KR101341179B1 - Concrete composition having impact resistance under high velocity impact - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고속충격에 대하여 내충격 성능을 가지는 콘크리트 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a concrete composition having impact resistance against high speed impact.
최근 연평도 포격사건 및 일본 후쿠시마 원전구조물 폭발사고 등과 같이 구조물에 극한충격하중에 의한 피해에 대한 대책마련이 주요 연구분야로 대두되고 있다. 또한 구조물 및 시설물의 대형화에 따라, 극한충격하중이 발생할 경우 한번의 사고로 인해 수많은 인명 및 재산피해 발생 가능성이 높고, 단순히 충격에 의한 손상파괴뿐만 아니라 충격 및 폭발에 의해 부가되는 화재 및 초고온환경에 대한 노출 등의 2차적 피해에 대한 문제도 고려해야 한다.
In recent years, research on countermeasures against damage caused by extreme impact loads has emerged as a major research field, such as the bombing of the Yeonpyeong Island and the explosion of Fukushima nuclear power plants in Japan. In addition, due to the large size of structures and facilities, there is a high possibility of numerous casualties and property damage due to one accident in case of extreme impact load, and not only damage damage caused by impact but also fire and high temperature environment added by impact and explosion. Consideration should also be given to problems with secondary damage, such as exposure.
종래에는 등록특허 제10-0945204호에 개시된 바와 같이 복합섬유를 이용한 고인성 방폭 시멘트 복합체가 사용되고 있으나, 상기 등록특허에 사용된 복합섬유에는 기존의 일반 강섬유가 사용되어 수분 및 염분으로 인해 부식될 경우 경화체 내부에서 팽창을 일으켜 균열을 유발시킬 가능성이 높다는 문제가 있다.Conventionally, high toughness explosion-proof cement composites using composite fibers are used as disclosed in Korean Patent No. 10-0945204. However, when the composite fibers used in the registered patent are corroded by moisture and salt due to the use of conventional steel fibers, There is a problem that there is a high possibility of causing expansion within the cured body to cause cracks.
본 발명의 한 측면은 일반 강섬유에 비해 내부식성 및 인장강도가 우수한 비정질강섬유를 첨가하여 압축강도, 휨강도, 인장강도 및 고속충격에 대한 내충격 성능이 우수한 콘크리트 조성물을 제공하고자 한다. One aspect of the present invention is to provide a concrete composition having excellent impact resistance against compressive strength, flexural strength, tensile strength and high-speed impact by adding amorphous steel fibers excellent in corrosion resistance and tensile strength compared to general steel fibers.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 결합재, 골재 및 비정질강섬유를 포함하고, 상기 상기 비정질강섬유는 탄소 4~5 wt%, 실리콘 0.4~0.8 wt%, 인 0.1~0.2 wt% 및 철 94~95 wt%를 포함하는 것인 비정질강섬유 보강 콘크리트 조성물이 제공된다.
According to one embodiment of the present invention, the binder, aggregate and amorphous steel fibers, wherein the amorphous steel fibers 4 to 5 wt% carbon, 0.4 to 0.8 wt% silicon, 0.1 to 0.2 wt% phosphorus and 94 to 95 wt iron An amorphous steel fiber reinforced concrete composition is provided that comprises%.
상기 콘크리트 조성물은 상기 비정질강섬유가 상기 콘크리트 조성물 전체 부피의 0.02~0.9 vol% 로 혼입되는 것일 수 있다.
The concrete composition may be one in which the amorphous steel fibers are incorporated in 0.02 ~ 0.9 vol% of the total volume of the concrete composition.
상기 콘크리트 조성물은 결합재 5~40 중량%, 골재 40~80 중량% 및 물 5~40 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
The concrete composition may be 5 to 40% by weight of the binder, 40 to 80% by weight of aggregates and 5 to 40% by weight of water.
상기 비정질강섬유의 길이는 10~35㎜일 수 있다.
The amorphous steel fiber may have a length of 10 to 35 mm.
상기 비정질강섬유의 인장강도는 1200~1800MPa일 수 있다.
