KR101851337B1 - 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법 - Google Patents
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Abstract
교량의 거더 부분을 형성하기 위한 고유동성 고성능 콘크리트 및 교량의 바닥판 부분을 형성하기 위한 저유동성 고성능 콘크리트에 대해 콘크리트 타설장비를 사용하여 일괄 타설함에 따라, 공사비를 감축시키고 및 공사기간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 콜드조인트가 발생하지 않기 때문에 내구성을 향상시킴에 따라 교량수명도 연장시킬 수 있으며, 또한, 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설시 고성능 감수제의 양을 동일하게 유지함으로써 각각 요구되는 작업성을 확보할 수 있으며, 또한, 유동성이 조절되는 고유동성 고성능 콘크리트 배합에 셀룰로스 유도체 증점제, 전분 유도체 증점제 또는 알긴산 나트륨계 증점제를 사용함으로써 요구되는 작업성을 확보할 수 있고, 동일한 수화반응 시기로 요구되는 슬럼프 플로를 제어할 수 있으며, 펌프 압송에도 크게 영향을 주지 않고, 또한, 유동성이 조절되는 고유동성 고성능 콘크리트 배합에 공기연행제(AE제) 또는 알긴산염계 기포제를 추가로 사용함으로써 펌핑 성능을 향상시켜 주입 압력을 줄일 수 있거나 주입속도를 높일 수 있는, 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법이 제공된다.
Description
본 발명은 고성능 콘크리트의 타설 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 교량의 거더 부분을 형성하기 위한 고유동성 고성능 콘크리트 및 경사구배를 갖는 교량의 바닥판 부분을 형성하기 위한 저유동성 고성능 콘크리트에 대해서 콘크리트 타설장비를 사용하여 일괄 타설하는, 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법에 관한 것이다. 이하, 상기 고성능 콘크리트는 압축강도 40~80Mpa 정도의 고성능 콘크리트 또는 압축강도 80~180Mpa 초고성능 콘크리트를 모두 포함하는 것으로 설명한다.
통상적인 콘크리트 교량은 압축강도 40Mpa 이하의 슬럼프 100㎜ 정도의 일반 콘크리트를 적용하기 때문에 경사구배가 있는 교량 바닥판 등에 적용할 경우에도 콘크리트 타설 등의 문제점이 발생하지 않는다.
그러나 일반 콘크리트는 내구성이 저하되어 교량 수명을 빠르게 단축시킴에 따라 교량 유지관리비용이 증가하거나 또는 잦은 교량 교체 등의 문제점이 있다.
최근에는 교량 시공시 압축강도 80~180Mpa 정도의 고성능(또는 초고성능) 콘크리트가 적용되고 있고, 이에 따라, 내구성이 크게 향상되어 교량 수명을 크게 증가시킬 수 있다. 이러한 고성능 콘크리트는 유동성 증진 이외에도 고강도, 고내구성 및 고수밀성을 갖는 콘크리트를 말하며, 이러한 고성능 콘크리트는 고강도화 및 공동화함에 따라 시공성을 향상시킬 수 있고, 최근 무다짐 콘크리트 방향으로 발전하고 있다.
그러나 이러한 고성능(또는 초고성능) 콘크리트는 물-결합재비가 낮고 결합재량을 다량으로 사용하기 때문에 시공성을 확보하기 위해 다량의 고성능 감수제를 사용함으로써 물처럼 흐르는 유동성을 갖는 특성이 있다. 이러한 특성으로 다짐을 실시하지 않더라도 자기충전으로도 구조물 성형이 가능하지만, 구배를 가진 부재에서 구조물이 요구되는 형상을 구현하기가 쉽지 않다.
또한, 이러한 고성능(또는 초고성능) 콘크리트를 경사구배가 있는 교량 바닥판 등에 적용하기 위해서 상면 거푸집을 사용해야 하지만, 이러한 상면 거푸집을 사용할 경우, 닫힌 공기가 생성되어 콘크리트 표면에 기포가 다량으로 생성될 수 있고, 이에 따라 미관 저하 또는 내구성에도 나쁜 영향을 주고, 특히 현장에서 작업 효율성 저하와 비용 증가의 원인이 된다는 문제점이 있다.
한편, 유동화 콘크리트는 미리 비빔한 콘크리트에 유동화제를 첨가하여, 일정시간 동안 유동성을 증대시켜 작업성을 향상시킨 콘크리트로서, 고유동 콘크리트도 있다. 이러한 유동화 콘크리트의 경우, 다짐작업은 인력에 의한 공사비 상승, 작업자의 숙련도에 따른 콘크리트 품질 차이, 공사기간 지연, 도심지 공사에서 소음 등에 의한 민원 발생 등 부작용이 뒤따르게 된다.
