KR101698550B1 - 고성능 숏크리트를 이용한 골재노출형 경관구조물의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실리카퓸 대신 실리카퓸과 유사한 강도 및 내구성을 발휘하는 고분말 플라이애쉬를 사용하여 품질의 변동성을 떨어뜨려 일정한 품질을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면 또는 콘크리트 구조물 표면에 칼라골재를 노출함으로써, 경관을 미려하게 할 수 있는 고성능 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 경관구조물의 시공방법에 관한 것이다.

Description

고성능 숏크리트를 이용한 골재노출형 경관구조물의 시공방법{Construction method of scenery structure using high-performance shotcrete}

본 발명은 고성능 숏크리트를 이용한 골재노출형 경관구조물의 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 실리카퓸 대신 실리카퓸과 유사한 강도 및 내구성을 발휘하는 고분말 플라이애쉬를 사용하여 품질의 변동성을 떨어뜨려 일정한 품질을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면 또는 수직이나 사면 구조물 표면에 칼라골재를 노출함으로써, 경관을 미려하게 할 수 있는 고성능 숏크리트를 이용한 골재노출형 경관구조물의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 습식 숏크리트란, 건식 숏크리트와 대비되는 개념으로, 재료의 혼합시 물을 첨가하여 분사장치로 공급한 후, 고압의 공기로 뿜어 붙이는 콘크리트를 말하며, 에어 압송식, 스크류 및 피스톤 펌프 압송식 공법으로 대별된다.

상기 습식 숏크리트는, 일정한 배합비로 혼합된 콘크리트를 뿜어 붙이기 때문에 건식 숏크리트에 비해 품질관리가 용이하며, 리바운드 및 분진이 적게 발생하는 장점이 있으나, 장비가 대형이면서 건식 숏크리트에 비해 이송거리가 짧아 장비이동 및 설치가 어려워 시공비용이 증가하는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위해 최근에는 습식 숏크리트 장비의 용량 및 크기의 축소화와 작은 직경의 호스 적용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

또한, 본 건 출원인은 대한민국 등록특허공보 제10-1157874호에 고성능 습식 숏크리트 조성물과 이를 이용한 경관 구조물의 시공방법을 등록받은 바 있다.

선 등록된 특허는, 구조물의 표면정리 및 시공면을 안정화하고, 표면 및 시공면에 철근 및 와이어메쉬를 부착하고, 고성능 습식 숏크리트를 포설면에 포설한 후, 습윤양생 및 착색제 및 도포제를 도포하는 구성으로, 기존 콘크리트에 비해 장기간 열화 및 균열이 발생되지 않으면서 압축강도가 증진되고, 수축균열이 발생하지 않아 고강도 고내구성을 가질 수 있었다.

그러나 상기 포설면에 포설되는 고성능 습식 숏크리트는, 실리카퓸의 혼화재가 사용됨은 물론 실리카퓸은 수입에 의존하고 있으므로 수입 원산지에 따라 품질의 변동성이 높아 품질이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 숏크리트 타설 후, 조각 및 도포제를 도포할 때, 인력 및 고가의 칼라링 재료를 사용함으로 시공비용이 늘어나 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 실리카퓸 대신 실리카퓸과 유사한 강도 및 내구성을 발휘하는 고분말 플라이애쉬를 사용하여 품질의 변동성을 떨어뜨려 일정한 품질을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 원가를 절감할 수 있는 고성능 숏크리트를 이용한 골재노출형 경관구조물의 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면 또는 수직이나 사면구조물 표면에 칼라골재를 노출함으로써, 경관을 미려하게 함은 물론 산업부산물을 사용하여 경제성 및 친환경 재료를 활용할 수 있는 고성능 숏크리트를 이용한 골재노출형 경관구조물의 시공방법을 제공함에 있다.