The tensile strength of the amorphous steel fiber may be 1200 ~ 1800MPa.
상기 콘크리트 조성물은 감수제 0.01~2.0 중량%를 더 포함할 수 있다.The concrete composition may further comprise 0.01 to 2.0% by weight of a reducing agent.
본 발명의 비정질강섬유로 보강된 콘크리트 조성물을 사용함으로써, 압축강도, 휨강도, 인장강도 및 내충격성을 향상시킬 수 있다.By using the concrete composition reinforced with the amorphous steel fibers of the present invention, the compressive strength, the flexural strength, the tensile strength and the impact resistance can be improved.
도 1은 본 발명의 실시예에 혼입되는 비정질강섬유를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 혼입된 비정질강섬유 및 일반 강섬유의 부식 여부를 도시한 것이다.
도 3은 강섬유의 종류와 혼입율을 달리한 본 발명의 실시예 및 비교예의 배면박리두께를 도시한 것이다.
도 4는 강섬유의 종류와 혼입율을 달리한 본 발명의 실시예 및 비교예의 배면박리면적 손실율을 도시한 것이다.
도 5는 강섬유의 종류와 혼입율을 달리한 본 발명의 실시예 및 비교예의 내충격 성능 평과 결과를 도시한 것이다.1 illustrates an amorphous steel fiber incorporated in an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the corrosion of amorphous steel fibers and ordinary steel fibers incorporated in the examples and comparative examples of the present invention.
Figure 3 shows the back peeling thickness of the Examples and Comparative Examples of the present invention with different types and mixing ratio of steel fibers.
Figure 4 shows the back peeling area loss rate of the Examples and Comparative Examples of the present invention with different types and mixing ratio of steel fibers.
Figure 5 shows the impact resistance evaluation results of the Examples and Comparative Examples of the present invention with different types and mixing ratio of steel fibers.
본 발명은 고속충격에 대하여 내충격 성능을 가지는 콘크리트 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 비정질강섬유를 포함하는 콘크리트 조성물을 사용하는 경우, 압축강도, 휨강도, 인장강도 및 내충격성이 우수한 콘크리트를 제조할 수 있다.The present invention relates to a concrete composition having impact resistance against high speed impact. When using the concrete composition containing the amorphous steel fibers of the present invention, it is possible to produce concrete excellent in compressive strength, flexural strength, tensile strength and impact resistance.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 결합재, 골재, 물 및 비정질강섬유를 포함하고, 상기 비정질강섬유는 탄소 4~5 wt%, 실리콘 0.4~0.8 wt%, 인 0.1~0.2 wt% 및 철 94~95 wt%를 포함하는 것인 비정질강섬유 보강 콘크리트 조성물이 제공된다.
According to one embodiment of the present invention, the binder, aggregate, water and amorphous steel fibers, wherein the amorphous steel fibers 4 to 5 wt% carbon, 0.4 to 0.8 wt% silicon, 0.1 to 0.2 wt% phosphorus and 94 to 95 iron An amorphous steel fiber reinforced concrete composition is provided comprising wt%.
상기 비정질강섬유는 금속의 용융상태에서 응고될 때, 임계 냉각속도 이상의 빠른 속도로 냉각시키는 경우 원자가 규칙적으로 배열하여 결정화할 시간이 없어 무질서한 원자배열을 가지는 것을 말하며, 일반적인 금속에 비해 높은 강도 및 내부식성 등의 우수한 특성을 나타낸다.
The amorphous steel fiber, when solidified in the molten state of the metal, has a disordered atomic arrangement because atoms do not have time to regularly arrange and crystallize when cooled at a speed higher than a critical cooling rate. It shows excellent characteristics such as.
또한, 상기 비정질강섬유가 상기 특성을 가지기 위해서는 빠른 속도로 냉각되어야 하므로, 폭 1~2㎜, 두께 0.002~0.004㎜의 초박판으로 제조된다. 따라서, 동일한 혼입률에서 일반 강섬유에 비해 더 많은 개체가 혼입될 수 있다. 그 결과, 본 발명의 상기 비정질강섬유를 포함하는 콘크리트 조성물을 사용하면 일반 강섬유를 혼입한 콘크리트보다 휨강도, 인장 강도 및 내충격성이 우수한 콘크리트를 제조할 수 있다.