이에 따라, 근래에 다짐이 필요 없거나 다짐을 거의 하지 않아도 철근 등이 배근된 거푸집 내에 치밀하게 충전되도록 높은 유동성과 간극투과성을 갖고, 또한 유동 중에 재료의 분리가 발생하지 않고 필요한 균질성이 확보되는 고유동 콘크리트가 개발되어 이용되고 있다. 이러한 고유동 콘크리트란 자기충전형 고유동 콘크리트라고도 하며, 대단히 높은 유동성을 가진 콘크리트를 의미하는 것으로 통상 슬럼프 플로우 600mm 내외를 기준으로 그 이상의 슬럼프 플로우를 갖는 콘크리트를 고유동 콘크리트라고 한다. 이러한 고유동 콘크리트는 전술한 특징 외에 일반적으로 블리딩 및 건조수축이 감소하는 것으로 알려지고 있다.
한편, 도 1은 종래의 기술에 따른 바닥판-가로보 일체형 세그먼트를 이용하여 상부구조가 형성된 교량의 일부분에 대한 개략적인 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 바닥판-가로보 일체형 세그먼트의 교축방향 정면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 바닥판-가로보 일체형 세그먼트(10)는 수평한 바닥판(11)과 수직한 가로보(12)가 일체를 이루고 있으며, 교축 방향으로 소정의 폭을 갖도록 제작되어, 교량의 주거더(13) 사이에 교축 직각방향으로 배치되고, 교축 방향으로 복수개가 일체로 연결되어 교량의 상부구조를 이루게 된다. 그런데 도 2에 도시된 바와 같이, 우수 등이 교축직각 방향 양측으로 흐를 수 있도록 바닥판-가로보 일체형 세그먼트(10)는 중심선을 기준으로 양측으로 표면이 기울어지도록 횡방향 하향 경사구배를 갖게 된다.
이러한 바닥판-가로보 일체형 세그먼트(10)의 제작을 위하여 고성능 콘크리트를 사용하게 되는데, 이러한 고성능 콘크리트는 유동성이 매우 높다. 따라서 상면이 개방되어 있는 일반적인 종래의 기술에 따른 개방형 거푸집을 이용하여 고유동성 콘크리트를 타설하게 되면, 양측으로의 횡구배로 인하여 중앙이 솟아 있기 때문에 콘크리트가 좌우로 흐르게 되어 이와 같이 중앙이 솟아있는 형태의 바닥판-가로보 일체형 세그먼트(10)를 제작할 수 없게 된다.
이와 같이 유동성이 매우 큰 초고성능 또는 고성능 콘크리트는 마치 물과 같이 흐르므로, 종래의 기술에 따른 개방형 거푸집처럼 거푸집의 상면을 개방한 상태로, 콘크리트 구조물의 상면으로 돌출된 부분을 원하는 형상으로 제작하는 것이 매우 어렵다. 따라서 콘크리트 부재의 상면이 편평하지 않은 콘크리트 구조물을 제작하기 위한 방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1074136호에는 "폐합거푸집 및 경사지지 구조를 이용한 고유동 콘크리트의 바닥판-가로보 일체형 세그먼트 경사타설 제작 방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 폐합된 구조의 거푸집을 경사진 형태로 배치하고 거푸집 일측에서 고유동성을 가진 고성능 콘크리트를 타설하여 거푸집의 경사에 의해 돌출부도 용이하게 형성할 수 있다. 하지만, 별도의 폐쇄형 거푸집을 제작하여 이용하여야 한다는 한계가 있다.
한편, 전술한 고유동성 고성능 콘크리트의 경우, 물-결합재비(W/B)가 낮고, 다량의 결합재(B)를 사용하기 때문에 시공성을 확보하기 위해 다량의 고성능 감수제(Superplasticizer)를 사용하며, 이에 따라 물처럼 흐르는 유동성 특성을 갖는다. 이러한 고유동 고성능 콘크리트의 특성으로 인해 다짐을 실시하지 않더라도 콘크리트 부재의 성형이 가능하지만, 경사구배(Slope Gradient)를 갖는 콘크리트 부재의 요구되는 형상을 구현하기 어렵다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하도록 고성능 콘크리트 타설시, 교량의 거더 부분까지 본래의 고유동성 고성능 콘크리트를 타설하고, 경사구배를 갖는 교량의 바닥판 부분은 저유동성 고성능 콘크리트로 타설할 수 있다. 이때, 고유동성 고성능 콘크리트는 슬럼프 플로 600~850㎜, 저유동성 고성능 콘크리트는 슬럼프 플로 300~500㎜ 정도로 배합비를 조절하여 사용한다.
