KR20150016465A - 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물과 이를 이용한 투수콘크리트 도로 포장방법 - Google Patents

순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물과 이를 이용한 투수콘크리트 도로 포장방법 Download PDF

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한국레미콘공업협동조합연합회
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Abstract

본 발명은 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물과 이를 이용한 투수콘크리트 포장방법에 관한 것으로, 그 목적은 건설폐기물에서 발생되는 순환골재와 고로슬래그 미분말을 활용하여 도로포장용 투수콘크리트로 활용가능한 강도 및 내구성을 구비하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물과 이를 이용한 투수콘크리트 포장방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 시멘트와 고로슬래그 미분말이 1 : 0.5∼1의 중량비로 배합된 바인더 100중량부에, 입도 5.0∼10.0㎜의 순환골재 200∼400중량부를 배합하고, 이에 혼화제 0.3∼0.6 중량부를 혼합하고, 물비(W/B) 25∼30%를 구비하도록 혼합수를 첨가하여 투수콘크리트 조성물을 형성하는 투수콘크리트 생성단계; 상기 투수콘크리트 조성물을 포설 및 다짐하여, 하부 투수콘크리트층을 형성하는 1차타설단계; 상기 하부 투수콘크리트층에 보강망체를 설치하는 보강망체 설치단계; 보강망체가 설치된 하부투스콘크리트층 위에 투수콘크리트 조성물을 포설 및 다짐하여 상부 투수콘크리트층을 형성하는 2차타설단계;를 통해, 투수계수 1㎝/s 이상, 압축강도 18㎫ 이상, 휨강도 4.5㎫ 이상의 투수콘크리트 포장층을 형성하도록 되어 있다.

Description

순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물과 이를 이용한 투수콘크리트 도로 포장방법{Permeable concrete using recycled aggregate and porous concrete pavement using the same method}
본 발명은 도로포장을 위한 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물과 이를 이용한 투수콘크리트 포장방법에 관한 것으로, 순환골재에 부착되어 있는 수화물에 의한 고로슬래그 미분말의 잠재수경성 반응촉진, 시멘트에 의한 수화반응 및, 시멘트에 의한 포졸란 반응을 통해, 장기적으로 강도가 증진되는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물과 이를 이용한 투수콘크리트 포장방법에 관한 것이다.
최근 도시화의 가속화로 인하여 도로와 지표면이 아스팔트와 콘크리트로 포장되는 면적이 크게 증가하고 있다. 이와 같이 포장된 도로 위와 건물의 지붕에 내린 빗물은 지하에 침투하지 않고, 도시 하천이나 하수도를 통하여 강이나 바다로 직접 흘러가게 된다. 따라서, 강우 시 단시간 내에 급격한 수량의 증가가 일어나 도시형 홍수를 일으킬 수도 있다. 뿐만 아니라, 도시 하천의 측면 상당 부분이 불투수성 콘크리트나 아스팔트로 포장되어 있고 주차장화 되어있기 때문에 투수가 용이하지 않아 식물의 서식이 불가능하고, 수질오염 및 토양오염이 심화되며 지반침하의 현상까지 초래되는 문제점이 발생하였다.
이러한 도시의 사막화 현상을 막기 위한 방법으로 도로면이나 지표면을 투수성이 높은 투수 콘크리트로 포장하는 방법이 이용되어 왔다. 투수 콘크리트(Water permeable concrete)는 콘크리트 표면을 따라 흐르거나 또는 고여진 채 여러 부작용을 유발하는 우수 등이 지하로 용이하게 투수될 수 있도록 잔입자 골재를 사용하여 연속 공극을 형성시킨 콘크리트로서 1980년대 국내에 도입된 이래 보도는 물론이고 차도에까지 폭 넓게 시공되고 있다.
현재 콘크리트 제조 시에 사용되는 골재는 천연 암석을 파쇄하여 제조한 천연골재가 대부분을 차지하고 있으나, 최근에는 주거환경을 개선하고 주택 보급률을 향상시키기 위하여 대단위의 공동주택이 건설됨은 물론 교통 환경의 개선을 위하여 도로 확장 및 포장공사가 이루어지면서 많은 양의 골재가 소요되어 골재부족현상이 심화되고 있다.