In addition, since the amorphous steel fiber has to be cooled at a high speed in order to have the above characteristics, it is manufactured in an ultra-thin plate having a width of 1 to 2 mm and a thickness of 0.002 to 0.004 mm. Thus, more individuals can be incorporated at the same incorporation rate as compared to ordinary steel fibers. As a result, by using the concrete composition comprising the amorphous steel fibers of the present invention it is possible to produce concrete having excellent flexural strength, tensile strength and impact resistance than concrete mixed with ordinary steel fibers.
상기 비정질강섬유는 상기 콘크리트 조성물의 전체 부피의 0.02~0.9 vol% 로 혼입될 수 있다. 0.02 vol%미만인 경우 비정질강섬유 혼입에 의한 인장강도 보강 효과를 기대할 수 없으며, 0.9 vol%를 초과하는 경우 섬유 뭉침현상이 발생한다. 보다 바람직하게는 0.05~0.8 vol%를 혼입할 수 있으며, 가장 바람직하게는 0.1~0.6 vol%로 혼입할 수 있다.
The amorphous steel fiber may be incorporated at 0.02 to 0.9 vol% of the total volume of the concrete composition. If it is less than 0.02 vol%, the effect of reinforcing the tensile strength due to the mixing of amorphous steel fibers cannot be expected, and if it exceeds 0.9 vol%, fiber aggregation occurs. More preferably, 0.05 to 0.8 vol% may be mixed, and most preferably, 0.1 to 0.6 vol% may be mixed.
상기 콘크리트 조성물은, 특별히 제한하지 않으나 결합재 5~40 중량%, 골재 40~80 중량% 및 물 5~40 중량%를 포함할 수 있다. 각 조성물의 성분이 상기 범위를 벗어나는 경우 콘크리트의 내구성을 보장하기 어려워, 콘크리트의 균열이 발생할 수 있다.
The concrete composition is not particularly limited, but may include 5 to 40 wt% of the binder, 40 to 80 wt% of the aggregate, and 5 to 40 wt% of the water. If the composition of each composition is out of the above range it is difficult to ensure the durability of the concrete, cracking of the concrete may occur.
상기 비정질강섬유의 길이는 특별히 한정하는 것은 아니나, 평균 10~35㎜일 수 있다. 10㎜ 미만인 경우 결합재가 부착될 수 있는 길이가 너무 짧아 콘크리트의 휨강도 및 인장강도 보강효과가 약하며, 35㎜를 초과하는 경우 분산성에 문제가 생겨 작업성이 나빠질 수 있다. 보다 바람직하게는 15~30㎜일 수 있으며, 가장 바람직하게는 18~26㎜일 수 있다.
The length of the amorphous steel fiber is not particularly limited, but may be an average of 10 to 35 mm. If less than 10mm, the length of the binder can be attached is too short, the flexural strength and tensile strength reinforcing effect of the concrete is weak, if it exceeds 35mm may cause a problem in dispersibility may worsen the workability. More preferably, it may be 15-30 mm, and most preferably 18-26 mm.
또한, 상기 비정질강섬유의 인장강도는 특별히 한정하지 않으나, 1200~1800Mpa일 수 있다. 상기 비정질강섬유는 인장강도가 1100~1150MPa인 일반 강섬유에 비해 우수한 인장강도를 가지므로, 본 발명의 콘크리트 조성물을 사용하면 일반 강섬유를 혼입한 콘크리트에 비해 우수한 인장강도, 내충격성을 가질 수 있다.
In addition, the tensile strength of the amorphous steel fiber is not particularly limited, but may be 1200 ~ 1800Mpa. Since the amorphous steel fiber has excellent tensile strength compared to general steel fiber having a tensile strength of 1100 to 1150 MPa, when the concrete composition of the present invention is used, it may have excellent tensile strength and impact resistance compared to concrete incorporating general steel fiber.