이러한 슬럼프 플로 300~500㎜ 범위의 저유동성 고성능 콘크리트를 간단하게 제조하기 위해서는 전술한 고유동성 고성능 콘크리트의 배합시, 도 3에 도시된 바와 같이 고성능 감수제의 사용량을 줄이는 것이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 유동성이 다른 저유동성 고성능 콘크리트 및 고유동성 고성능 콘크리트의 배합을 예시하는 도면이다
하지만, 이러한 고성능 감수제의 사용량을 줄이는 방법에 의해 제조된 저유동성 고성능 콘크리트는 급격한 유동성 저하로 충분한 작업시간 확보가 어렵거나, 펌핑 타설시 높은 주입 압력이 필요하거나 또는 타설속도가 저하되어 타설 효율성이 크게 저하될 수 있다. 이로 인해 공사비와 공사기간이 증가되어 상기 저유동성 고성능 콘크리트로 교량을 건설할 경우, 콘크리트 부재 제작의 어려움이 뒤따른다.
또한, 전술한 유동성이 다른 콘크리트를 각각 타설할 경우, 수화반응 시기가 달라서 온도 및 수축 차이로 그 계면의 콘크리트 부재 부위에서 균열 또는 변형이 발생할 가능성이 있다는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 교량의 거더 부분을 형성하기 위한 고유동성 고성능 콘크리트 및 경사구배를 갖는 교량의 바닥판 부분을 형성하기 위한 저유동성 고성능 콘크리트에 대해 콘크리트 타설장비를 사용하여 일괄 타설할 수 있는, 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설시 고성능 감수제의 양을 동일하게 유지함으로써 각각 요구되는 작업성을 확보할 수 있는, 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법은, a) 고유동성 고성능 콘크리트를 타설할 제1 콘크리트 부재용 거푸집 및 철근을 설치하는 단계; b) 경사구배에 따른 저유동성 고성능 콘크리트를 타설할 제2 콘크리트 부재용 거푸집 및 철근을 설치하는 단계; c) 결합재, 배합수, 잔골재, 굵은골재 및 고성능 감수제를 믹싱하여 저유동성 고성능 콘크리트로 배합하는 단계; d) 콘크리트 타설 전에 상기 고성능 감수제의 배합량을 동일하게 유지하면서 증점제를 사용하여 유동성이 조절된 고유동성 고성능 콘크리트로 배합하는 단계; e) 추가 혼화제를 상기 고유동성 고성능 콘크리트에 첨가하는 단계; 및 f) 각각의 거푸집에 상기 저유동성 고성능 콘크리트 및 고유동성 고성능 콘크리트를 일괄 타설하는 단계를 포함하되, 상기 증점제는 시멘트 중량을 기준으로 0.005~5.0중량%를 사용하고, 상기 추가 혼화제는 시멘트 중량을 기준으로 0.001~0.05중량%를 추가 사용하며, 상기 저유동성 고성능 콘크리트는 상기 고유동성 고성능 콘크리트의 유동성의 유지시간과 수화반응 시기와 동일하게 타설되고; 그리고 상기 고유동성 고성능 콘크리트는 슬럼프 플로 600~850㎜로 배합비가 조절되고, 상기 저유동성 고성능 콘크리트는 슬럼프 플로 300~500㎜로 배합비가 조절되며, 상기 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트는 유동성이 다르더라도 수화반응 시기가 같게 조절되어 콘크리트의 수화반응 시에 수축 거동이 동일한 것을 특징으로 한다.
삭제
여기서, 상기 제1 콘크리트 부재는 교량용 거더 부분이고, 상기 제2 콘크리트 부재는 경사구배를 갖는 교량 바닥판일 수 있다.
여기서, 교량공사 현장에 고성능 콘크리트를 적용하도록 상기 교량용 바닥판 직전까지 상기 고유동성 고성능 콘크리트를 타설하고, 경사구배가 있는 교량용 바닥판 부분은 상기 저유동성 고성능 콘크리트를 타설함으로써 교량이 한 번에 일괄 타설될 수 있다.
여기서, 상기 d) 단계의 증점제는 셀룰로스 유도체 증점제, 전분 유도체 증점제 또는 알긴산 나트륨계 증점제로서, 상기 증점제를 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)의 배합에 사용하는 경우, 콘크리트 타설장비의 정지 또는 무진동 상태에서 유동성이 낮고, 상기 콘크리트 타설장비의 압력 또는 진동 상태에서 유동성이 높아짐으로써 콘크리트의 펌핑 성능 또는 다짐 성능을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 e) 단계의 추가 혼화제는 공기연행제(AE제) 또는 알긴산염 기포제로서, 콘크리트 펌핑 시 콘크리트가 펌핑관 내부의 벽면과 부착되는 것을 방지하여 펌핑 성능을 향상시켜 주입 압력을 줄이거나 주입 속도를 높일 수 있다.