따라서, 일상생활에서부터 각종 산업분야에 이르기까지 재활용과 자원절약 및 환경보존에 대한 관심이 날로 중요시되고 있으며, 건설폐기물인 폐콘크리트를 재생처리하므로 순환골재로서 재활용하는 방안이 개발되어 사용중에 있고, 최근 국내에서도 순환골재의 품질인증제도가 시행됨에 따라 본격적인 순환골재 사용 시대를 맞이한다고 볼 수 있으며, 또한 일본은 건축기준법 등 순환골재의 품질확보와 함께 저비용과 환경부하의 저감을 목적으로 인증제도를 통하여 순환골재의 사용확립에 노력을 기울이고 있는 실정이다.
상기 순환골재는 폐콘크리트에 포함되어 있는 철재류 및 플라스틱 등의 불순물을 제거한 후, 폐콘크리트 덩이를 압축파쇄 또는 롯트밀, 볼밀, 튜브밀 등을 이용하여 분쇄하고, 스크린을 이용하여 파쇄물을 입도 별로 선별, 분리하거나 풍력을 이용하여 슬러지를 제거하는 건식 처리법에 의해 제조하거나,
폐콘크리트를 일정한 크기로 파쇄한 후에 습식상태에서 골재 표면의 모르타르 박리를 목적으로 튜브밀, 드럼형박리장치, 로드밀, 볼밀 등 이들 기종 중 1 개 종류를 사용하여 파쇄하고, 스크린에서 물로 처리하여 슬러지와 세골재를 분급하는 습식처리법에 의해 제조되고 있다.
그러나, 상기 순환골재의 경우, 입자크기 등은 규격을 맞춰 생성할 수 있으나 흡수율 및 절대건조밀도 등의 항목에서 기준이 되는 규격을 갖지 못하고 기준규격의 범위를 벗어나서 생성된 순환골재의 자체는 저품질의 상태를 유지하고 있어, 투수성 콘크리트 등의 건설자재로 사용하게 될 경우, 자체의 강도가 해를 거듭할 수록 약하게 되어, 노면에 쉽게 손상이 발생되고, 이러한 손상에 의해 공극이 막히게 되어, 투수 및 함수성이 점점 나빠지게 되는 등 여러가지 문제점이 있었다.
등록특허공보 등록번호 10-0755202(2007.08.29) 공개특허공보 공개번호 특2003-0004194(2003.01.14) 공개특허공보 공개번호 특2002-0071241(2002.09.12) 공개특허공보 공개번호 10-2007-011674(2007.11.20)
본 발명의 목적은 건설폐기물에서 발생되는 순환골재에 부착된 수화물(알카리성분)과, 고로슬래그 미분말의 잠재수경성 반응을 유도하여, 도로포장용 투수콘크리트로 활용가능한 강도 및 내구성을 구비하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물과 이를 이용한 투수콘크리트 포장방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 바인더 100 중량부에 대하여, 순환골재 200∼400중량부, 혼화제 0.3∼0.6 중량부를 포함하되, 상기 바인더는 시멘트 : 고로슬래그 미분말 1 : 0.5∼1의 중량비를 구비하고, 물비(W/B) 25∼30%를 구비한다.
또한, 본 발명은 바인더 100 중량부에 대하여, 순환골재 미분말 5∼20중량부를 더 첨가할 수 있다.
본 발명은 시멘트와 고로슬래그 미분말로 이루어진 바인더에, 입도 5.0∼10.0㎜의 순환골재 또는 순환골재와 순환골재 미분말을 배합하고, 이에 혼화제를 혼합한 후, 물비(W/B) 25∼30%를 구비하도록 혼합수를 첨가하여 투수콘크리트 조성물을 형성하는 투수콘크리트 생성단계;
상기 투수콘크리트 조성물을 포설 및 다짐하여, 하부 투수콘크리트층을 형성하는 1차타설단계;
상기 하부 투수콘크리트층에 보강망체를 설치하는 보강망체 설치단계;
보강망체가 설치된 하부투스콘크리트층 위에 투수콘크리트 조성물을 포설 및 다짐하여 상부 투수콘크리트층을 형성하는 2차타설단계;를 통해, 투수계수 1㎝/s 이상, 압축강도 18㎫ 이상, 휨강도 4.5㎫ 이상의 투수콘크리트 포장층을 형성하도록 되어 있다.