상기 콘크리트 조성물은 작업성 및 내구성을 개선하기 위해 감수제 0.01~2.0 중량%를 추가로 포함할 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우, 콘크리트의 작업성이 떨어지며, 내구성이 약화된다. 상기 감수제는 AE 감수제를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 기술자가 사용하는 어떠한 감수제도 사용할 수 있다.
The concrete composition may further comprise 0.01 to 2.0% by weight of a reducing agent to improve workability and durability. If it is out of the above range, the workability of the concrete is inferior, and the durability is weakened. The sensitizer may be an AE sensitizer, but is not limited thereto, and any sensitizer used by those skilled in the art may be used.
상기 결합재는 고로슬래그, 플라이애시 및 시멘트 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 고로슬래그 및 플라이애시의 중량비가 클수록 발열속도가 저감되고 온도상승이 억제되며, 유동성, 수밀성 및 염분차폐성이 우수한 콘크리트를 얻을 수 있다.
The binder may comprise any one or a combination of blast furnace slag, fly ash and cement. As the weight ratio of the blast furnace slag and fly ash is greater, the exothermic rate is reduced and temperature rise is suppressed, and concrete having excellent fluidity, water tightness, and salt shielding property can be obtained.
상기 콘크리트 조성물은 물과 결합재의 배합비(W/B)가 35~65%일 수 있다. 35% 미만인 경우 시멘트의 수화반응이 충분하게 일어나지 못하여 콘크리트 구조물 내부의 압축강도가 감소하게 되며, 65%를 초과하는 경우 증발된 물이 콘크리트 구조물 내의 공극으로 남기 때문에 콘크리트의 강도가 감소한다. 보다 바람직하게는 40~60%, 가장 바람직하게는 46~54%일 수 있다.
The concrete composition may have a blending ratio (W / B) of water and a binder of 35 to 65%. If less than 35%, the hydration reaction of the cement does not occur sufficiently to reduce the compressive strength inside the concrete structure, and if it exceeds 65%, the strength of the concrete decreases because evaporated water remains as voids in the concrete structure. More preferably, it may be 40 to 60%, most preferably 46 to 54%.
상기 골재로는 표준망체 5㎜체를 100% 통과하는 잔골재 및 표준망체 5㎜체에 100% 남는 굵은 골재가 있으며, 잔골재 및 굵은 골재의 절대 용적의 합에 대한 잔골재의 절대용적의 백분율을 잔골재율(S/a)라고 한다.
The aggregates include coarse aggregates that pass 100% of the standard mesh 5mm sieves and coarse aggregates that remain 100% in the standard mesh 5mm sieves, and the percentage of the absolute volume of fine aggregates relative to the sum of the absolute volumes of fine aggregates and coarse aggregates It is called (S / a).
상기 골재는 잔골재율(S/a)가 40~70%일 수 있는데, 40% 미만인 경우 콘크리트 조성물의 굵은 골재량이 증가하여 건조수축균열이 감소하나, 작업성이 나빠지며, 70%를 초과하는 경우 콘크리트 배합물의 건조수축, 침하균열 및 소성수축균열이 증가한다. 보다 바람직하게는 46~64%일 수 있다.
The aggregate may have a fine aggregate (S / a) of 40 to 70%, if less than 40% of the coarse aggregate of the concrete composition increases dry shrinkage cracking, but the workability worsens, if more than 70% Increased dry shrinkage, settlement cracking and plastic shrinkage cracking of concrete mixes. More preferably, it may be 46 to 64%.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of specific examples. The following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
[실시예]
[Example]
1. 비정질강섬유의 제조1. Preparation of amorphous steel fiber
본 발명의 실시예에 따른 비정질강섬유는 제철소의 고로에서 생산된 용선을 그대로 기지 금속(base metal)의 합금으로 활용하였다. 상기 용선을 토페도카(Torpedo Car) 에 받아 준비한 다음, 비정질강섬유의 생산에 적합한 조성을 갖도록 Fe-Si합금철 및 Fe-P 합금철을 첨가하여, 상기 용선이 탄소 4.4 wt%, 실리콘 0.55 wt%, 인 0.15 wt% 및 철 94.9 wt%의 조성을 갖도록 하였다.
