 탄화되고 그 외의 다른 시멘트성분은 실리카 수화물(Hyrated silca), 알루마인(Alumine)으로 분해되고 또 페릭 옥사이드(Ferric oxide)등을 생성한다. 보통의 낮은 CO2압력에서도 칼슘화합물의 분해(Decompsition)는 일어나지만 콘크리트의 표면을 관통해서는 매우 천천히 일어난다.The neutralizing CO 2 also reacts to small amounts in the air, where CO 2 in the air is 0.03% in rural areas, 0.1% in unventilated laboratories, 0.3% in large cities, and in 1% in special cases. The difference is large. As in the above formula, Ca (OH) 2 is carbonized with CaCO 3 and other cement components are decomposed into silica hydrate (Hyrated silca), aluminine (Alumine), and also produce ferric oxide (Ferric oxide). Decomposition of calcium compounds occurs at normal low CO 2 pressures but very slowly across the surface of the concrete.

③ 알카리-골재반응(Alkari-aggregate reaction)이란 콘크리트의 수산화알카리를 주성분으로 하는 세공용액(알카리 금속이온 (알카리 금속이온 Na+, K+ ,수산화이온 OH+가 용출되어 있음)이 골재중의 알카리 반응생성물(알카리 실리카겔 Alkari-silicate)의 생성과 흡수에 동반되는 부피팽창에 의하여 콘크리트에 균열이 발생하는 현상을 포함하는데 알카리-골재반응은 반응기구(Reaction mechanism)에 따라 다음곽 같이 세 종류로 구분된다.③ The alkali-aggregate reaction is an alkali in the aggregate of pore solution (alkali metal ions (alkali metal ions Na + , K + , hydroxide OH + ) eluted) that contains alkali hydroxide in concrete. It includes the phenomenon of cracking in concrete due to volume expansion accompanied with the production and absorption of reaction product (alkali silica gel Alkari-silicate) .Alkali-aggregate reaction is classified into three types according to the reaction mechanism. do.

(1) 알카리-실리카 반응(Alkari-silica reaction:ARS)(1) Alkari-silica reaction (ARS)

(2) 알카리-탄산염암 반응(Alkari-carbonate rock reaction)(2) Alkari-carbonate rock reaction

(3) 알카리-실리케이트 반응(alkari-silicate reaction)(3) an alkali-silicate reaction

대부분의 반응이 알카리-실리카 반응이므로 보통 알카리-골재반응이라면 알카리-실리카 반응을 말한다. 알카리-실리카반응이란 골재의 실리카(SiO2)가 콘크리트 용액중의 알카리 금속이온(Na+, K+)가 반응하여 알카리 규산염겔(Alkari-silicate gel)을 만들어 물을 흡수하여 팽창하는 반응이다.Since most reactions are alkali-silica reactions, usually alkaline-aggregate reactions refer to alkali-silica reactions. Alkaline-silica reaction is a reaction in which silica (SiO 2 ) of aggregate reacts with alkali metal ions (Na + , K + ) in concrete solution to form alkali silicate gel (Alkari-silicate gel) to absorb and expand water.

알카리-골재반응은 결과적으로 알카리-실리카겔이 형성되고 골재경계의 변화를 초래하는데 이 겔은 극한 팽창형태(ultimateswelling type)로 이는 수분을 흡수하고 체적을 증가시키는 성향을 갖는다. 이 알카리-실리카겔은 주위의 시멘트 경화체에 둘러싸여 내부 압력을 유발하고 결국 시멘트 경화체의 팽창, 균열, 탈락(Expansion, crack, pop-outs)을 초래한다.Alkaline-aggregate reactions result in the formation of alkali-silica gels and changes in aggregate boundaries, which are in the ultimatelywelling type, which tends to absorb moisture and increase volume. This alkali-silica gel is surrounded by the surrounding cement hardening, causing internal pressure and eventually causing expansion, cracking, and pop-outs of the hardening of the cement.

팽창은 삼투장(Osmotic potential)을 통하여 나타난 정수압(Hydraulic pressure)에 기인하며, 알카리-실리 반응에서 생성되는 고형물질의 팽창압력에 의해 발생한다. 따라서 이런 부피팽창은 콘크리트 구조물에 치명적인 손상을 입힐 수 있다. 상대적으로 부드러운 겔의 일부분은 물간극수에 용해되어 골재의 팽창에 의해 발생한 균열에 침전되기도 한다.The expansion is due to the hydrostatic pressure expressed through the osmotic potential and is caused by the expansion pressure of the solids produced in the alkali-silicone reaction. Therefore, this volume expansion can cause fatal damage to the concrete structure. Some of the relatively soft gels are dissolved in water pore water and settle in the cracks caused by the expansion of the aggregates.

④콘크리트 구조물이 흙과 접하고 있는 경우 가장 일반적이고 광범위하게 발생하는 콘크리트 구조물의 성능저하 현상은 황산염 반응(Sulfate attack)에 의한 것이다. 지하수 또는 흙에는 나트륨(Sodium), 칼륨(Potassium), 칼슘(Calcium) 및 마그네슘(Magnesium)등의 자연발생적인 황산염들이 존재하게 되며, 특히 점토질 흙에 많은 양의 황산염이 함유되어 있다. 또 토목시설물은 하수처리등의 기능을 수행하므로 폐수, 오수 등을 접하게 되므로 황산염을 많이 포함한 환경에 놓이게 된다. 따라서 토목시설물에 발생하는 황산염에 의한 성능저하 기구는 앞으로 더 규명해야 할 과제중 하나다.④ When concrete structure is in contact with soil, the most common and widespread deterioration of concrete structure is caused by sulfate attack. In groundwater or soil, naturally occurring sulfates such as sodium, potassium, calcium and magnesium are present. In particular, clay soils contain large amounts of sulfates. In addition, civil engineering facilities perform functions such as sewage treatment, and thus are exposed to wastewater and sewage, so they are placed in an environment containing a lot of sulfates. Therefore, the performance degradation mechanism caused by sulfates in civil engineering facilities is one of the more questions to be identified.