본 발명 고성능 숏크리트를 이용한 골재노출형 경관구조물의 시공방법은,

경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면의 안정화 또는 수직이나 사면구조물의 표면을 정리하는 단계와;

수직이나 사면구조물의 표면 또는 경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면에 칼라골재가 포함된 고성능 콘크리트를 숏크리트하여 포설면을 형성하는 단계와;

상기 포설면이 초결을 이루기 전, 지연제를 살포하는 단계와;

상기 지연제가 살포된 포설면의 표면을 브러쉬 또는 3기압 이상의 고압 살수를 분사하여 표면의 시멘트 페이스트가 제거되면서 칼라골재가 포설면으로부터 노출되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명 고성능 숏크리트를 이용한 골재노출형 경관구조물의 시공방법은,

경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면 또는 수직이나 사면구조물의 표면 정리 및 안정화하는 단계와;

정리 및 안정화된 수직이나 사면구조물의 표면 또는 경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면에 칼라골재가 포함되지 않은 고성능 콘크리트를 숏크리트하여 포설면을 형성하는 단계와;

상기 포설면이 초결을 이루기 전, 지연제를 살포하는 단계와;

상기 지연제가 살포된 포설면에 칼라골재를 뿜어 박히도록 하는 단계와;

상기 칼라골재가 박힌 포설면의 표면을 브러쉬 또는 3기압 이상의 고압 살수를 분사하여 표면의 시멘트 페이스트가 제거되면서 칼라골재가 포설면으로부터 노출되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 실리카퓸 대신 실리카퓸과 유사한 강도 및 내구성을 발휘하는 고분말 플라이애쉬를 사용하여 품질의 변동성을 떨어뜨려 일정한 품질을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 원가를 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면 또는 수직이나 사면구조물 표면에 칼라골재를 뿜칠하여 박히게 함으로써, 경관을 미려하게 함은 물론 산업부산물을 사용하여 경제성 및 친환경 재료를 활용할 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 일 실시예의 흐름도
도 2는 본 발명 다른 실시예의 흐름도
도 3은 본 발명이 적용된 모형 옹벽시공 제작도
도 4는 본 발명 칼라골재가 고성능 콘크리트에 박혀있는 사진
도 5는 본 발명이 적용된 동결융해주기 그래프
도 6은 본 발명이 적용된 구속건조수축 시편 모식도
도 7은 본 발명이 적용된 구속건조수축 수험사진

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 흐름도이고, 도 2는 본 발명 다른 실시예의 흐름도이다.

본 발명 고성능 숏크리트를 이용한 골재노출형 경관구조물의 시공방법은,

경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면의 안정화 또는 수직이나 사면구조물의 표면을 정리하는 단계와;

수직이나 사면구조물의 표면 또는 경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면에 칼라골재가 포함된 고성능 콘크리트를 숏크리트하여 포설면을 형성하는 단계와;

상기 포설면이 초결을 이루기 전, 지연제를 살포하는 단계와;

상기 지연제가 살포된 포설면의 표면을 브러쉬 또는 3기압 이상의 고압 살수를 분사하여 표면의 시멘트 페이스트가 제거되면서 칼라골재가 포설면으로부터 노출되도록 하는 단계를 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명 고성능 숏크리트를 이용한 골재노출형 경관구조물의 시공방법은,

경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면 또는 수직이나 사면구조물의 표면 정리 및 안정화하는 단계와;

정리 및 안정화된 수직이나 사면구조물의 표면 또는 경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면에 칼라골재가 포함되지 않은 고성능 콘크리트를 숏크리트하여 포설면을 형성하는 단계와;

상기 포설면이 초결을 이루기 전, 지연제를 살포하는 단계와;

상기 지연제가 살포된 포설면에 칼라골재를 뿜어 박히도록 하는 단계와;

상기 칼라골재가 박힌 포설면의 표면을 브러쉬 또는 3기압 이상의 고압 살수를 분사하여 표면의 시멘트 페이스트가 제거되면서 칼라골재가 포설면으로부터 노출되도록 하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 고성능 콘크리트는, 고성능 콘크리트 조성물 100 중량% 기준으로, 물 7.6~9.2 중량%, 시멘트 17~20 중량%, 고분말 플라이애쉬 4.1~4.9 중량%, 잔골재 45~48 중량%, 칼라골재 22.5~25.5 중량%, 감수제 0.5~1 중량%로 이루어지고, AE제는 시멘트 100 중량부에 대하여 0.03~0.07 중량부로 이루어진다.

상기 칼라골재는, 수직이나 사면구조물의 표면 또는 경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면에 뿜어 붙일 때, 경관을 위해 최대 치수 10mm 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 고분말 플라이애쉬는 고성능 콘크리트 조성물 100 중량% 기준으로 4.1~4.9 중량%로 이루어지도록 하여 고성능을 발취할 수 있도록 한다.