In the amorphous steel fiber according to the embodiment of the present invention, the molten iron produced in the blast furnace of the steel mill was used as an alloy of the base metal. The molten iron was prepared by receiving a torpedo car, and then Fe-Si alloy iron and Fe-P alloy iron were added to have a composition suitable for producing amorphous steel fibers, and the molten iron was 4.4 wt% carbon and 0.55 wt% silicon. , 0.15 wt% phosphorus and 94.9 wt% iron.
상기 합금철이 첨가된 용선은 턴디쉬(Tundish)에 장입한 다음 탄소 농도를 조절하기 위해 필요할 경우 순산소 또는 혼합산소나 공기 등의 기체를 취입하거나 산화철이나 산화망간과 같은 고체 산화물을 취입할 수 있다.
The molten iron added with iron alloy may be charged into a tundish and then blown with a gas such as pure oxygen or mixed oxygen or air or a solid oxide such as iron oxide or manganese oxide if necessary to control the carbon concentration. .
또한, 턴디쉬내의 용선의 온도를 제어하기 위해 턴디쉬 자체에 구비된 승온 장치를 이용하여 용탕의 온도를 적정화하였다. 금속 몰드에 준비된 용탕을 주입하고 적어도 100℃/sec 이상의 냉각속도로 급냉하여 응고시킴으로써 비정질강섬유를 제조하였다. 상기 비정질강섬유는 폭 1.6㎜, 두께 0.0029㎜ 였으며, 상기 비정질강섬유를 길이 10㎜ 및 30㎜로 절단하였다. (이하 10㎜ 비정질강 섬유를 AF10, 30㎜ 비정질강섬유를 AF30이라 표기한다.)
In addition, in order to control the temperature of the molten iron in a tundish, the temperature of the molten metal was optimized using the temperature raising apparatus provided in the tundish itself. Amorphous steel fibers were prepared by injecting the prepared molten metal into a metal mold, and cooling and solidifying at a cooling rate of at least 100 ° C./sec or more. The amorphous steel fiber was 1.6 mm wide and 0.0029 mm thick, and the amorphous steel fiber was cut into lengths of 10 mm and 30 mm. (Hereinafter, 10 mm amorphous steel fiber is referred to as AF10 and 30 mm amorphous steel fiber as AF30.)
2. 일반 강섬유 및 비정질강섬유의 제원 비교 및 내부식성 평가2. Comparison of specifications and corrosion resistance evaluation of general steel fiber and amorphous steel fiber
본 실시예에서는 일반 강섬유로 스틸파이버사에서 판매되는 BUNDREX(길이 30㎜, 이하 SF30 이라 표기)를 사용하였다. 비정질강섬유 AF30, AF10에 대한 제원과 상기 강섬유 및 비정질강섬유를 콘크리트 1lb에 1.0 vol%로 혼입하였 때의 개체수와 비표면적을 하기 표 1에 나타내었다.In this embodiment, BUNDREX (
(㎜)Length
(Mm)
(㎜)diameter
(Mm)
(㎜)width
(Mm)
(㎜)thickness
(Mm)
(㎟)Specific surface area
(Mm2)
(개)Number of mixed objects
(dog)
(㎟)Specific surface area
(Mm2)
또한, 상기 일반 강섬유 및 비정질강섬유에 대한 내부식성을 KS F 2565 콘크리트용 강섬유의 인장 강도 시험 방법을 사용하여 평가하였다. 상기 일반 강섬유 SF30의 인장강도는 1200MPa 이며, 상기 비정질강섬유 AF30의 인장강도는 1400MPa였다. 상기 상기 일반 강섬유 SF30 및 비정질강섬유 AF30을 각각 30일, 60일, 90일 동안 수분에 노출시킨 후, 수분에 노출되지 않은 강섬유에 대비한 인장강도 잔류율을 측정하여 하기 표 2에 나타내었으며, 부식 발생 여부를 나타내는 사진을 도 2에 나타내었다. In addition, the corrosion resistance of the general steel fibers and amorphous steel fibers were evaluated using the tensile strength test method of KS F 2565 concrete steel fibers. The tensile strength of the general steel fiber SF30 was 1200MPa, and the tensile strength of the amorphous steel fiber AF30 was 1400MPa. After exposing the general steel fiber SF30 and amorphous steel fiber AF30 to water for 30 days, 60 days, and 90 days, respectively, the tensile strength residual ratio of the steel fiber not exposed to water was measured and shown in Table 2 below. A photo showing whether it is generated is shown in FIG. 2.