⑤ 콘크리트의 내부에 묻힌 철근의 부식(Corrosion of steel rein forcement in concrete)은 콘크리트 구조물의 성능저하를 일으키는 주요한 원인중의 하나다. 철근 콘크리트는 콘크리트와 열팽창계수가 거의 같으며, 부착력도 우수한 철근을 콘크리트에 매립하여 콘크리트가 갖고 있는 약점을 보완하는 한편, 주위 콘크리트는 철근의 약점인 부식을 보호하는 우수한 내구성을 가진 복합재료이다. 그러나 주기적, 장기적으로 콘크리트 구조물이 부식환경에 노출된 경우 철근 주위의 부동태 피막이 파괴되고 철근의 부식이 발생하여 철근 자체의 성능저하와 콘크리트 피막의 탈락을 유발하여 전반적인 구조물의 성능저하를 일으킨다. 특히 대규모의 토목 구조물로서 간척(干拓)시설물 등은 직접 바다에 접하여 설치되기 때문에 염해에 따른 철근의 부식문제는 심각한 것이다.Corrosion of steel reinforcement in concrete is one of the major causes of deterioration of concrete structures. Reinforced concrete compensates for the weakness of concrete by embedding reinforcing steel with the same thermal expansion coefficient and excellent adhesion to concrete, while surrounding concrete is a composite material with excellent durability that protects corrosion, which is a weak point of reinforcing steel. However, if the concrete structure is exposed to the corrosive environment periodically or long term, the passivation film around the reinforcing bar is destroyed and the corrosion of the reinforcing bar causes the performance of the reinforcing bar itself and the fall of the concrete film. In particular, since large-scale civil engineering structures, such as reclamation facilities, are installed directly in contact with the sea, corrosion problems of rebar due to salt damage are serious.

콘크리트 구조물의 외부환경으로 인하여 또는 콘크리트 구조물 자체적 원인으로 인하여 콘크리트 내부에 일정량의 염화물 이온이나 산성 음이온이 존재하게 되는 경우, 이의 작용에 의해 철근 주위의 부동태피막이 파괴되고 철근은 부식하기 쉬운 상태가 된다. 콘크리트 내부의 철근이 부식하면, 철근의 단면이 손실되어 구조물의 전체 강도가 저하될 뿐 아니라 철근의 체적이 본래의 약 2.5배로 팽창하고 그 팽창압으로 균열을 발생시키게 된다. 균열이 발생하면, 산소나 물의 공급이 용이하게 되어 철근의 부식이 촉진되고 결국에는 피복 콘크리트가 탈락해서 구조물은 현저히 성능저하를 일으킨다.When a certain amount of chloride ions or acidic anions are present in the concrete due to the external environment of the concrete structure or due to the concrete structure itself, the passivation film around the reinforcing bar is destroyed by the action thereof and the reinforcing bars are easily corroded. Corrosion of reinforcing steel in concrete causes the cross section of the steel to be lost, reducing the overall strength of the structure as well as expanding the steel to about 2.5 times its original volume and causing cracking at the expansion pressure. When a crack occurs, the supply of oxygen or water is facilitated, which promotes corrosion of the reinforcing steel, and eventually the coated concrete falls off, resulting in a significant performance degradation of the structure.

⑥ 기타 원인에 의한 성능저하로서는⑥ Degradation due to other causes

ⓐ 건습에 의한 콘크리트 구조물의 건조수축 현상은 콘크리트가 건조되는 경우 수축을 하게되고 콘크리트가 다시 젖게되면, 팽창하게되는 현상이다. 이와 같은 수분의 변화로 인한 체적변화는 수경시멘트(Hydraulic cement) 콘크리트에 내재하는 특성이다. 건습에 의한 피해결과로 시멘트 경화체에서 수분량의 변화는 콘크리트를 수축 또는 팽창시키는 반면, 수축 팽창의 차이에 따른 내부적 구속과 골재와 철근의 구속 그리고 외부구조 형태에 따른 구속에 의하여 내부 억제력이 제공되고 응력이 발생한다. 이러한 응력에에 의하여 콘크리트 구조물에 균열이 발생하게 됨을 알 수 있다.Ⓐ Dry shrinkage of concrete structures by wet and dry is a phenomenon in which the concrete contracts when it is dried and expands when the concrete gets wet again. The volume change due to the change of moisture is inherent in hydraulic cement concrete. As a result of the damage caused by wet and dry, the change of moisture content in the hardened cement constricts or expands the concrete, while internal restraint is provided by internal restraint due to the difference of contraction expansion, restraint of aggregate and reinforcement, and restraint according to the external structure type and stress This happens. It can be seen that cracks occur in the concrete structure due to such stress.

ⓑ 용해성 염의 석출에 의한 성능저하에 있어서는 콘크리트 구조물이 지하수등을 함유하고 있는 지반과 접하고 있는 콘크리트에 발생할 수 있는 성능저하 현상중의 하나는 콘크리트 시멘트 경화체 내에 함유된 용해성 염의 석출(Leaching)에 의한 콘크리트 구조물의 성능저하 현상이다. 알카리염 등이 용해되어 콘크리트 밖으로 석출되는 경우 콘크리트 내부의 pH가 감소되고 콘크리트 내에 존재하는 철근은 부식 발생이 용이한 환경에 놓이게 된다. 또한 염의 용해로 인하여 콘크리트 내부에는 간극이 생기게 된다. 이러한 발생기구로 인하여 철근의 부식등 콘크리트 구조물의 성능저하 현상이 일어남을 알 수 있다.Ⓑ In the performance degradation caused by the precipitation of soluble salts, one of the performance degradations that can occur in concrete that is in contact with the ground containing the groundwater, etc., is one of the characteristics of concrete due to the precipitation of soluble salts contained in hardened concrete cement. It is a performance degradation phenomenon of the structure. When alkali salts are dissolved and precipitated out of concrete, the pH inside the concrete decreases, and the reinforcing steel present in the concrete is placed in an environment where corrosion easily occurs. In addition, the dissolution of salts creates a gap inside the concrete. Due to this mechanism, it can be seen that degradation of concrete structures such as corrosion of reinforcing bars occurs.