여기서 고분말 플라이애쉬는, 일반 플라이애쉬를 볼밀(ball mill)에서 파쇄시킨 혼화재로서, 실리카퓸과 유사한 강도 및 내구성을 발휘할 수 있다.

또한, 감수제는 시멘트 대비 0.5~1.0 범위내에서 포함되도록 하여 목표슬럼프를 발휘할 수 있도록 한다.

상기 숏크리트의 품질기준은 표 1과 같이 숏팅 전 슬럼프는 90~150mm로 숏팅 후, 슬럼프는 30~70mm로 설정하였고, 공기량의 경우, 숏팅 전 10% 이상에서 숏팅 후, 4~6%로 설정하였다. 또한, 회전율과 역학적 특성을 보는 압축강도는 1일 재령으로는 10MPa 이상이며, 재령 28일 경우, 30MPa 이상으로 설정하고, 내구성 평가에서는 염소이온 투과 저항성 2000 쿨롬 이하이며, 동결융해 저항성은 80% 이하로 건조수축은 0.15 이하, 균열저항성은 56일 재령간 균열없음으로 품질기준을 설정하였다.

평가항목	평가방법	단위	품질기준	비고
			숏크리트타설
슬럼프	KS F 2402	mm	타설전: 90~150 타설후: 30~70	작업성/충진성
압축강도 (1일)	KS F 2405	MPa	10 이상	거푸집회전율 (조기강도) 역학적 특성 (28일강도)
압축강도 (28일)	KS F 2405	MPa	30이상
공기량	KS F 2421	%	타설전: 10이상 타설후: 4~6	내구성
염소이온 투과저항성	KS F 2711	coulumbs	2000 이하
동결융해저항성	KS F 2456	%	80
건조수축	KS F 2424	%	0.15 이하	체적 안정성
균열저항성	ASTM C 1581 AASHTO PP 3499	-	56일 균열없음

일반타설 및 숏크리트 타설에 대한 품질기준표

또한, 표 2는 칼라골재 사진으로 칼라링 및 도료가 포함되지 않아 경제성 확보 및 색상 또는 디자인이 한정되지 않아 시공성도 단순화하였다.

오색자갈	옥자갈	일반쇄석

상기 고성능 숏크리트는 오색자갈 50%, 옥자갈 50%, 25%, 일반쇄석을 사용하고, 실리카퓸 대신 고분말 플라이애쉬 70kg을 사용하여 실험을 실시하고, 종합적 결과는 표 3과 같고, 추가로 골재 노출 후, 표면박리 실험을 추가 실시하였다.

평가항목	평가방법	단위	품질기준	결과
				S1	S2	S3	S4	S5
슬럼프	KS F 2402	mm	80~120	100	115	110	110	94
압축강도 (1일)	KS F 2405	MPa	10 이상	11.9	13.5	12.7	12.9	12.4
압축강도 (28일)	KS F 2405	MPa	30 이상	31.5	38.3	34.5	38.0	33.7
공기량	KS F 2421	%	타설전: 10이상 타설후: 4~6	10 이상 4.5	10 이상 4.3	10 이상 4.2	10 이상 4.2	10 이상 4.0
염소이온 투과저항성	KS F 2711	coulumbs	2000 이하	1396	1446	1480	1489	1741
동결융해저항성	KS F 2456	%	80	99	98	98	98	97
건조수축	KS F 2424	%	0.15 이하	0.07	0.08	0.08	0.07	0.05
균열저항성	ASTM C 1581 AASHTO PP 34 99	-	56일 균열없음	균열 없음	균열 없음	균열 없음	균열 없음	균열 없음

칼라골재를 사용한 물성실험 결과

ⓐ 압축강도 결과

표 3의 5변수 모두 28일 강도 30MPa 이상으로 고강도를 확보함을 알 수 있으며, 칼라골재가 강도의 영향의 미치지 않는다는 것을 알 수 있고, 표 4는 압축강도 실험결과이다.

압축강도 실험결과

ⓑ 염오이온 투과 저항성결과

재령 28일에서 노출 부분과 일반부분의 결과 값이 400~500 정도의 차이가 발생하고, 노출 부분이 대략 30% 정도 높게 나오지만 같은 등급으로 '낮은' 등급을 보여주고 있다.

아래 표 5 내지 표 6은 염소이온 투과 저항성 실험 결과이다.