여기서, 상기 고유동성 고성능 콘크리트는 유동성이 향상되어 다짐작업 효율성을 향상시키도록 진동다짐을 실시하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 d) 단계의 증점제 및 상기 e) 단계의 추가 혼화제는 고성능 콘크리트 제조 시 다른 구성재료를 믹서에 함께 혼합하거나, 상기 저유동성 고성능 콘크리트를 제조하여 콘크리트 타설장비인 레미콘 트럭으로 운반한 다음에 타설 직전에 상기 레미콘 트럭에 주입하여 2~3분동안 믹싱하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 콘크리트 타설장비가 정지 상태 또는 무진동 상태에서 상기 고유동성 고성능 콘크리트는 유동하지 않고, 일정한 압력 또는 진동을 줄 경우에 유동하는 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 제1 콘크리트 부재, 예를 들면, 교량의 거더 부분까지 유동성이 조절되는 고유동성 고성능 콘크리트로 타설하고, 저유동성 고성능 콘크리트로 제2 콘크리트 부재, 예를 들면, 경사구배를 가진 교량의 바닥판 부분을 타설할 경우 교량을 일괄 타설이 가능하며, 이에 따라 공사비를 감축시키고 및 공사기간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 콜드조인트가 발생하지 않기 때문에 내구성을 향상시킴에 따라 교량수명도 연장시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설시 고성능 감수제의 양을 동일하게 유지함으로써 각각 요구되는 작업성을 확보할 수 있다.
본 발명에 따르면, 유동성이 조절되는 고유동성 고성능 콘크리트 배합에 셀룰로스 유도체 증점제, 전분 유도체 증점제 또는 알긴산 나트륨계 증점제를 사용함으로써, 요구되는 작업성을 확보할 수 있고, 동일한 수화반응 시기로 요구되는 슬럼프 플로를 제어할 수 있으며, 펌프 압송에도 크게 영향을 주지 않는다.
본 발명에 따르면, 유동성이 조절되는 고유동성 고성능 콘크리트 배합에 공기연행제(AE제) 또는 알긴산염계 기포제를 추가로 사용함으로써, 펌핑 성능을 향상시켜 주입 압력을 줄일 수 있거나 주입속도를 높일 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 바닥판-가로보 일체형 세그먼트를 이용하여 상부구조가 형성된 교량의 일부분에 대한 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 바닥판-가로보 일체형 세그먼트의 교축방향 정면도이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 유동성이 다른 저유동성 고성능 콘크리트 및 고유동성 고성능 콘크리트의 배합을 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유동성이 다른 저유동성 고성능 콘크리트 및 고유동성 고성능 콘크리트의 타설 개념을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유동성이 다른 저유동성 고성능 콘크리트 및 고유동성 고성능 콘크리트의 배합을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유동성이 다른 저유동성 초고성능 콘크리트 및 고유동성 초고성능 콘크리트의 배합을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법의 동작흐름도이다.
도 2는 도 1에 도시된 바닥판-가로보 일체형 세그먼트의 교축방향 정면도이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 유동성이 다른 저유동성 고성능 콘크리트 및 고유동성 고성능 콘크리트의 배합을 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유동성이 다른 저유동성 고성능 콘크리트 및 고유동성 고성능 콘크리트의 타설 개념을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유동성이 다른 저유동성 고성능 콘크리트 및 고유동성 고성능 콘크리트의 배합을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유동성이 다른 저유동성 초고성능 콘크리트 및 고유동성 초고성능 콘크리트의 배합을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법의 동작흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
전술한 바와 같이, 고유동성 고성능 콘크리트의 경우, 물-결합재비(W/B)가 낮고, 다량의 결합재(B)를 사용하기 때문에 시공성을 확보하기 위해 다량의 고성능 감수제(Superplasticizer)를 사용하며, 이에 따라 물처럼 흐르는 유동성 특성을 갖는다. 이러한 고유동 고성능 콘크리트의 특성으로 인해 다짐을 실시하지 않더라도 콘크리트 부재의 성형이 가능하지만, 경사구배(Slope Gradient)를 갖는 콘크리트 부재의 요구되는 형상을 구현하기 어렵다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 유동성이 다른 저유동성 고성능 콘크리트 및 고유동성 고성능 콘크리트의 타설 방법은 이를 해결하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유동성이 다른 저유동성 고성능 콘크리트 및 고유동성 고성능 콘크리트의 타설 개념을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유동성이 다른 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법의 경우, 고성능 콘크리트를 교량공사 현장에 적용하기 위해서 콘크리트 타설장비(150)를 사용하여 교량의 바닥판 직전의 거더(110)까지 고유동성 콘크리트(120)를 타설하고, 경사구배가 있는 교량의 바닥판(130) 부분은 저유동성 콘크리트(140)를 타설하여 교량을 일괄 타설하는 방법이다. 여기서, 상기 고성능 콘크리트는 40~80Mpa 정도의 고성능 콘크리트 또는 80~180Mpa 초고성능 콘크리트를 모두 포함하는 것으로 설명한다.