ⓒ 충격 및 마모편상에 의한 성능저하로 토목 구조물로서 해안 방파제 구조물, 교량이나 배수갑문 등과 같은 구조물은 파도, 바람 그리고 차량등에 저항하도록 설계된 구조물이다. 이러한 시설물들은 충격하중에 의해 발생하는 충격파에 의해 성능저하가 발생한다. 또 지진에 의한 충격파에 의해서도 성능저하를 일으킨다.Ⓒ As a civil engineering structure due to the performance deterioration due to impact and wear fragments, structures such as coastal breakwater structures, bridges and drainage locks are designed to resist waves, wind and vehicles. These facilities are degraded by shock waves generated by impact loads. In addition, the shock wave caused by the earthquake also causes performance degradation.

토목 구조물로서 수리구조물에 물의 흐름과 직접적으로 접촉된 부분의 경우 물방울이 가지는 기포에 의한 에너지방출로 인하여 콘크리트 표면에 작은 공동(空洞) 및 파쇄가 생기는 마모에 따른 성능저하가 발생하게 된다. 또 해수에 인접한 방파제 구조물, 배수갑문등의 구조물의 경우 구조물이 해수에 접하면서 해수에 포함된 모래, 암석성분 등이 구조물의 경우 구조물이 해수에 접하면서 해수에 포함된 모래, 암석성분 등이 구조물의 표면에 접하게되고 이러한 해수성분들이 표면에 마찰되면서 구조물의 표면이 파괴되어 구조물의 성능저하 현상이 발생하게 된다.In the case of the civil structures, the parts directly in contact with the flow of water to the structural structure, due to the energy release by the bubbles of water droplets, the performance decreases due to wear caused by small voids and fractures on the concrete surface. In the case of structures such as breakwater structures and drainage locks adjacent to the seawater, sand and rock components contained in the seawater while the structure is in contact with the seawater. In the case of structures, the sand, rock component, etc., contained in the seawater as the structure is in contact with the seawater. The surface of the structure is destroyed as these seawater components are rubbed on the surface of the structure, resulting in the performance degradation of the structure.

충격 및 마모에 의한 피해결과로 충격 및 마모에 의하여 콘크리트 표면은 부서지거나 작은 공동들이 많이 발생하게 된다. 콘크리트 표면이 부서짐으로서 콘크리트의 기능에 손상을 주게된다. 또 콘크리트 표면이 마모에 의하여 손상을 입을 경우 철근의 덮개가 얇아져 철근부식을 초래시키는 물질이 침투하기 쉽게되어 철근의 부식을 촉진하게 되며, 기타 콘크리트에 유해한 물질의 침투가 용이하게 되는 것으로 생각된다.As a result of damage caused by impact and abrasion, the concrete surface is broken or many small cavities are generated by the impact and abrasion. Broken concrete surfaces damage the concrete's function. In addition, when the concrete surface is damaged by abrasion, the cover of the reinforcing bar becomes thin and the material causing rebar corrosion easily penetrates, thereby promoting the corrosion of the reinforcing bar, and it is thought that the intrusion of harmful substances into the concrete is facilitated.

이상 설명한 바와 같은 콘크리트 구조물의 성능저하의 원인을 억제 또는 저지하는 콘크리트의 내구성 극대화를 도모하기 위한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 여러가지 실험변수에 대하여 각종 성능시험을 수행하고 그 결과 강도 및 내구특성을 분석하여 가장 합리적인 방안이 도출되었다.In order to achieve the object of the present invention for maximizing the durability of concrete to suppress or prevent the cause of performance degradation of concrete structures as described above, various performance tests are performed on various experimental variables, and as a result, strength and durability characteristics are The analysis yielded the most rational solution.

즉 본 발명에서의 변수는 보통 포틀랜드 시멘트(1종)을 채택하고 단위 시멘트량을 550kg/m3으로 했으며, 혼화재의 영향을 알아보기 위하여 플라이애쉬 0%, 15%, 30%와 실리카흄(Silica fume) 0%, 10%, 20% 그리고 고로슬래그(Blast furnace slag)는 0%, 12.5%, 25%로 달리하여 유동성, 재령에 따른 강도 및 내투수성, 내부식성, 내황산염 저항성 및 동결융해 저항성 등 다양한 내구실험을 했고, 또 실리카흄 10%와 고로슬래그 12.5%를, 또 실리카흄 10%와 로고슬래그 25%, 그리고 플라이애쉬 15%와 로고슬래그 12.5%를 시멘트에 대체한 변수를 채택하여 혼화재의 적용에 따른 비용상승을 슬래그의 사용으로 감쇄한 경우의 강도 및 내구성을 알아봤다. 또 공기량의 영향을 고려하기 위하여 필요한 몇가지 변수에 대하여 공기연행한 것과 하지 않은것의 두 가지를 변수로 하여 실시하고 혼화재는 두가지 이상의 것들이 혼합되어 사용되었을 때의 상호작용성을 파악하기 위하여 두가지 혼화재를 동시에 사용한 실험도 겸했다. 이상과 같이 본 발명에 있어서 고품질 콘크리트의 강도, 유동성 및 내구특성을 파악하기 위하여 시멘트 종류, 단위시멘트당, 혼화재 종류 및 첨가량을 주요 변수로 실험을 한 것이다.That is, in the present invention, the parameters of the present invention are usually Portland cement (one type) and the unit cement amount is 550kg / m 3 , and fly ash 0%, 15%, 30% and silica fume (Silica fume) in order to examine the effects of admixtures ) 0%, 10%, 20% and blast furnace slag vary from 0%, 12.5%, 25% to fluidity, age-dependent strength and permeability, corrosion resistance, sulphate resistance and freeze thaw resistance. Various endurance tests were carried out, and the application of admixtures was carried out by adopting variables in which 10% silica fume and 12.5% blast furnace slag, 10% silica fume and logo slag 25%, and 15% fly ash and 12.5% logo ash slag were substituted for cement The strength and durability of the case where the increase in cost was reduced by the use of slag was examined. In addition, some variables needed to take into account the effects of air volume are carried out with two variables, one with and without air, and the other admixture is used to determine the interactivity when two or more are mixed and used. At the same time, the experiment was also used. As described above, in order to grasp the strength, flowability, and durability characteristics of the high-quality concrete in the present invention, the experiments were performed with the main variables such as cement type, per unit cement, admixture type, and addition amount.