재령 28일 염소이온 투과 저항성 실험 결과 Ⅰ

재령 28일 염소이온 투과 저항성 실험 결과 Ⅱ

재령 56일에서 노출부분과 일반부분의 결과 값이 200~300 정도의 차이가 발생하고, 재령 28일부터 저항성이 좋아지는 경향을 보이며 고분말 플라이애쉬 배합을 제외하고는 비슷한 결과 값을 보여주므로 칼라골재가 염소이온 침투 저항성에 영향을 미치지 않는다는 결론을 보이고 있다. 또한, 노출부분이 일반부분보다 대략 30% 정도 높게 나오지만 같은 등급으로 낮은 등급을 보여주고 있다. 표 7 내지 표 8은 재령 56일 염소이온 투과 저항성 실험 결과이다.

재령 56일 염소이온 투과 저항성 실험 결과 Ⅰ

재령 56일 염소이온 투과 저항성 실험 결과 Ⅱ

ⓒ 스케일링 결과

스케일링 실험 총 10회 측정한 결과 골재 박리량은 모두 1kg/㎡ 이하로 표면박리 저항성이 충분한 콘크리트로 평가되고, 시각적인 평가에서는 '1' 등급으로 매우적은 등급을 보여주고 있다. 표 9는 박리량 및 시각적인 평가를 나타내는 표이며, 표 10은 스케일링 시편을 보여주고 있다.

	S1	S2	S3	S4	S5
박리량	0.899	0.811	0.789	0.711	0.898
시각등급	1	1	1	1	1

박리량 및 시각적인 평가

스케일링 시편

상기의 기준으로 본 발명 고성능 콘크리트 조성물을 이용한 경관구조물 시공방법을 설명하면, 먼저, 경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면을 안정화시키거나, 수직이나 사면구조물의 표면을 정리한 후, 상기 절토면이나 성토면 또는 수직이나 사면구조물의 표면에 철근과 와이어메쉬 중 어느 하나의 결속력강화부재를 설치하여 부착성 및 결속력을 강화시킬 수 있도록 한다.

여기서, 상기 결속력강화부재를 설치하지 않을 수도 있는 것이다.

경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면 또는 수직이나 사면구조물의 표면에 칼라골재가 포함된 고성능 콘크리트를 숏크리하여 칼라골재가 박히도록 하거나, 칼라골재가 포함되지 않은 고성능 콘크리트를 숏크리트하여 숏크리트면을 형성한 후, 상기 숏크리트면에 칼라골재 만을 별도로 숏크리트하여 고성능 콘크리트에 칼라골재가 박히도록 할 수도 있는 것이다.

상기 칼라골재 만을 숏크리트면에 숏크리트하는 과정을 모형실험으로 설명하면, 도 3과 같이, 1.5m×2.5m의 소형의 수직이나 사면구조물(옹벽 구조물)을 만들어 숏크리트 장비로 고성능 콘크리트를 타설한 후, 초결이 이루어지기 전 지연제를 살포하여 고성능 콘크리트의 양생속도를 늦추고, 국내 cleanpia에서 제조된 워터젯 장비로 표면을 벗겨내어 칼라골재가 표면으로부터 노출되도록 하였다.

상기 고성능 콘크리트의 반죽질기를 판단하기 위하여 슬럼프 실험은 KS F 2402(콘크리트의 슬럼프 실험방법)의 규정에 의거하여 수행하고, 공기량 실험은 KS F 2421(굳지 않은 콘크리트의 압력법에 의한 공기 함유량 실험방법)의 규정에 의거하여 수행하고, 압축강도 실험은 Ø100×200mm의 원주형 공시체를 제작하여 KS F 2405(콘크리트의 압축강도 실험방법)규정에 따라 측정하였다.

여기서, 압축강도 재령은 역학적 특성을 보는 28일 재령에 실시하고, 최대하중 100톤의 만능실험기(UTM)을 이용하여 측정하였다.

ⓓ 염소이온 침투 투과 저항성 실험

염소이온 침투 투과 저항성 실험은, 경관 및 수직이나 사면구조물의 염화물 침투성의 정도를 파악하기 위해 수행되어지는 중요한 내구성 관련 실험으로, 본 발명이 적용되는 경관구조물은 사계절 내내 물에 노출되어 있기 때문에 더욱 중요하게 확인하여야 한다.