이와 같이, 본 발명은 순환골재의 입도를 조정하고, 순환골재와 고로슬래그 미분말 또는, 순환골재와 고로슬래그 미분말 및 순환골재 미분말을 배합하여, 순환골재의 표면에 부착되어 있는 수화물질과, 순환골재 미분말내의 알칼리성 물질인 CaO 및 Ca(OH)2 가 고로슬래그 미분말의 자극제 기능을 수행함으로써, 고로슬래그 미분말의 잠재수경성 반응을 촉진하여 전체 콘크리트 강도가 증진되게 된다.
본 발명은 순환골재의 입도를 5∼10㎜ 범위로 한정, 바람직하게는 입도 5㎜ 순환골재와 입도 10㎜ 순환골재를 1 : 1 의 중량비율로 혼합하고, 고로슬래그 미분말과 순환골재 미분말을 배합하도록 되어 있어, 투수성 콘크리트 포장도로의 강도를 일정하게 유지시킴과 동시에, 골재와 골재상의 공극을 일정하게 유지시킬 수 있어, 우수한 투수성을 구비하는 등 많은 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 투수콘크리트층의 구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 시공방법을 보인 블록예시도
도 3 은 본 발명 실시예1에 따른 순환골재의 입도변화에 따른 재령 별 압축강도 보인 예시도
도 4 는 본 발명 실시예1에 따른 순환골재의 입도조합에 따른 재령 별 압축강도를 보인 예시도
도 5 는 본 발명 실시예1에 따른 순환골재(단입도)의 입도변화에 따른 재령 28일 휨강도를 보인 예시도
도 6 은 본 발명 실시예1에 따른 순환골재(입도조합)의 입도변화에 따른 재령 28일 휨강도를 보인 예시도
도 7 은 본 발명 실시예1에 따른 순환골재(단입도)의 입도변화에 따른 투수계수를 보인 예시도
도 8 은 본 발명 실시예1에 따른 순환골재(입도조합)의 입도변화에 따른 투수계수를 보인 예시도
도 9 는 본 발명 실시예2에 따른 시험체의 구성을 보인 예시도
도 10 은 본 발명 실시예2에 따라 Mock-up 시험체의 골재 종류 변화에 따른 압축강도를 나타낸 예시도
도 11 은 본 발명 실시예2에 따라 Mock-up 시험체의 재령 28일 휨강도를 나타낸 예시도
도 12 는 본 발명 실시예2에 따라 Mock-up 시험체의 재령 28일 투수계수를 나타낸 예시도
본 발명은 바인더 100 중량부에 대하여, 순환골재 200∼400중량부, 혼화제 0.3∼0.6 중량부를 포함하되, 상기 바인더는 시멘트 : 고로슬래그 미분말 1 : 0.5∼1의 중량비를 구비하고, 물비(W/B) 25∼30%를 구비한다.
또한, 본 발명은 바인더 100 중량부에 대하여, 순환골재 미분말 5∼20중량부를 더 첨가할 수 있다.
상기 순환골재는 폐콘크리트에 포함되어 있는 철재류 및 플라스틱 등의 불순물을 제거한 후, 폐콘크리트 덩이를 압축파쇄 또는 롯트밀, 볼밀, 튜브밀 등을 이용하여 분쇄하고, 스크린을 이용하여 파쇄물을 입도 별로 선별, 분리한 것으로, 국내에서 생산(화성산)된 것을 입도별로 체로 쳐서 선별한 입도 5.0∼10.0㎜의 순환골재를 사용한다.
이와 같은 순환골재는 밀도 2.50∼2.80(g/㎤)m, 흡수율 3.0∼4.5%, 조립율(FM) 6.0∼7.0, 0.08㎜ 체통과량(%) 1.0% 이하의 물성을 구비한다.