단위 시멘트량과 물-시멘트비는 굳지 않은 콘크리트 및 굳은 콘크리트의 물성에 가장 큰 영향을 미치는 변수들이다. 일반적으로 단위 시멘트량이 높아지고 물-시멘트비가 낮아지면, 이에 따라 굳지 않은 콘크리트의 유동성은 떨어지나 굳은 콘크리트의 역학적 특성이나 내구적 특성은 향상되는 것으로 알려져 있다.The unit cement content and water-cement ratio are the variables that have the greatest influence on the properties of hard concrete and hard concrete. In general, when the unit cement amount is high and the water-cement ratio is low, the fluidity of the hardened concrete is reduced, but the mechanical and durable properties of the hardened concrete are improved.

따라서 본 발명 실시예에서는 단위 시멘트량과 물-시멘트비의 변수로 하여 H배합으로 했다. H배합은 단위 시멘트량이 550Kg/m3이고 물-시멘트비가 0.28이고 잔골재율이 0.35의 배합을 나타냈다.Therefore, in the embodiment of the present invention, H was set as a variable between the unit cement amount and the water-cement ratio. The H mix showed a unit cement content of 550 Kg / m 3 , a water-cement ratio of 0.28, and a fine aggregate ratio of 0.35.

본 발명 실시예에서 고품질 콘크리트의 유동성을 확보하기 위하여 적정 고유동화제(高流動化劑)를 선정하여 콘크리트 배합직후 슬럼프를 18cm 이상이 되도록 하고 또한 배합후 1시간이 경과한 후 슬럼프가 8cm 이상이 되도록 하여 현장에서 운반 타설 시간이 지연되더라도 충분한 작업성이 확보할 수 있도록 했다. 또 동일 시편에 공기연형제를 0.04% 투여하여 공기량을 4% 내외로 연행한 경우를 실험변수로 선정했다. 본 발명 실시예에서 사용된 시멘트는 국내 S사의 제1종 보통 포틀랜드 시멘트이며, 기본적인 물성은 아래 표 1과 같으며, 이는 KS규정을 만족시키고 있다.In order to secure the fluidity of the high-quality concrete in the embodiment of the present invention, by selecting an appropriate high fluidizing agent so that the slump is 18 cm or more immediately after concrete mixing, and the slump is 8 cm or more after 1 hour after mixing. In order to ensure sufficient workability, even if the time for transporting is delayed at the site. In addition, the experimental variable was selected as the case where the air amount of about 4% was carried out by administering 0.04% of the air softener to the same specimen. The cement used in the embodiment of the present invention is the first type ordinary portland cement of domestic S company, and the basic physical properties are shown in Table 1 below, which satisfies the KS regulations.

콘크리트 골재는 깨끗하고 단단하며, 내구적인 것이며, 또 적당한 입도를 가지고 화학적으로 안정하며, 얇은 석편, 가느다란 석편, 찰흙, 유기불순물, 염분등의 유해물질이 포함되지 아니한 것이며, 본 발명 실시예에 있어서는 서울 근교의 하천에서 채취된 잔골재를 사용한 것이며, 사용된 잔골재의 비중은 2.60이며 흡수율 1.5%이다. 그리고 고강도 콘크리트에 사용되는 굵은 골재는 강자갈이 부순 돌 보다 그 물성이 양호하나 적절한 최대치수 및 입도분포를 갖는 굵은 골재를 선정하는 것이 좋다. 그러나 최근 적당한 입도의 강자갈을 구하기 힘들기 때문에 부순 돌을 사용할 수 밖에 없고 따라서 최대 골재치수 19mm의 쇄석을 사용했으며, 굵은 골재의 비중은 2.75이고 흡수율은 1.0%였다.Concrete aggregate is clean, hard, durable, and chemically stable with a suitable particle size, it does not contain harmful substances such as thin slabs, slender slabs, clay, organic impurities, salts, etc. For example, fine aggregates collected from streams near Seoul were used. The specific aggregates used were 2.60 and the absorption rate was 1.5%. Coarse aggregates used in high-strength concrete have better physical properties than steel gravel, but it is better to select coarse aggregates with appropriate maximum dimensions and particle size distribution. However, due to the difficulty in obtaining a suitable grain size, it is difficult to use a crushed stone. Therefore, a maximum aggregate size of 19 mm was used, and the coarse aggregate had a specific gravity of 2.75 and an absorption rate of 1.0%.