상기 일괄 타설은, 예를 들면, 콘크리트 타설장비(150)에 의해 거더용 고유동성 고성능 콘크리트(120)를 타설하고, 교량의 거더(110)의 경화가 완료되기 전에 저유동성 고성능 콘크리트(130)를 사용하여 교량의 바닥판(130)을 타설하는 것을 말하며, 이에 따라 시공기간을 크게 단축시킬 수 있다. 이때, 고유동성 고성능 콘크리트(120)는 슬럼프 플로 600~850㎜ 정도로 배합비를 조절하며, 저유동성 고성능 콘크리트(140)는 슬럼프 플로 300~500㎜ 정도로 배합비를 조절하여 사용한다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법은, 고유동성 고성능 콘크리트(120) 및 저유동성 고성능 콘크리트(140)의 유동성이 다르더라도 수화반응 시기가 같게 조절함으로써 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120) 및 저유동성 고성능 콘크리트(140)의 수화반응 시에 수축 거동이 동일해지도록 타설한다. 즉, 상기 저유동성 고성능 콘크리트(140)의 유동성과 수화반응 시기는 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)와 유사한 유동성과 수화반응 시기를 갖도록 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법은, 고성능 콘크리트 제조 시 콘크리트 구조물의 경사구배에 따라 고성능 콘크리트를 유동성이 낮게 배합하여 저유동성 고성능 콘크리트(140)를 제조하고, 거더용 거푸집 타설시에는 상기 저유동성 고성능 콘크리트(140)의 유동성이 높아지도록 배합하여 타설한다. 즉, 고성능 콘크리트 제조 시 경사구배에 따라 저유동성 고성능 콘크리트(140)로 배합하고, 이후, 거더용 거푸집 타설시 유동성을 조절하여 고유동성 고성능 콘크리트(140)로 배합한다.
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유동성이 다른 저유동성 고성능 콘크리트 및 고유동성 고성능 콘크리트의 배합을 예시하는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유동성이 다른 저유동성 초고성능 콘크리트 및 고유동성 초고성능 콘크리트의 배합을 예시하는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유동성이 다른 저유동성 고성능 콘크리트 및 고유동성 고성능 콘크리트는 압축강도 40~80Mpa 정도의 고성능 콘크리트로서, 각각 0.35의 물/결합재의 비(W/B)로 배합되며, 배합수인 물(W), 결합재(B), 잔골재, 굵은골재 및 고성능 감수제를 포함하며, 저유동성 고성능 콘크리트 및 고유동성 고성능 콘크리트는 각각 동일한 양의 고성능 감수제를 포함하고, 상기 저유동성 고성능 콘크리트에 전술한 증점제 및 추가 혼화제가 혼합되어 상기 고유동성 고성능 콘크리트로 배합된다. 즉, 저유동성 고성능 콘크리트 및 고유동성 고성능 콘크리트는 유동성에 따라 상기 고성능 감수재의 양을 조절하지 않는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유동성이 다른 저유동성 초고성능 콘크리트 및 고유동성 초고성능 콘크리트는, 압축강도 80~180Mpa 초고성능 콘크리트로서, 각각 0.2 이하의 물/결합재의 비(W/B)로 배합되며, 배합수인 물(W), 결합재(B)인 시멘트, 실리카퓸, 고로슬래그 미분말, 플라이애쉬, 잔골재, 굵은골재 및 고성능 감수제를 포함하며, 결합재(B)는 시멘트, 실리카퓸, 고로슬래그 미분말 및 플라이애쉬를 포함할 수 있다. 이때, 저유동성 초고성능 콘크리트 및 고유동성 초고성능 콘크리트는 각각 동일한 양의 고성능 감수제를 포함하고, 상기 저유동성 초고성능 콘크리트에 전술한 증점제 및 추가 혼화제가 혼합되어 상기 고유동성 초고성능 콘크리트로 배합된다. 즉, 저유동성 초고성능 콘크리트 및 고유동성 초고성능 콘크리트는 유동성에 따라 상기 고성능 감수재의 양을 조절하지 않는다.