상기 순환골재는 표면에 부착된 몰탈이 박리된 상태를 구비하나, 그 표면에는 수화물질(Ca(OH)2, SiO2, CaO, CaCO3 등등)이 소정 잔류하게 되며, 이와 같이 잔류하는 수화물질은 고로슬래그 미분말의 잠재수경성을 촉진하는 자극제 역할을 하게 된다.
또한, 상기 순환골재는 입도 5.0∼10.0㎜의 순환골재로 이루어져 있으며, 이와 같이 입도가 조정된 순환골재에 의해 투수콘크리트가 조성될 경우, 소정의 투수성을 구비하게 된다. 또한, 상기 순환골재는 입도 5㎜ 순환골재와 입도 10㎜ 순환골재를 1 : 1 의 중량비율로 혼합하는 것이 가장 바람직하며, 이와 같이 입도를 선별하여 혼합할 경우, 최적의 투수성을 구비하게 된다.
상기 순환골재 미분말은 순환골재의 생산과정 중, 발생되는 먼지를 집진기로 집진한 분체형 물질로, 아래의 [표1]에 따른 물리,화학적 특성을 구비한다.
[표1]
Figure pat00001
상기 [표1]에서와 같이, 순환골재 미분말은 순환골재의 조성물질 중 기본적인 물질인 Ca(OH)2, SiO2, CaO, CaCO3 등의 수화물질이 존재한다.
이와 같이 이루어진 순환골재 미분말은 알칼리성 물질인 CaO 및 Ca(OH)2를 구비하고 있어, 고로슬래그미분말의 자극제 역할을 수행하여 잠재수경성 반응을 촉진함으로써, 전체 강도를 증진시키게 된다.
상기 고로슬래그 미분말은 순환골재 또는 순환골재 미분말의 알카리성 물질에 의해 잠재수경성 반응이 유도되어 강도를 증진시키는 것으로, 분말도 4,000㎠/g 이상의 것을 사용한다. 또한, 상기 시멘트는 보통포틀랜드 시멘트 등을 사용할 수 있다.
상기 혼화제는 밀도 1.05(g/㎤)를 구비하는 액상의 폴리칼본산계 고성능 감수제를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 혼화제는 폴리칼본산계 고성능 감수제와 음이온계 AE제를 1 : 0.5∼1 의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 혼화제는 플로우 200±20 의 범위를 충족하도록 물비를 고려하여 소정범위내에서 첨가된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 순환골재 및 순환골재 미분말에 의한 고로슬래그 미분말의 잠재수경성 반응이 유도되어 강도가 증진되도록 되어 있다.
즉, 상기 고로슬래그 미분말은 물과 접촉하게 되면 고로슬래그 입자 표면에 치밀한 불투수성 겔박막이 형성되어 입자 속까지 물이 침입하는 것이 방해되고 더 이상의 반응이 일어나지 않게 된다.(잠재수경성반응)
또한, 순환골재 및 순환골재 미분말에는 다량의 미수화 시멘트를 포함하고 있는데, 이와 같은 순환골재 및 순환골재 미분말과 고로슬래그 미분말을 사용하여 콘크리트 조성물을 제조할 경우, 순환골재 및 순환골재 미분말에 포함되어 있는 미수화 시멘트 입자가 물과 반응하여 수화가 진행되면서, Ca(OH)2를 용출하게 되고 이때 용출되는 Ca(OH)2가 고로슬래그미분말의 불투수성 겔 박막을 깨뜨리는 알카리 자극제 역할을 함으로써, 고로슬래그미분말의 잠재수경성 반응을 촉진시켜 콘크리트의 강도를 증진시키게 된다.