주요변수로 사용되는 혼화재로 고로 슬래그는 광양제철소에서 생산된 것을 사용했으며, 비표면적은 Blain투과법에 의해 측정한 결과 4000cm /g이며, 실리카흄은 노르웨이 E사의 제품을 사용하였으며, 플라이애쉬는 충남 보령산 제품이다. 또 고 유동화제는 국내의 Mighty로 ASTM C494 Type DG에 적합한 코폴리머(copolymer)며, 비중은 1.20±0.01, 고형분 41±1%, 색상:암갈색, pH 8-10, 염화물 0.00%이다.Blast furnace slag was used as the main variable, and the blast furnace slag was produced at Gwangyang Works, and the specific surface area was measured by Blain transmission method / g, silica fume was used in Norway E company, fly ash is Boryeong Chungcheongnam. In addition, high fluidizing agent is a domestic Mighty copolymer suitable for ASTM C494 Type DG, specific gravity of 1.20 ± 0.01, solid content 41 ± 1%, color: dark brown, pH 8-10, chloride 0.00%.

본 발명 실시예에서 사용된 고유동화제는 효과적인 시멘트 입자의 수화작용으로 콘크리트 배합에서의 물의 양을 20-30%정도 줄일 수 있었으며, 동일한 물-시멘트 비 조건하에서는 혼화제를 첨가하지 않은 콘크리트보다 재료 분리현상이 생기지 않으면서 워커빌리(Workability)가 월등히 좋고 또 유동성이 상당시간 동안 지속되어 타설작업을 용이하게 한다.The high fluidizing agent used in the embodiment of the present invention was able to reduce the amount of water in the concrete mix by about 20-30% by effective hydration of the cement particles, and separate the material than the concrete without the admixture under the same water-cement ratio condition. The workability is excellent without any phenomenon and the fluidity lasts for a considerable time to facilitate the pouring work.

공기 연행제는 콘크리트 내부에 미세한 공기방울들을 적절히 연행시킬 목적으로 사용됐다. 공기 연행은 콘크리트가 수분에 노출되어 동결융해 작용을 받는 경우 콘크리트의 내구성을 괄목할만하게 향상시켜 주며, 연행된 공기는 화학적인 제빙염(Deicer)에 의해 야기되는 콘크리트 표면의 벗겨짐에 충분히 저항할 수 있도록 하여 준다. 또한 굳지 않은 콘크리트의 워커빌리티를 향상시켜 주며, 재료 분리와 블리딩 또한 감소시키거나 발생하지 않도록 한다. 공기연행 콘크리트는 시멘트 풀(Cement paste)을 통하여 균일하게 분포된 미세한 공기 방울들을 함유한다.Air entrainers were used to properly entrain fine air bubbles in concrete. Air entrainment significantly improves the durability of concrete when the concrete is exposed to moisture and freeze-thawed, and entrained air can be sufficiently resistant to peeling of the concrete surface caused by chemical deicers. To make sure. It also improves the workability of stiff concrete and reduces or eliminates material separation and bleeding. Airborne concrete contains fine air bubbles evenly distributed through the cement paste.

본 발명 실시예에서 사용한 공기연행제는 국내 K사의 상표명 EZAIR로서 위의 요구 조건을 만족시키는 수용성 용액으로 염화물은 함유하고 있지 않았다.The air entrainer used in the examples of the present invention is a water-soluble solution that satisfies the above requirements under the trade name EZAIR of K company in Korea, and does not contain chloride.

[실시예 1-5]Example 1-5

실시예 1-5에 대한 변수 배합표는 다음과 같으며, 시험결과 압축강도 600Kg/cm , 슬럼프 18±3cm, 적절한 공기량과 유동성이 유지되며, 내구성이 아래 설명에서와 같이 시험을 통해 우수했음이 입증되었다.The formulation of the parameters for Example 1-5 is as follows, the test results compressive strength 600Kg / cm , Slump 18 ± 3cm, proper air flow and fluidity were maintained, and the durability was proved to be excellent through the test as described below.

상기 실시예에 의해 배합된 콘크리트에 대한 유동성 실험, 압축강도 실험, 할렬인장강도 실험, 휨인장강도 실험, 내투수성 실험, 내황산염 특성실험, 동결융해 저항성 실험, 내부식성 실험등에 대한 실험결과는 다음과 같다.Experimental results for fluidity test, compressive strength test, splitting tensile strength test, flexural tensile strength test, permeability test, sulfate resistance test, freeze thaw resistance test, corrosion resistance test, etc. As follows.

상기한 유동성 실험은 KS F 2402 및 ASTM C143에 의거하여 슬럼프실험을 수행하고 고유동화제를 첨가하기 전의 베이스콘크리트의 슬럼프와 배합 직후부터 측정하여 1시간까지 슬럼프손실을 관찰했다.The fluidity test described above was performed according to KS F 2402 and ASTM C143, and the slump loss was observed up to 1 hour by measuring from the slump of the base concrete before the addition of the high fluidizing agent and immediately after the mixing.

본 실험에서는 고품질 콘크리트의 유동성을 확보하기 위하여 콘크리트 배합직후 슬럼프를 18cm 이상이 되도록 하고 또한 배합 후 1시간이 경과한 후 슬럼프가 최소 8cm 이상이 되도록 하여 현장에서 운반 타설시간이 지연되더라도 충분한 작업성을 확보할 수 있도록 조절하여 실험을 했다.In this experiment, in order to secure the fluidity of high-quality concrete, the slump should be more than 18cm immediately after the concrete mixing and at least 8cm after 1 hour after the mixing. The experiment was adjusted to secure.

또 콘크리트의 공기량은 KS F 2421 및 ASTM C231,457의 규정에 따라 측정하였으며, 공기연행제를 투입한 변수의 AE제를 0.4%첨가하여 연행공기량이 4% 내외가 되도록 한 것이다.In addition, the air volume of concrete was measured according to the provisions of KS F 2421 and ASTM C231,457, and the entrained air volume was added to about 4% by adding 0.4% of the AE agent with the air entrainer added.