전술한 도 5에 도시된 유동성이 다른 저유동성 고성능 콘크리트 및 고유동성 고성능 콘크리트의 배합 및 도 6에 도시된 유동성이 다른 저유동성 초고성능 콘크리트 및 고유동성 초고성능 콘크리트의 배합은 단지 예시적인 것이고, 이에 국한되지 않는다는 점은 당업자에게 자명하다
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법은, 고유동성 고성능 콘크리트(120) 및 저유동성 고성능 콘크리트(140)의 유동성에 관계없이 고성능 콘크리트(120, 140)에 사용하는 고성능 감수제의 양을 모두 동일하게 배합하여 작업성을 확보한 후, 타설 시 경사구배에 관계없이 유동성을 조절할 수 있는 혼화제를 추가로 사용하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 유동성 조절을 위해서 고유동성 고성능 콘크리트(120) 배합시 셀룰로스 유도체 증점제, 전분 유도체 증점제 또는 알긴산 나트륨계 증점제를 요구되는 유동성에 따라 시멘트 중량을 기준으로 0.005~5.0중량%를 사용하고, 또한, 공기연행제(AE제) 또는 알긴산염계 기포제를 시멘트 중량을 기준으로 0.001~0.05중량%를 추가 사용한다.
이러한 경우, 콘크리트 타설장비(150)인 레미콘 트럭이 정지 상태 또는 무진동 상태에서 고성능 콘크리트는 유동하지 않고, 일정한 압력 또는 진동을 줄 경우에 유동하는 특성을 갖게 된다.
예를 들면, 증점제는 셀룰로스 유도체 증점제, 전분 유도체 증점제 또는 알긴산 나트륨계 증점제일 수 있고, 이러한 증점제를 저유동성 고성능 콘크리트(140)에 투입하여 고유동성 고성능 콘크리트(120)로 배합하는 경우, 정지 또는 무진동 상태에서 유동성을 낮게 하고, 상기 저유동성 고성능 콘크리트(140)는 유동성의 유지시간과 수화반응 시기는 본래의 고유동성 고성능 콘크리트(120)와 동일하게 유지할 있다. 이에 따라 압력 또는 진동 상태에서 유동성이 높아짐에 따라 펌핑성능 또는 다짐성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 혼화제로서, 공기연행제(AE제) 또는 알긴산염계 기포제는 고유동성 고성능 콘크리트(120) 펌핑 시 고유동성 고성능 콘크리트(120)가 펌핑관 내부의 벽면과 부착되는 것을 방지하여 펌핑 성능을 향상시킴으로써 주입 압력을 줄이거나 주입속도를 높일 수 있다.
또한, 증점제, 공기연행제(AE제), 알긴산염계 기포제는 고유동성 고성능 콘크리트(120) 제조시에 다른 재료와 함께 믹서에 넣어 혼합하는 방법을 사용하거나, 또는, 고유동성 고성능 콘크리트(120)를 미리 제조하여 콘크리트 타설장치(150)인 레미콘 트럭으로 운반한 다음에, 타설 직전에 콘크리트 타설장치(150) 내에 투입하여 2~3분동안 믹싱하는 방법을 사용할 수 있다. 또한, 거푸집에 타설될 고성능 콘크리트는 진동다짐을 실시할 경우 콘크리트의 유동성을 향상시킴에 따라 다짐작업 효율성을 향상시킬 수 있다.
[고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법]
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법의 동작흐름도이다.
도 4 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법은, 먼저, 고유동성 고성능 콘크리트(120)를 타설할 제1 콘크리트 부재(110)용 거푸집 및 철근을 설치하고(S110), 또한, 경사구배에 따른 저유동성 고성능 콘크리트(140)를 타설할 제2 콘크리트 부재(130)용 거푸집 및 철근을 설치한다(S120). 여기서, 상기 제1 콘크리트 부재(110)는 교량용 거더 부분이고, 상기 제2 콘크리트 부재(130)는 경사구배를 갖는 교량 바닥판일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.
다음으로, 결합재, 배합수, 잔골재, 굵은골재 및 고성능 감수제를 믹싱하여 저유동성 고성능 콘크리트(140)로 배합한다(S130).