도 1 은 본 발명에 따른 투수콘크리트층의 구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 시공방법을 보인 블록예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 시멘트와 고로슬래그 미분말이 1 : 0.5∼1의 중량비로 배합된 바인더에, 입도 5.0∼10.0㎜의 순환골재를 배합하고, 이에 혼화제 및 혼합수를 첨가하여 투수콘크리트 조성물을 형성하는 투수콘크리트 생성단계;
상기 투수콘크리트 조성물을 포설 및 다짐하여, 하부 투수콘크리트층(10)을 형성하는 1차타설단계;
상기 하부 투수콘크리트층에 보강망체(20)를 설치하는 보강망체 설치단계;
보강망체가 설치된 하부투스콘크리트층 위에 투수콘크리트 조성물을 포설 및 다짐하여 상부 투수콘크리트층(30)을 형성하는 2차타설단계;를 통해, 투수계수 1㎝/s 이상, 압축강도 18㎫ 이상, 휨강도 4.5㎫ 이상의 투수콘크리트층(100)을 형성하도록 되어 있다.
상기 투수콘크리트 생성단계는 시멘트와 고로슬래그 미분말이 1 : 0.5∼1의 중량비로 배합된 바인더 100중량부에, 입도 5.0∼10.0㎜의 순환골재 200∼400중량부를 배합하고, 이에 혼화제 0.3∼0.6 중량부를 혼합한 후, 물비(W/B) 25∼30%를 구비하도록 혼합수를 첨가한다. 이때, 상기 혼화제는 액상의 폴리칼본산계 고성능 감수제, 또는 폴리칼본산계 고성능 감수제와 음이온계 AE제를 혼합한 것을 사용한다.
즉, 상기 투수콘크리트 생성단계는 시멘트와 고로슬래그 미분말로 이루어진 바인더 100중량부에, 입도 5.0∼10.0㎜의 순환골재를 배합한 후 약 20rpm 의 저속으로 약 30∼40초동안 1차 건비빔하여 건비빔 콘크리트를 형성하는 1차혼합단계;
상기 건비빔 콘크리트에 물을 첨가하여 약 30rpm의 중속으로 약 60∼80초동안 2차 비빔하여 콘크리트를 형성하는 2차혼합단계;
상기 콘크리트에 혼화제를 첨가하여 약 40rpm의 고속으로 약 90∼100초 동안 3차 비빔하여 투수성 콘크리트 조성물을 형성하는 3차 혼합단계;를 포함한다.
또한, 상기 투수콘크리트 생성단계는 순환골재의 배합시, 순환골재 미분말 5∼20중량부를 더 배합하는 단계를 포함한다.
상기 투수콘크리트 생성단계는 바인더 100 중량부에 대하여, 순환골재 미분말 5∼20중량부를 배합하는 단계를 포함한다. 즉, 상기 1차혼합단계에서 순환골재의 배합시, 순환골재 미분말을 더 배합하여 건비빔 콘크리트를 형성할 수 있다.
상기 1차타설단계는 투수콘크리트 생성단계에서 생성된 투수콘크리트를 현장에서 소정두께를 구비하도록 타설하고, 이를 도로포장에 사용되어지고 있는 진동롤러에 의해 다짐하여 소정높이의 하부 투수콘크리트층을 타설한다. 상기 하부 투수콘크리트층은 목표로 하는 투수콘크리트층의 ½에 해당되는 높이(두께)를 구비하도록 타설된다.
상기 보강망체 설치단계는 투수콘크리트층의 휨강도를 보강하기 위한 것으로, 망(눈) 크기가 5㎜ 이상을 구비하는 보강망체, 바람직하게는 5∼10㎜ 의 망(눈)크기를 구비하는 보강망체를 사용하며, 두께는 2.5∼5㎜를 구비하는 것이 바람직하다.
이와 같은 보강망체는 금속(철망) 또는 수지 등으로 이루어진 보강망체를 사용할 수 있으며, 코코넛섬유로 이루어진 섬유보강망체를 사용할 수 있다.
상기 섬유보강망체는 하부 투수콘크리트층과 상부 투수콘크리트층 사이에 위치하여, 보강망체 전체 투수콘크리트층에 대한 휨강도를 보강하는 기능을 구비함과 동시에, 포장도로 시공시, 투수콘크리트 조성물의 침투에 의해, 상부 투수콘크리트층 및 하부 투수콘크리트층에 결합됨으로써, 상/하부 투수콘크리트층이 분리되는 현상없이 일체로 연결되도록 하는 기능을 구비하게 된다.