일반적인 염소이온 침투 투과 저항성 실험은, 높은 압력의 물을 강제 침투시켜 Darcy의 법칙에 의해 투수계수를 측정하는 방법이 있으나, 조직이 치밀한 콘크리트의 경우에는 침투되는 수량이 극히 적으며, 실험에 장시간이 소요되는 단점이 있어 본 발명에서는 염소이온의 침투를 전압차에 의하여 촉진하는 실험법을 채택하고, 염소이온의 침투 저항성을 측정하여 각 배합의 투수성을 알아내고자 한다.

염소이온 침투 저항성 실험은 KS F 2711(전기 전도도에 의한 콘크리트의 염소이온 침투 저항성 실험방법)에 의거하여 수행하고, 실내배합은 Ø100×200mm의 원주형 공시체를 사용하여 시편을 제작하였고, 숏팅판 패널에서 코어를 채취하여 직경 Ø100 콘크리트 시편을 길이 50mm가 되도록 절단하여 실험전까지 상대습도 95% 이상 유지시킨다. 실험시 시편은 실험셀(Test cell)에 고정시키고 회로 구성을 한 후, 60±0.1V의 직류를 안정적으로 공급할 수 있어야 한다.

전류를 측정하는 방법으로 기지의 저항체를 연결하여 전압을 측정함으로써 얻을 수 있는데, 이때, 사용되는 저항으로는 콘크리트 시편에 적용되는 전압에 영향이 적도록 하기 위하여 가능한 작은 저항을 사용하였으며, 본 실험에서는 0.2 Ω의 저항을 사용하였다. 실험이 진행되는 동안 콘크리트 표면이 건조되어 염소이온의 침투에 영향을 미치는 것을 방지하기 위하여 콘크리트 시편의 노출된 부분은 불투수성의 재료를 사용하여 덮는다. A.V Cell의 (-) 전극에 3.0%의 NaCl 용액을 채우고 (+) 전극에는 0.3%의 NaOH 용액을 채우는데, 3% NaCl 용액은 물 900ml에 NaCl 30g을 용해한 후, 물을 가하여 1000ml의 용액을 만들고, 0.3% NaOH 용액은 물 1000ml에 NaOH 12g을 용해시켜 제조하며, 실험시 용액의 초기온도는 20~25℃를 유지하고 실험 중 용액의 온도는 90℃ 이하가 되도록 한다.

실험방법은 30분마다 0.2 Ω의 저항에 걸리는 전압을 Data Logger로 측정하여 총 6시간동안 기록하고, 측정된 전압을 전류로 환산하면서 하기의 식을 이용하여 회로를 통과한 총 전하량을 산정한다.

Ｑ=900×(Ⅰ₀ + 2Ⅰ₃₀ + 2Ⅰ₆₀ + ··· + 2Ⅰ₃₀₀ + 2Ⅰ₃₆₀)

여기서, Ｑ= 회로를 통과한 전하량(Coulombs)

Ⅰ_n = 실험시작 후 n분이 경과하였을 때의 전류(Amperes)

산정된 총 전하량으로 염소이온 침투 저항성이 대하여 비교분석하고, 표 11은 KS 규정에서 제시한 한정된 전하량으로 염소이온 침투 저항성과 자료하는 자료를 제시한 것이다.

통과전하량(Coulombs)	침투성
4000 <	높음
2000 ~ 4000	보통
1000 ~ 2000	낮음
100 ~ 1000	매우낮음
> 100	무시할만함

전하량에 따른 염소이온 침투성

ⓔ동결융해저항성 실험

동결융해저항성 실험은, KS F 2456(ASTM C 666) B Type에 따라 공기중 급속동결 수중 급속융해의 방법으로 실시하였으며, 이때 공시체 중심에서의 온도를 동결 -18℃, 융해시 4℃로 상승시키는 것을 1 사이클 4시간으로 하여 반복 수행하였다. 각 실험체는 300 사이클을 원칙으로 수행하나 실험체의 상대 동탄성 계수가 60% 이하로 되는 경우 실험을 종료하였다. 이 동결융해 실험은 콘크리트가 충분히 포화되어 있지 않고 동결융해에 대한 충분한 저항성을 가진 골재가 사용되어 있을 겨우, 심각한 동결융해에 의한 손상이 일어나지 않는다는 가정이 내포되어 있다. 도 5는 동결융해실험 사이클로 온도가 어떠한 변화를 갖는가를 보여주고 있다.