잔류율(%)The tensile strength
Residual rate (%)
3. 콘크리트 시험체 제조
3. Manufacture of concrete test body
[실시예 1 내지 3][Examples 1 to 3]
콘크리트 1㎥를 기준으로 하여, 시멘트 90 및 고로슬래그 10의 중량비로 혼합된 결합재 331 ㎏/㎥, 골재 1777 ㎏/㎥ (잔골재 855㎏/㎥, 굵은 골재 922㎏/㎥), 물 173㎏/㎥, AE 감수제 1.65㎏/㎥를 혼합하였다. 상기 혼합물의 배합비(W/B)는 52.3%, 잔골재율(S/a)은 48.2% 로 설정하였다.
Based on 1 m3 of concrete, binders 331 kg / m3 mixed with a weight ratio of cement 90 and
그 후, 상기 비정질강섬유 AF10을 각각 혼합물 총 부피의 0.25%, 0.5%, 0.75%가 되도록 혼입하여 가로 100㎜, 세로 100㎜, 높이 30㎜의 콘크리트 시험체인 실시예 1 내지 3을 제조하였다.
Thereafter, the amorphous steel fiber AF10 was mixed so as to be 0.25%, 0.5%, and 0.75% of the total volume of the mixture, respectively, to prepare Examples 1 to 3, which were concrete test bodies having a width of 100 mm, a length of 100 mm, and a height of 30 mm.
[실시예 4 내지 6][Examples 4 to 6]
비정질강섬유 AF30을 각각 혼합물 총 부피의 0.25%, 0.5% 및 0.75%가 되도록 혼입한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 조건의 콘크리트 시험체인 실시예 4 내지 6을 제조하였다.
Examples 4 to 6, which were concrete test bodies under the same conditions as in Example 1, were prepared except that amorphous steel fiber AF30 was mixed so as to be 0.25%, 0.5%, and 0.75% of the total volume of the mixture, respectively.
[비교예 1]Comparative Example 1
보강섬유를 혼입하지 않은 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 조건의 콘크리트 시험체인 비교예 1을 제조하였다.
Except that the reinforcing fibers were not mixed, Comparative Example 1, which is a concrete test body under the same conditions as in Example 1, was prepared.
[비교예 2 및 3]
[Comparative Examples 2 and 3]
일반 강섬유 SF30을 각각 혼합물 총 부피의 0.5% 및 1.0%가 되도록 혼입한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 조건의 콘크리트 시험체인 비교예 2 및 3을 제조하였다.
Comparative Examples 2 and 3, which were concrete test bodies under the same conditions as in Example 1, were prepared except that the general steel fibers SF30 were mixed so as to be 0.5% and 1.0% of the total volume of the mixture, respectively.
[비교예 4][Comparative Example 4]
비정질강섬유 AF10을 혼합물 총 부피의 1.0%가 되도록 혼입한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 조건의 콘크리트 시험체인 비교예 4를 제조하였다.
Comparative Example 4, which was a concrete test body under the same conditions as in Example 1, was prepared except that amorphous steel fiber AF10 was mixed so as to be 1.0% of the total volume of the mixture.
4. 역학적 특성 평가4. Evaluation of mechanical properties
상기 제조된 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4에 대한 압축강도, 휨강도 및 인장강도를 측정하여, 하기 표 3에 나타내었다.Compressive strength, flexural strength and tensile strength of the prepared Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 were measured, and are shown in Table 3 below.