상기 2차타설단계는 투수콘크리트 생성단계에서 생성된 투수콘크리트를 보강망체가 설치된 하부콘크리트층 위로 소정두께를 구비하도록 타설하고, 이를 도로포장에 사용되어지고 있는 진동롤러에 의해 다짐하여 소정높이의 상부 투수콘크리트층을 타설한다. 상기 상부 투수콘크리트층은 목표로 하는 투수콘크리트층의 ½에 해당되는 높이(두께)를 구비하도록 타설된다.
즉, 본 발명에 따른 투수콘크리트층(100)은 하부 투수콘크리트층(10)과, 보강망체(20) 및 상부 투수콘크리트층(30)으로 이루어지고, 상기 상부 투수콘크리트층과 하부 투수콘크리트층은 1 : 1 의 높이를 구비하도록 타설되며, 상기 보강망체는 상부 및 하부 투스콘크리트층에 일체로 설치된다.
상기와 같이 본 발명의 투수성 콘크리트 조성물에 의해 이루어지는 투수콘크리트 포장방법은 투수계수 1㎝/s 이상, 압축강도 18㎫ 이상, 휨강도 4.5㎫ 이상을 구비하는 투수콘크리트 포장층을 형성하게 된다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예 1
도로포장용 투수콘크리트 조성물로의 사용여부를 확인하기 위하여, 순환골재를 사용한 투수 콘크리트 조성물을 아래의 [표2] 및 [표3]에 의해 시험체를 형성하였으며, 이에 대한 제반 특성을 분석하였다.
이때, 고성능감수제(폴리칼본산계 고성능 감수제)는 W/B 20%에서는 바인더 100 중량부에 대하여 0.5 중량부, W/B 25% 및 30%에서는 바인더 100 중량부에 대하여 0.4 중량부를 첨가하였다.
또한, 순환골재를 사용한 투수 콘크리트 조성물은 아래의 [표4]에 따른 실험계획에 의해 시험체를 형성하여 실험을 수행하였으며, 압축강도는 KS F 2405, 휨강도는 KS F 2408에 의거하여 실시하였다. 또한, 각각의 시험체는 직경 100㎜, 길이 600㎜, 추의 무게 2~4 Kg으로 구성된 램머를 이용하여 제작하였다.
투수계수의 실험방법은 일반 콘크리트의 투수계수에 비하여, 약 10배 이상 높기 때문에 일반 콘크리트의 투수계수 시험기로는 측정이 불가능하여, KS F 2385 투수성 아스팔트 혼합물 규정에 의거하여 실시하였고, 투수계수(K)는 [식1]을 이용하여 계산하였다.
Figure pat00002
이때, K : 투수계수, L : 공시체 두께(㎜), A : 공시체의 단면적(㎠), h : 수위차(㎝), t1 : 측정개시시간(s), : t2 : 측정 종료시간(s), Q : t1∼t2 에 배수된 수량(㎤) 이다.
[표2]
Figure pat00003

[표3]
Figure pat00004

도 3 은 순환골재의 입도변화 및 입도 조합에 따른 재령 별 압축강도를 도시한 것으로, 물비(W/B)가 커짐에 따라 낮은 강도범위를 나타내고, 순환골재의 입도가 작을수록 콘크리트의 공극이 상대적으로 작아져서 강도가 증가하는 것으로 나타났다.
도 4 는 순환골재의 입도조합에 따른 재령 별 압축강도를 도시한 것으로, 단입도의 순환골재에 비하여 입도를 조합하여 사용할 경우, 높은 압축강도를 나타내고 있음을 알 수 있으며, 2.5㎜의 작은입도를 갖는 골재를 혼합사용한 배합이 높은 강도값을 발휘하였다. 즉, 순환골재의 입도 2.5+5.0㎜, 2.5+10.0㎜, 2.5+5.0+10.0㎜ 등 2.5㎜ 골재를 혼합하여 사용한 배합이 5.0+10.0㎜ 배합한 배합에 비하여, 약 3∼6㎫ 정도 높은 강도값을 나타내었는데, 이는 상대적으로 작은 입자의 골재가 골재 사이의 공극을 채워 내부공극이 작아짐에 따른 것으로 판단되며, 특히 2.5+5.0+10.0㎜의 경우에는 세 종류의 순환골재를 혼합사용함에 따라 연속 입도 형태를 이루게 되어 강도값이 증가한 것으로 판단된다.