다음으로, 콘크리트 타설 전에 상기 고성능 감수제의 배합량을 동일하게 유지하면서 증점제를 사용하여 유동성이 조절된 고유동성 고성능 콘크리트(120)로 배합한다(S140). 이때, 상기 증점제는 시멘트 중량을 기준으로 0.005~5.0중량%를 것이 바람직하며, 예를 들면, 상기 증점제는 셀룰로스 유도체 증점제, 전분 유도체 증점제 또는 알긴산 나트륨계 증점제로서, 상기 증점제를 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)의 배합에 사용하는 경우, 콘크리트 타설장비(150)의 정지 또는 무진동 상태에서 유동성이 낮고, 상기 콘크리트 타설장비(150)의 압력 또는 진동 상태에서 유동성이 높아짐으로써 콘크리트의 펌핑 성능 또는 다짐 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)는 슬럼프 플로 600~850㎜로 배합비가 조절되고, 상기 저유동성 고성능 콘크리트(140)는 슬럼프 플로 300~500㎜로 배합비가 조절되며, 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120) 및 저유동성 고성능 콘크리트(140)는 유동성이 다르더라도 수화반응 시기가 같게 조절되어 콘크리트의 수화반응 시에 수축 거동이 동일해지게 한다.
다음으로, 추가 혼화제를 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)에 첨가한다(S150). 이때, 상기 추가 혼화제는 시멘트 중량을 기준으로 0.001~0.05중량%를 추가 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 상기 추가 혼화제는 공기연행제(AE제) 또는 알긴산염 기포제로서, 콘크리트 펌핑 시 콘크리트가 펌핑관 내부의 벽면과 부착되는 것을 방지하여 펌핑 성능을 향상시켜 주입 압력을 줄이거나 주입 속도를 높일 수 있다.
또한, 상기 증점제 및 상기 추가 혼화제는 고성능 콘크리트 제조 시 다른 구성재료를 믹서에 함께 혼합하거나, 상기 저유동성 고성능 콘크리트(140)를 제조하여 콘크리트 타설장비(150)인 레미콘 트럭으로 운반한 다음에 타설 직전에 상기 레미콘 트럭에 주입하여 2~3분동안 믹싱할 수 있다. 이때, 상기 콘크리트 타설장비(150)가 정지 상태 또는 무진동 상태에서 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)는 유동하지 않고, 일정한 압력 또는 진동을 줄 경우에 유동하는 특성을 갖는다.
다음으로, 콘크리트 타설장비(150)를 사용하여 각각의 거푸집에 상기 저유동성 고성능 콘크리트(140) 및 고유동성 고성능 콘크리트(120)를 일괄 타설한다(S160). 여기서, 상기 저유동성 고성능 콘크리트(140)는 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)의 유동성의 유지시간과 수화반응 시기와 동일하게 타설되는 것이 바람직하며, 또한, 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)는 진동다짐을 실시하여 유동성이 향상되어 다짐작업 효율성을 향상시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법에 따르면, 예를 들면, 교량공사 현장에 고성능 콘크리트를 적용하도록 상기 교량용 바닥판 직전까지 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)를 타설하고, 경사구배가 있는 교량용 바닥판 부분은 상기 저유동성 고성능 콘크리트(140)를 타설함으로써, 교량이 한 번에 일괄 타설될 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 콘크리트 부재, 예를 들면, 교량의 거더 부분까지 고유동성 고성능 콘크리트로 타설하고, 저유동성 고성능 콘크리트로 제2 콘크리트 부재, 예를 들면, 경사구배를 가진 교량의 바닥판 부분을 타설할 경우 교량을 일괄 타설이 가능하며, 이에 따라 공사비를 감축시키고 및 공사기간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 콜드조인트가 발생하지 않기 때문에 내구성을 향상시킴에 따라 교량수명도 연장시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설시 고성능 감수제의 양을 동일하게 유지함으로써 각각 요구되는 작업성을 확보할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유동성이 조절되는 고유동성 고성능 콘크리트 배합에 고유동성 고성능 콘크리트 배합에 증점제, 예를 들면, 셀룰로스 유도체 증점제, 전분 유도체 증점제 또는 알긴산 나트륨계 증점제를 사용함으로써, 요구되는 작업성을 확보할 수 있고, 동일한 수화반응 시기로 요구되는 슬럼프 플로를 제어할 수 있으며, 펌프 압송에도 크게 영향을 주지 않는다. 또한, 유동성이 조절되는 고유동성 고성능 콘크리트 배합에 공기연행제(AE제) 또는 알긴산염계 기포제를 추가로 사용함으로써, 펌핑 성능을 향상시켜 주입 압력을 줄일 수 있거나 주입속도를 높일 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 교량용 거더/제1 콘크리트 부재
120: 고유동성 고성능 콘크리트
130: 교량용 바닥판/제2 콘크리트 부재
140: 저유동성 고성능 콘크리트
150: 콘크리트 타설장비/레미콘 트럭