압축강도 실험에 있어서는 EKS F2405 콘크리트의 압축강도 시험의 규정에 따라 수행했다. 실험 시편은 10×20cm 원형공시체이고, 제작한 시편은 시험전까지 20±2℃의 항온수조에 수중 양생 시킨 후 최대용량 200t의 압축시험기로 재령 3일, 7일, 28일, 56일의 압축강도를 측정한 것이며,In the compressive strength test, the test was carried out according to the test of the compressive strength test of EKS F2405 concrete. The test specimen was a 10 × 20cm circular specimen, and the prepared specimen was cured in a constant temperature water bath at 20 ± 2 ℃ until the test, and the compressive strength of 3 days, 7 days, 28 days, and 56 days with a compression tester with a maximum capacity of 200t. Is a measurement of

할렬인장강도 실험에 있어서는 KS F2423콘크리트의 할렬인장강도 시험의 규정에 따라 실시했다. 시편은 10×20cm원형 공시체이며, 제작된 시편은 시험전 까지 20±2℃의 항온수조에 수중양생을 시킨 후 최대용량 200t의 강도 시험기로 재령 28일의 할렬인장강도를 측정한 것이며,The splitting tensile strength test was performed in accordance with the provisions of the splitting tensile strength test of KS F2423 concrete. The specimen is a 10 × 20cm circular specimen, and the prepared specimen was subjected to underwater curing in a constant temperature water bath at 20 ± 2 ℃ until the test, and the splitting tensile strength of 28 days was measured by a strength tester with a maximum capacity of 200t.

휨인장강도의 실험에 있어서는 KS F2408 콘크리트의 휨인장강도 시험의 규정에 따라 실시한 것이며, 실험 시편은 10×20cm원형 시공체이며, 제작한 시편은 시험전까지 20±2℃의 항온수조에 수중양생 시킨 후 최대용량 200t의 강도 시험기로 재령 28일의 휨인장강도를 측정한 것이다.In the test of flexural tensile strength, the test was conducted according to the test of flexural tensile strength test of KS F2408 concrete, the test specimen was a 10 × 20cm circular specimen, and the prepared specimen was immersed in a constant temperature water bath at 20 ± 2 ℃ until the test. Afterwards, the flexural tensile strength of 28 days was measured by a strength tester with a maximum capacity of 200t.

내투수성 시험에 있어서는 시편의 염소이온의 침투에 대한 저항성을 측정함으로서 각 시편의 투수성을 간접 조명코자 한 것이며, 물론 실제의 콘크리트의 투수 저항성은 콘크리트 시편에 대한 자연 상태의 수압 또는 기압에 의하여 실험해야 하나 이러한 방법은 투수에 많은 시간이 소요되고 실제 투수되는 수량이 극히 작으므로 장시간의 시험을 피하고자한 것이다. 따라서 전위차에 의한 염소이온의 침투를 이용하는 방법은 각 시편들 간의 뚜렷한 특성이 나타나므로 이를 빠른 시간 안에 콘크리트 시편에 대한 투수성에 대한 상대적인 지표를 얻을 수 있는 장점을 살린 것이다.In the water permeability test, the permeability of each specimen was measured indirectly by measuring the resistance to the penetration of chlorine ions in the specimen. Of course, the actual permeability of concrete was determined by the natural pressure or air pressure of the concrete specimen. Although this method requires a lot of time to permeate and the actual amount of water permeated is very small, it is intended to avoid a long time test. Therefore, the method of using the chlorine ion permeation due to the potential difference shows the distinctive characteristics between the specimens, which makes it possible to obtain the relative index of permeability for concrete specimens in a short time.

염소이온 투과시험은 ASTM C1202-91 Electrical indication of concrete's ability to resist chloride ion pemetration와 AASHTO T259의 방법에 의거 수행했다. 즉 제1도에 도시한 바와 같이 28일 수중양생한 직경 10cm의 콘크리트 시편을 길이가 5cm가 되도록 절단한 다음 실험을 수행하기 전까지 상대 습도 95% 이상을 유지시키고 실험시 시편은 Applied Voltage Cell에 고정시켜 회로를 구성한다.The chlorine ion permeation test was performed according to ASTM C1202-91 Electrical indication of concrete's ability to resist chloride ion pemetration and the method of AASHTO T259. That is, as shown in FIG. 1, a concrete specimen of 10 cm diameter cured in water for 28 days was cut to a length of 5 cm, and the relative humidity was maintained at 95% or higher until the experiment was carried out, and the test specimen was fixed to the Applied Voltage Cell. To configure the circuit.

이 회로에서 전원은 60±0.1V의 직류를 ±0.1V정도의 안정적인 공급하며, 실험을 수행하는 동안 전해질 용액이 새지 않도록 하기 위하여 사용되는 Sealant는 고무제품이며 무게는 20∼40g정도의 것으로 Cell과 시편 사이를 고정시켰다.In this circuit, the power supply provides a stable supply of 60 ± 0.1V direct current of ± 0.1V. The sealant used to prevent the electrolyte solution from leaking during the experiment is a rubber product and weighs 20-40g. The specimens were fixed between them.

전류를 측정하는 방법으로는 기지의 저항체를 회로에 연결하여 전압을 측정함으로서 얻을 수 있고 이때 사용되는 저항으로는 콘크리트 시편에 적용되는 전압에 영향이 적도록 하기 위하여 가능한 작은 저항을 사용하는데 본 실험에 있어서는 0.2ohm을 사용했다.The current can be measured by connecting a known resistor to the circuit and measuring the voltage. The resistance used at this time is to use the smallest possible resistance to minimize the voltage applied to the concrete specimen. 0.2ohm was used.