동탄성계수 측정방법에는 크게 고유진동수에 의한 측정방법과 초음파속도법에 의한 측정방법이 있는데, 초음파 속도법에 의한 측정방법은 손쉽게 측정할 수 있는 반면 초음파가 통과하는 면의 폭이 15.2 ~ 20.3cm 이상이 되어야 하기 때문에 8×10×40cm 의 각주형 실험체를 사용하는 경우, 초음파 속도법으로 측정하여도 무방하나, 고유진동수에 의한 측정법을 이용하여 동탄성계수를 측정하였다.

고유진동수는 ELE사 제품 고유진동기 측정기를 이용하여 측정하였으며, 여기에서 얻은 고유진동수를 이용한 동탄성계수 계산식은 다음과 같다.

E_D = 40.81632×l²×n²×p×10^-7(kg/㎠)

여기서, l: 시편의 길이(cm)

n: 시편의 고유진동수(Hz)

p: 시편의 밀도(g/㎤)

각 변수에 대한 내구성 지수는 KS F 2456에서 제안한 다음과 같은 식으로 계산하였다.

DF = PN / M

여기서, DF: 내구성 지수

P : N cycle에서의 상대동탄성계수

N : P가 실험을 단속시킬 수 있는 소정의 최소값이된 순간의 cycle

M : 동결융해에서의 노출이 끝날 때의 cycle

ⓕ 건조수축 실험

건조수축 실험은 시편을 제작하여 하는데, 공시체의 치수는 원칙적으로 모르타르인 경우, 4×4×16cm, 콘크리트의 경우 너비와 높이는 같이 하되, 굴은 골재의 최대 치수의 3배 이상이며, 길이는 너비 또는 높이의 3.5배 이상으로 한다. 칼라골재의 최대 치수가 30cm 이하인 경우는 원칙적으로 10×10×40cm로 한다. 공시체의 개수는 동일 조건의 실험에 대해 3개 이상으로 한다.

건조수축 실험의 실험방법은, 길이 측정용 틀은 공시체를 측정할 때와 같은 상태로 정지한다. 표준자 한쪽 플러그에 길이 측정용 틀의 접점을 접촉시켜, 다이어 게이지의 스핀들 끝이 표준자의 축에 일치해서 움직이도록 하여 스핀들을 서서히 표준자의 다른 한쪽에 접촉시켜 다이얼 게이지 눈금을 읽는다. 스핀들을 빼내어 다시 위 조작을 반복하고 2회째 이후의 눈금을 읽은 것을 평균하여 X_i1 로 한다. 공시체에 대해서 위 조작을 반복하여 다이얼 게이지 눈금을 읽은 것을 평균하여 X_i2 로 한다. 길이 변화율은 아래 식으로 구한다.

ⓖ 구속건조수축 실험(Ring-Test)

구속건조수축 실험은 시편을 제작하여 하는데, 시편은 도 6과 같이, 내부를 스틸링(Steel Ring)으로 고정하고, 외부를 강형틀로 고정시킨 후, 두 링 사이에 콘크리트를 타설하여 시편을 제작하고, 시편제작시, 내부 강관의 외경은 305mm, 높이가 140mm 이며, 35.5mm 두께의 얇은 콘크리트로 내부 강관을 둘러싸는 시편을 제작하고, 외부 몰드는 초속경시멘트를 사용한 콘크리트는 1일 경과한 후에 탈형하였으며, 보통시멘트를 사용한 콘크리트는 5일 후, 각각 제거하였다. 변수에 관계없이 단위체적당 수분증발로 인한 균열특성 파악을 목적으로 콘크리트 시편의 상부, 하부 및 옆면 모두에서 수분증발이 이루어질 수 있도록 하였다.

구속건조수축의 실험방법은 초속경 콘크리트는 콘크리트 타설 1일 후, 보통콘크리트는 5일 후, 탈영하여 20±2℃, 상대습도 50±2%의 조건으로 노출시켜 건조를 지속케 하였다. 도 7a는 스틸링을 사용한 구속건조수축 실험에 사용된 시편 처리 상태를 나타내고 있고, 도 7b는 실험전경을 나타낸 사진이다.

초기 균열검사는 재령 1일 후, 균열조사가 실시되었고, 초기 균열이 발생한 후, 균열의 진전을 발생, 단계별로 구분하여 균열 상황판에 표기하였다.