(㎜)Fiber length
(Mm)
(vol.%)Fiber mixing rate
(vol.%)
(MPa)Compressive strength
(MPa)
(MPa)Flexural strength
(MPa)
(MPa)The tensile strength
(MPa)
5. 내충격성 평가5. Impact resistance evaluation
직경 10㎜의 비상체를 사용하여 충격속도 350 ㎨ 의 조건에서 상기 제조된 실시예 및 비교예의 내충격성 실험을 수행하였다. 각 실시예 및 비교예의 섬유 혼입률에 따른 배면박리두께를 도 3에 나타내었고, 각 실시예 및 비교예의 섬유 혼입률에 따른 배면박리면적 손실률을 도 4에 나타내었다. 또한 실시예 및 비교예의 내충격 성능 평과 결과를 도 5에 나타내었다.
The impact resistance experiments of the prepared examples and comparative examples were carried out at a condition of an impact rate of 350 kPa using a non-human body having a diameter of 10 mm. The peel back thickness according to the fiber mixing rate of each Example and Comparative Example is shown in Figure 3, the back peeling area loss ratio according to the fiber mixing rate of each Example and Comparative Example is shown in FIG. In addition, the impact resistance evaluation results of Examples and Comparative Examples are shown in FIG.
상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 비정질강섬유는 일반 강섬유에 비해 초경량, 초박판이므로 콘크리트 1lb에 1.0 vol%를 혼입한 경우, 혼입개체수는 일반 강섬유에 비해 AF30은 약 4.6배, AF10은 약 26.8배 이상 많은 것을 알 수 있다. 혼입개체수 증가에 따라 비표면적도 AF30은 약 4.7배, AF10은 약 5.7배 이상 넓으므로, 동일 혼입율을 기준으로 비정질강섬유가 일반 강섬유에 비해 보강 효과가 우수함을 알 수 있다.
As can be seen from Table 1, the amorphous steel fiber is ultra-lightweight, ultra-thin plate compared to the general steel fiber, when 1.0 vol% is mixed in 1lb of concrete, the number of mixed objects is about 4.6 times compared to the general steel fiber, AF10 is about 26.8 You can see many more times. As the number of mixed objects increases, the specific surface area AF30 is about 4.7 times wider and AF10 is about 5.7 times wider.
상기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 일반 강섬유가 수분에 노출되는 경우에는 부식이 발생하여 인장강도가 약 90% 정도로 저하되는 것을 확인할 수 있으나, 비정질강섬유의 경우 99%의 인장강도를 유지하는 바, 비정질강섬유는 일반 강섬유에 비해 내부식성이 우수함을 알 수 있다. 한편, 비정질강섬유가 수분에 30일 동안 노출된 경우 101%의 잔류율이 나타난 것은 시험체의 편차에 의해 발생된 것으로 판단된다.
As can be seen from Table 2, when the normal steel fiber is exposed to moisture, it can be confirmed that the corrosion occurs and the tensile strength is reduced to about 90%, but in the case of amorphous steel fiber to maintain 99% tensile strength bar , Amorphous steel fiber has better corrosion resistance than general steel fiber. On the other hand, when the amorphous steel fiber was exposed to moisture for 30 days, the residual ratio of 101% was judged to be caused by the variation of the test specimen.
역학적 특성 평가와 관련하여 상기 표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 섬유혼입률이 증가할수록 압축강도, 휨강도, 인장강도가 증가함을 알 수 있다. 또한, 동일한 섬유 길이 및 혼입률을 가지는 실시예 5와 비교예 2의 경우, 비정질강섬유를 혼입한 실시예 5가 보다 우수한 압축강도, 휨강도 및 인장강도를 나타내므로, 비정질강을 혼입한 본 발명의 콘크리트 조성물을 사용하는 경우 일반 강섬유를 혼입한 콘크리트 조성물에 비해 우수한 물성을 가짐을 알 수 있다.