상기 도 3 및 도 4 를 통해, 순환골재를 활용한 투수콘크리트 조성물은, 물비(W/B) 25%를 기준으로 단입도의 경우, 입도가 작은 2.5㎜의 순환골재를 사용한 경우, 재령 7일에서 목표강도 18㎫ 이상의 강도범위를 나타내었으며, 5.0㎜ 및 10.0㎜를 단독으로 사용한 시험체의 경우는 재령 28일에서도 목표 강도에 도달하지 못하는 것으로 나타났다. 또한, 골재의 입도를 혼합 사용한 복합 입도의 경우는 재령 28일에서 모두 목표강도범위를 만족하는 것으로 나타났다.
도 5 및 도 6 은 순환골재의 입도 변화 및 입도조합에 따른 재령 28일 휨강도를 휨보강(표준망체:망(눈)크기(폭) 8㎜, 두께는 2.5㎜) 전과 후로 구분하여 나타낸 것으로, 입도 변화에 따른 휨강도는 휨보강 후에도 약 4㎫ 전후로 기준치인 4.5㎫에 미치지 못하였다. 그러나 입도를 조합사용한 경우에는 휨보강을 할 경우 기준치 이상의 범위를 확보 할 수 있었다.
도 7 및 도 8 은 입도변화에 따른 투수계수를 도시한 것으로, 전반적으로 작은입자의 골재를 사용한 시험체의 경우, 투수계수 측정이 불가능한 것으로 나타났으며, 단입도의 골재를 사용한 시험체에서는 5.0㎜ 이상의 골재를 단독으로 사용한 경우에는 양호한 투수계수를 나타내었다.
또한, 골재의 입도를 조합하여 사용한 시험체에서는 2.5㎜의 골재를 혼합하여 사용할 경우, 콘크리트 공극이 상대적으로 작아져서 투수계수 측정이 불가능하였으며, 5.0+10.0㎜ 의 골재를 혼합 사용한 시험체의 경우 목표 투수계수인 1㎝/s 이상을 구비하였다.
실시예 2
실시예1의 결과를 토대로 아래 [표4] 및 [표5]에 의해 Mock-up 시험체를 형성하였으며 이에 대한 제반 특성을 분석하였다. 이때 실험 방법은 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 또한, Mock-up 시험체는 [도9]에서와 같이 2000㎜×1500㎜×200㎜의 부재를 제작하여 전자식 진동식 다짐기를 이용하여 다짐하였다.
[표4]
Figure pat00005

[표 5]
Figure pat00006

도 10 은 Mock-up 시험체의 골재 종류 변화에 따른 압축강도를 도시한 것으로 5.0+10.0㎜의 순환골재를 혼합 사용한 시험체에서 재령 28일 압축강도는 20㎫이상으로 양호한 강도값을 나타내었다.
도 11 은 Mock-up 시험체의 재령 28일 휨강도를 나타낸 것으로, 표준망체의해 휨보강을 하여 일반 화강암 골재를 사용한 경우와 유사한 강도 범위를 나타내어 기준치인 4.5㎫를 만족하는 것으로 확인 할 수 있다.
도 12 는 Mock-up 시험체의 재령 28일 투수계수를 나타낸 것으로, 실시예 2의 결과에 비하여 다소 낮은 값을 나타내었는데 이는 진동 다짐기에 의하여 콘크리트 내부가 밀실하게 다져짐에 따라 내부 공극이 상대적으로 작아짐에 의한 것으로 기준치인 1㎝/s 이상으로 값으로 만족하였다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
(10) : 하부 투수콘크리트층 (20) : 보강망체
(30) : 상부 투수콘크리트층 (100) : 투수콘크리트층

Claims (14)

  1. 도로포장용 투수성 콘크리트 조성물에 있어서;
    상기 투수성 콘크리트 조성물은,
    물비(W/B) 25∼30%를 구비하고,
    바인더 100 중량부에 대하여, 순환골재 200∼400중량부, 혼화제 0.3∼0.6 중량부를 포함하되,
    상기 바인더는 시멘트 : 고로슬래그 미분말 1 : 0.5∼1의 중량비를 구비하는 것을 특징으로 하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물.