120: 고유동성 고성능 콘크리트
130: 교량용 바닥판/제2 콘크리트 부재
140: 저유동성 고성능 콘크리트
150: 콘크리트 타설장비/레미콘 트럭
Claims (10)
- a) 고유동성 고성능 콘크리트(120)를 타설할 제1 콘크리트 부재(110)용 거푸집 및 철근을 설치하는 단계;
b) 경사구배에 따른 저유동성 고성능 콘크리트(140)를 타설할 제2 콘크리트 부재(130)용 거푸집 및 철근을 설치하는 단계;
c) 결합재, 배합수, 잔골재, 굵은골재 및 고성능 감수제를 믹싱하여 저유동성 고성능 콘크리트(140)로 배합하는 단계;
d) 콘크리트 타설 전에 상기 고성능 감수제의 배합량을 동일하게 유지하면서 증점제를 사용하여 유동성이 조절된 고유동성 고성능 콘크리트(120)로 배합하는 단계;
e) 추가 혼화제를 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)에 첨가하는 단계; 및
f) 각각의 거푸집에 상기 저유동성 고성능 콘크리트(140) 및 고유동성 고성능 콘크리트(120)를 일괄 타설하는 단계를 포함하되,
상기 증점제는 시멘트 중량을 기준으로 0.005~5.0중량%를 사용하고, 상기 추가 혼화제는 시멘트 중량을 기준으로 0.001~0.05중량%를 추가 사용하며, 상기 저유동성 고성능 콘크리트(140)는 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)의 유동성의 유지시간과 수화반응 시기와 동일하게 타설되고; 그리고
상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)는 슬럼프 플로 600~850㎜로 배합비가 조절되고, 상기 저유동성 고성능 콘크리트(140)는 슬럼프 플로 300~500㎜로 배합비가 조절되며, 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120) 및 저유동성 고성능 콘크리트(140)는 유동성이 다르더라도 수화반응 시기가 같게 조절되어 콘크리트의 수화반응 시에 수축 거동이 동일한 것을 특징으로 하는 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 콘크리트 부재(110)는 교량용 거더 부분이고, 상기 제2 콘크리트 부재는 경사구배를 갖는 교량 바닥판인 것을 특징으로 하는 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법. - 제3항에 있어서,
교량공사 현장에 고성능 콘크리트를 적용하도록 상기 교량용 바닥판 직전까지 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)를 타설하고, 경사구배가 있는 교량용 바닥판 부분은 상기 저유동성 고성능 콘크리트(140)를 타설함으로써 교량이 한 번에 일괄 타설되는 것을 특징으로 하는 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법. - 제1항에 있어서,
상기 d) 단계의 증점제는 셀룰로스 유도체 증점제, 전분 유도체 증점제 또는 알긴산 나트륨계 증점제로서, 상기 증점제를 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)의 배합에 사용하는 경우, 콘크리트 타설장비(150)의 정지 또는 무진동 상태에서 유동성이 낮고, 상기 콘크리트 타설장비(150)의 압력 또는 진동 상태에서 유동성이 높아짐으로써 콘크리트의 펌핑 성능 또는 다짐 성능을 향상시키는 것을 특징으로 하는 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법. - 제1항에 있어서,
상기 e) 단계의 추가 혼화제는 공기연행제(AE제) 또는 알긴산염 기포제로서, 콘크리트 펌핑 시 콘크리트가 펌핑관 내부의 벽면과 부착되는 것을 방지하여 펌핑 성능을 향상시켜 주입 압력을 줄이거나 주입 속도를 높이는 것을 특징으로 하는 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법. - 제1항에 있어서,
상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)는 유동성이 향상되어 다짐작업 효율성을 향상시키도록 진동다짐을 실시하는 것을 특징으로 하는 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법. - 제1항에 있어서,
상기 d) 단계의 증점제 및 상기 e) 단계의 추가 혼화제는 고성능 콘크리트 제조 시 다른 구성재료를 믹서에 함께 혼합하거나, 상기 저유동성 고성능 콘크리트(140)를 제조하여 콘크리트 타설장비(150)인 레미콘 트럭으로 운반한 다음에 타설 직전에 상기 레미콘 트럭에 주입하여 2~3분동안 믹싱하는 것을 특징으로 하는 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법. - 제8항에 있어서,
상기 콘크리트 타설장비(150)가 정지 상태 또는 무진동 상태에서 상기 고유동성 고성능 콘크리트(120)는 유동하지 않고, 일정한 압력 또는 진동을 줄 경우에 유동하는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법. - 제1항, 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 고유동성 고성능 콘크리트 및 저유동성 고성능 콘크리트의 일괄 타설 방법에 의해 시공된 교량.
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