As can be seen from Table 3 in relation to the evaluation of the mechanical properties, it can be seen that as the fiber mixing rate increases, the compressive strength, the bending strength, and the tensile strength increase. In addition, in the case of Example 5 and Comparative Example 2 having the same fiber length and mixing rate, Example 5 incorporating amorphous steel fibers shows better compressive strength, bending strength and tensile strength, so that the concrete of the present invention mixed with amorphous steel When using the composition it can be seen that it has excellent physical properties compared to the concrete composition incorporating ordinary steel fibers.
한편, 비정질강섬유(10㎜)를 1.0 vol% 혼입한 비교예 4의 경우, 동일한 비정질강섬유(10㎜)를 혼입한 상기 실시예 1 내지 3 및 일반 강섬유(30㎜)를 1.0 vol% 혼입한 비교예 4에 비해 저조한 물성을 가짐을 알 수 있다. 이는 비정질강섬유가 일반 강섬유보다 동일 혼입률에서 더 많은 개체수로 혼입되어 섬유 뭉침현상 등의 작업성 저하가 발생했기 때문인 것으로 판단된다.
On the other hand, in Comparative Example 4 in which 1.0 vol% of amorphous steel fibers (10 mm) were mixed, Examples 1 to 3 and 1.0 vol% of common steel fibers (30 mm) were mixed with the same amorphous steel fibers (10 mm). It can be seen that it has poor physical properties compared to Example 4. This is because amorphous steel fibers are mixed with more populations at the same mixing ratio than general steel fibers, resulting in a decrease in workability such as fiber agglomeration.
내충격성 평가와 관련하여 상기 도 3 및 도 4로부터, 보강섬유를 혼입하지 않은 비교예 1의 경우 관통 파괴가 발생하였으나, 보강섬유가 혼입된 실시예 및 비교예에서는 섬유 혼입률이 증가할수록 배면박리두께 및 배면박리면적 손실률이 크게 감소하는 것을 알 수 있다. 또한, 섬유 혼입률이 0.5 vol%로 동일한 실시예 2, 실시예 5 및 비교예 2를 비교할 때, 배면박리두께 및 배면박리면적 손실률에서 비정질강섬유(10㎜)를 혼입한 실시예 2가 가장 우수하였고, 일반 강섬유(30㎜)를 혼입한 비교예 2가 가장 저조하였다. 이에, 비정질강섬유를 혼입한 콘크리트가 일반 강섬유를 혼입한 콘크리트에 비해 우수한 내충격성을 가지며, 동일한 비정질강섬유 혼입률을 가지더라도 길이가 짧은 강섬유를 사용하는 경우 비표면적이 증대되어 보강효과가 증대됨을 알 수 있다. 이는 실시예 및 비교예의 내충격 성능 평과 결과를 나타낸 도 5를 통해 육안으로 확인할 수 있는 것이다.
3 and 4, in the case of Comparative Example 1, in which the reinforcing fibers were not mixed, the through breakage occurred, but in the Examples and Comparative Examples in which the reinforcing fibers were mixed, the back peeling thickness increased as the fiber mixing rate increased. And it can be seen that the loss of back peeling area is greatly reduced. In addition, when comparing the same Example 2, Example 5 and Comparative Example 2 with the fiber mixing rate of 0.5 vol%, Example 2 incorporating amorphous steel fibers (10 mm) in the back peeling thickness and the back peeling area loss rate was the best. And Comparative Example 2 incorporating ordinary steel fiber (30 mm) was the lowest. Therefore, it can be seen that concrete mixed with amorphous steel fibers has better impact resistance than concrete mixed with ordinary steel fibers, and that even though the same amorphous steel fiber mixing ratio is used, the specific surface area is increased and the reinforcing effect is increased when using shorter steel fibers. have. This can be confirmed with the naked eye through Figure 5 showing the impact performance evaluation results of the Examples and Comparative Examples.
이로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 비정질강섬유를 혼입한 콘크리트 조성물을 사용하여, 내부식성 및 내충격성이 우수한 콘크리트를 제조할 수 있다.As can be seen from this, concrete having excellent corrosion resistance and impact resistance can be produced using the concrete composition incorporating the amorphous steel fiber of the present invention.
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