ⓗ 표면박리 저항성 실험

표면박리 저항성 실험은 ASTM C 672와 SS 13 72 44에 규정하고 있는 제빙염(Cacl)에 노출된 콘크리트 표면의 동결융해에 의한 표면박리저항성 실험방법에 따라 실시하였다. 이 실험방법은 동절기에 도로의 제설재로 제빙염을 사용하고 있다는 점에서 콘크리트의 동결융해 저항성을 잘 나타낸다는 장점을 지니고 있다. ASTM C 672 규정에서는 직사각형의 콘크리트 공시체의 최소면적이 적어도 460㎠(75in2)가 되어야 하고, 두께가 7.5cm(3in) 이상이 되어야 한다고 제안하고 있다. 따라서 본 실험에서는 200×250×100mm의 직사각형 공시체를 제작하여 28일 기간양생 후 실험을 실시하였다. 시편은 콘크리트 연마기를 이용하여 표면을 평평하게 하였으며, 시편 표면 가장자리에 높이 6mm 정도의 고무로 벽을 만들어 4%의 염화칼슘 용액을 공시체 표면에 유지시켰다

시편은 50일 동안 -17±1.7℃에서 16~18시간 동안 동결시킨 다음 23±1.7℃, 상대습도 45~55%에서 6~8시간 동안 유지시켰으며, 이것을 1사이클로 하는 동결융해 사이클을 진행시켰다. 5사이클마다 새로운 염화칼슘 용액으로 교체를 하였으며, ASTM에서 제시한 규정에 따라 표면박리 저항성에 대한 분석을 실시하고, 표면박리 저항성의 정량적 해석을 위하여 시편에서 박리되는 양을 측정하여 비교분석하였다.

ASTM에서는 동결융해 50 사이클 후에 표면박리에 의한 부피 손실이 1kg/㎡를 초과하지 않는다면 표면박리 저항성에 충분한 콘크리트로 평가하고 있으며, 표 12와 같이 시각적으로 평가하고 있다.

평가	표면의 조건
0	스케일링 없음
1	매우 약간 스케일링 있음
2	약간의 보통 스케일링 있음
3	보통 스케일링 있음
4	보통 심한 스케일링 있음
5	매우 심한 스케일링 있음

박리된 표면의 시각 등급

상기의 과정으로 고분말 플라이애쉬 및 칼라골재가 포함된 고성능 콘크리트를 경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면 및 수직이나 사면구조물의 표면에 숏크리트하여 포설면을 형성하거나, 경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면 및 수직이나 사면구조물의 표면에 칼라골재가 포함되지 않은 고성능 콘크리트를 숏크리트하여 포설면을 형성하고, 상기 포설면에 칼라골재를 3기압 이상의 고압으로 뿜어 박히도록 한 후, 브러쉬 및 3기압 이상의 고압의 살수를 포설면에 분사하여 표면의 시멘트 페이스트가 제거되면서 칼라골재가 포설면으로부터 노출되도록 함으로써, 경관 및 수직이나 사면구조물 표면의 미관을 미려하게 할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (4)

1. 경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면의 안정화 또는 수직이나 사면구조물의 표면을 정리하는 단계와;
   수직이나 사면구조물의 표면 또는 경관구조물을 시공하는 절토면이나 성토면에 10mm 이하의 칼라골재가 포함되면서 고성능 콘크리트 조성물 100 중량% 기준으로, 물 7.6~9.2 중량%, 시멘트 17~20 중량%, 고분말 플라이애쉬 4.1~4.9 중량%, 잔골재 45~48 중량%, 칼라골재 22.5~25.5 중량%, 감수제 0.5~1 중량%, AE제는 시멘트 100 중량부에 대하여 0.03~0.07 중량부로 이루어지는 고성능 콘크리트를 숏크리트하여 포설면을 형성하는 단계와;
   상기 포설면이 초결을 이루기 전, 고성능 콘크리트의 양생속도를 늦추기 위해 지연제를 살포하는 단계와;
   상기 포설면의 표면을 브러쉬 또는 3기압 이상의 고압 살수를 분사하여 표면의 시멘트 페이스트가 제거되면서 칼라골재가 포설면으로부터 노출되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고성능 콘크리를 이용한 경관구조물 시공방법.
   
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