철근 부식실험은 제2도에 도시한 바와 같이 콘크리트에 Φ13mm의 철근을 10cm 두께의 콘크리트 표면에서 1cm, 2cm, 4cm 깊이로 매설한 높이 16cm의 시편을 5% 염화나트륨 용액에 13cm 깊이로 침지하여 제3도에 도시한 바와 같이 20V 직류전원 공급장치의 (+)극은 철근에, (-)극은 5% 염화나트륨용액에 연결하여 직류회로를 구성하였다. 상기 제3도에서 양극과 음극의 전위차는 염소이온의 침투를 촉진시킬 뿐 아니라 철근 부식 역시 촉진시키는 작용을 한다.As shown in FIG. 2, the corrosion test of rebar was carried out by immersing a 16cm-high specimen in a 1%, 2cm, and 4cm depth in a 10cm-thick concrete surface to a depth of 13cm in a 5% sodium chloride solution, as shown in FIG. As shown in the figure, a DC circuit was constructed by connecting a positive pole of the 20V DC power supply to rebar and a negative pole of 5% sodium chloride solution. In FIG. 3, the potential difference between the positive electrode and the negative electrode not only promotes penetration of chlorine ions, but also promotes rebar corrosion.

시편의 부식 측정방법은 철근의 부식으로 인한 팽창압으로 균열이 생겨 콘크리트의 균열 사이로 전해질이 침투하여 전류량이 크게 증가한다. 이러한 시점을 측정하기 위하여 각 시편마다 10ohm의 저항을 연결하여 저항에 걸리는 전압을 측정하여 전류로 환산한다. 전류전압의 측정은 Data Logger를 이용하여 30분마다 측정했다. 그리고 부식에 의해 균열이 생기면 급격한 전압의 상승이 이루어지게 되고 균열이 생긴 시편은 회로에서 제거하고 균열의 발생 상황을 조사했다.In the corrosion measurement method of the specimen, the crack is formed by the expansion pressure due to the corrosion of the reinforcing bar, and the electrolyte penetrates between the cracks of the concrete, thereby increasing the amount of current. To measure this point, connect a 10ohm resistor to each specimen, measure the voltage across the resistor, and convert it to current. The current voltage was measured every 30 minutes using a data logger. In addition, when a crack is formed by corrosion, a sudden increase in voltage occurs, and the cracked specimen is removed from the circuit and the crack is generated.

황산염에 의한 콘크리트의 성능저하의 기준으로는 시편의 팽창, 강도, 감소, 중량저하를 들 수 있는바 본 실험에 있어서는 시간 경과에 따른 길이변화 뿐 아니라 중량저하 까지 조사했다.Standards of performance deterioration by sulfates include specimen expansion, strength, reduction, and weight reduction. In this experiment, the weight loss as well as the length change were investigated.

본 실험은 US Bureau of Reclamation Test Method 4908B에 의하여 10% 황산나트륨 용액에 28일 수중양생한 시편을 실험 변수당 2개씩 침지하여 시간경과에 따라 길이변화, 중량저하를 측정했다. 10% 황산나트륨용액은 900ml의 물에 100g의 황산나트륨을 용해시킨 후 물을 첨가하여 1000ml의 용액을 만든 것으로 이는 704몰/m 에 해당되는 용액이다.The experiment was carried out by dipping two 28-day aquatic specimens in 10% sodium sulfate solution per experimental variable by US Bureau of Reclamation Test Method 4908B to measure the change in length and weight loss over time. The 10% sodium sulfate solution was prepared by dissolving 100 g of sodium sulfate in 900 ml of water and adding water to make 1000 ml of solution, which was 704 mol / m. This is the solution.

본 실험의 시편은 5×5×25cm의 각주형 공시체이고 각 실험 변수당 2개의 시편을 침지하여 측정한 것으로 황산염에 의한 팽창(expansion)을 측정하기 위하여 ASTM C341-89(Standard Test Method for length Change of Drilled and Sawed Specimens of Cement Mortar and Concrete)의 규정에 의거하여 침지 후 1주의 간격으로 실험을 수행했다. 이와 같은 측정은 횟트모아식 스트레인 게이지를 사용했으며 이와 같은 횟트모아식 스트레인 게이지는 길이가 200mm이고 1/1,000mm까지 측정 가능한 것이다. 그리고 황산염에 의한 중량변화는 침지 후 1달 간격으로 측정했다.The specimens in this experiment were 5 × 5 × 25 cm square specimens and were immersed in two specimens for each experimental variable. ASTM C341-89 (Standard Test Method for length Change) was used to measure the expansion caused by sulfate. Experiments were carried out at intervals of one week after immersion in accordance with the provisions of Drilled and Sawed Specimens of Cement Mortar and Concrete. The measurements were made using a gnat mole strain gauge, which is 200 mm long and can measure up to 1 / 1,000 mm. And the weight change by sulphate was measured at 1 month interval after immersion.

다음, 콘크리트의 동결융해 작용에 의한 성능저하와 내구성을 측정함에 있어서는 콘크리트 시편에 간극수의 빙점이하의 온도, 빙점이상의 온도를 주기적으로 가하는 실험으로 KS F 2456(급속동결 융해에 대한 콘크리트의 저항 시험법)과 ASTM C666(Resistance of concrete to rapid freezing and thawing)에 표준 시험방법에 준했다. 동결 융해시험 이후의 손상은 일정한 주기로 동탄성 계수를 측정하여 판단했는데 동탄성 계수는 제4도에 도시한 바와 같은 초음파 속도법에 의하여 동탄성 계수를 산정했다. 시험은 300주기를 원칙으로 수행했으나 상대 동탄성 계수가 60% 이하인 경우 시험을 종료한 것이다.Next, in measuring the deterioration and durability due to the freezing and thawing action of concrete, KS F 2456 (Test of Resistance to Rapid Freezing Melting) was performed by periodically applying the temperature below the freezing point of the pore water and the temperature above the freezing point. ) And ASTM C666 (Resistance of concrete to rapid freezing and thawing). The damage after freeze-thaw test was determined by measuring the dynamic elastic modulus at regular intervals. The dynamic elastic modulus was calculated by the ultrasonic velocity method as shown in FIG. The test was carried out on 300 cycles, but the test was terminated when the relative dynamic modulus was less than 60%.

이하 본 발명에 의해 제조되는 콘크리트의 특성 시험의 결과를 설명한다.Hereinafter, the results of the property test of the concrete produced by the present invention.

1) 유동성 시험결과1) Liquidity test result

목표 유동치인 slump 18cm와 1시간 경과 후 슬펌프 8cm 이상에 부합하기 위한 고유동화제의 투여량은 1.6∼1.8%였다.The dosage of the high fluidizing agent was 1.6-1.8% to meet the target slump of 18 cm and over 1 cm of sludge after 1 hour.

굳지 않은 콘크리트의 각종 특성(내구성 배합)Various characteristics of hardened concrete (durable formulation)

2) 강도특성 실험결과는 단위 시멘트량 550Kg/m , 몰 시멘트비 0.28의 배합에 대한 압축강도는 다음표와 같다.2) The strength characteristics test result shows unit cement amount 550Kg / m The compressive strengths for the formulations with a molar cement ratio of 0.28 are as follows.

3) 내 투수성 실험결과는 다음과 같다.3) The permeability test results are as follows.

4) 내 부식성 실험에서는 각 실험 배합 변수들의 직류회로에서 흐르는 전류를 측정한 결과 콘크리트 내의 철근의 부식이 진전되면서 철근의 부피 팽창으로 인한 균열에 의하여 전류가 급격히 상승하게 될 때를 부식의 한계로 규정했으며, 또 서서히 전류가 증가하는 경우는 전류의 양이 20mA가 될 때까지를 실험의 기준으로 한 것이다.4) In the corrosion resistance test, when the current flowing in the DC circuit of each experimental mixing variable is measured, when the corrosion of the reinforcing steel in the concrete advances, the current rises rapidly due to the crack caused by the volume expansion of the steel. In addition, when the current gradually increases, it is based on the experiment until the amount of current reaches 20 mA.

각 변수별 내부식성 실험소요시간은 다음과 같다.Corrosion resistance test time for each variable is as follows.

5) 동결 융해저항 실험결과는 다음과 같다.5) The results of freeze-thaw resistance test are as follows.

본 실험에서 초음파 속도법에 의한 상대 동탄성 계수 측정법과 ERUDITE를 이용한 유 진동수 측정에 의한 상대 동탄성 계수 측정법 두가지를 사용한 것이며, 상대 동탄성 계수가 60% 이하가 될 때 실험을 종료한 것이다.In this experiment, we used two methods of measuring the relative dynamic modulus by ultrasonic velocity method and the method of measuring the relative modulus of elastic modulus using ERUDITE. The experiment was terminated when the relative dynamic modulus was less than 60%.

6) 내황산염 특성 실험결과는 다음과 같다.6) The results of the sulfate resistance test are as follows.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 종래보다 우수한 고품질의 시공을 위한 고내구성 콘크리트를 얻을 수가 있었다.As described above, according to the present invention, it was possible to obtain highly durable concrete for construction of high quality than before.

Claims (5)

고내구성 콘크리트를 제조함에 있어서, 콘크리트 1m3당 보통시멘트 550kg, 물 154kg, 잔골재 609kg, 최대치수 19mm의 굵은골재(자갈), 1,142kg, 시멘트에 대한 1.8중량%의 비로 고유동화제를 배합하여 되는 것을 특징으로 하는 고내구성 콘크리트의 제조방법.And in preparing the durable concrete, the concrete is usually cement per 1m 3 550kg, 154kg water, fine aggregate 609kg, blending a superplasticizer in a ratio of 1.8% by weight of the coarse aggregate (gravel), 1,142kg, the cement of the largest dimension 19mm Method for producing highly durable concrete, characterized in that. 청구의 범위 제1항에 있어서, 보통 시멘트 467.5kg에 혼화제로 플라이애쉬 82.5kg 첨가하고 시멘트와 플라이애쉬에 대해 0.04중량%의 공기연행제와 1.7중량%의 비로 고유동화제를 배합하여서 되는 것을 특징으로 하는 고내구성의 콘크리트의 제조방법.The method according to claim 1, wherein 82.5 kg of fly ash is usually added to 467.5 kg of cement as an admixture, and 0.04 wt% of the air entrainer and 1.7 wt% of the high softening agent are added to the cement and the fly ash. The manufacturing method of the high durability concrete to make. 청구의 범위 제1항에 있어서, 보통 시멘트 495kg에 혼화제로 실리카흄 55kg의 비로 첨가 배합하여서 되는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트의 제조방법.The method for producing high-strength concrete according to claim 1, wherein the compound is usually added and blended with 495 kg of cement at a ratio of 55 kg of silica fume as a admixture. 청구의 범위 제1항에 있어서, 보통시멘트 412.5kg에 혼화제로 플라이애쉬 82.5kg과 실리카흄 55kg의 비로 첨가하고 시멘트와 플라이애쉬, 실리카흄에 대해 1.6중량%의 고유동화제의 비로 배합하여서 되는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트의 제조방법.The method according to claim 1, characterized in that the cement is added in a ratio of 82.5 kg of fly ash and 55 kg of silica fume as a admixture in a ratio of 412.5 kg of cement and in a ratio of 1.6 wt% of a high fluidizing agent based on cement, fly ash, and silica fume. Method of producing high-strength concrete. 청구의 범위 제1항에 있어서, 보통시멘트 412.5kg에 혼화제로 고로 슬래그 137.5kg의 비로 첨가하고 시멘트와 고로 슬래그에 대해 2.0중량%의 고유동화제의 비로 배합하여서 되는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트의 제조방법.Manufacture of high strength concrete according to claim 1, wherein the cement is added in a ratio of 137.5 kg of blast furnace slag as a admixture and in a ratio of 2.0% by weight of a high fluidizing agent relative to cement and blast furnace slag. Way.
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