  2. 청구항 1 에 있어서;
    상기 순환골재는 입도 5.0∼10.0㎜의 순환골재인 것을 특징으로 하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물.
  3. 청구항 1 에 있어서;
    상기 순환골재는 입도 5㎜ 순환골재와 입도 10㎜ 순환골재가 1 : 1 의 중량비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물.
  4. 청구항 1 에 있어서;
    상기 순환골재는 밀도 2.00∼2.80(g/㎤)m, 흡수율 0.5∼5.5%, 조립율(FM) 5.0∼8.0, 0.08㎜ 체통과량(%) 5.0% 이하의 물성을 구비하는 것을 특징으로 하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물.
  5. 청구항 1 에 있어서;
    순환골재 미분말 5∼20중량부가 더 배합되되,
    상기 순환골재 미분말은 아래의 [표1]에 따른 물리, 화학적 특성을 구비하는 것을 특징으로 하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물.
    [표1]
    Figure pat00007

  6. 청구항 1 에 있어서;
    상기 혼화제는 액상의 폴리칼본산계 고성능 감수제인 것을 특징으로 하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물.
  7. 청구항 1 에 있어서;
    상기 혼화제는 폴리칼본산계 고성능 감수제와 음이온계 AE제가 1 : 0.5∼1 의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물.
  8. 시멘트와 고로슬래그 미분말이 1 : 0.5∼1의 중량비로 배합된 바인더에, 입도 5.0∼10.0㎜의 순환골재를 배합하고, 혼화제 및 혼합수를 첨가하여 투수콘크리트 조성물을 형성하는 투수콘크리트 생성단계;
    상기 투수콘크리트 조성물을 포설 및 다짐하여, 하부 투수콘크리트층을 형성하는 1차타설단계;
    상기 하부 투수콘크리트층에 보강망체를 설치하는 보강망체 설치단계;
    보강망체가 설치된 하부투스콘크리트층 위에 투수콘크리트 조성물을 포설 및 다짐하여 상부 투수콘크리트층을 형성하는 2차타설단계;를 통해,
    투수계수 1㎝/s 이상, 압축강도 18㎫ 이상, 휨강도 4.5㎫ 이상의 투수콘크리트 포장층이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물을 이용한 투수콘크리트 포장방법.
  9. 청구항 8 에 있어서;
    상기 투수콘크리트 생성단계는 시멘트와 고로슬래그 미분말로 이루어진 바인더 100중량부에, 순환골재를 배합한 후 20rpm으로 30∼40초동안 1차 건비빔하여 건비빔 콘크리트를 형성하는 1차혼합단계;
    상기 건비빔 콘크리트에 물을 첨가하여 30rpm 로 60∼80초동안 2차 비빔하여 콘크리트를 형성하는 2차혼합단계;
    상기 콘크리트에 혼화제를 첨가하여 40rpm 으로 90∼100초 동안 3차 비빔하여 투수성 콘크리트 조성물을 형성하는 3차 혼합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물을 이용한 투수콘크리트 포장방법.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9 에 있어서;
    상기 순환골재는 입도 5㎜ 순환골재와 입도 10㎜ 순환골재가 1 : 1 의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물을 이용한 투수콘크리트 포장방법.
  11. 청구항 8 또는 청구항 9 에 있어서;
    상기 투수콘크리트 생성단계는 순환골재의 배합시, 순환골재 미분말 5∼20중량부가 더 배합되되,
    상기 순환골재 미분말은 아래의 [표1]에 따른 물리.화학적 특성을 구비하는 것을 특징으로 하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물을 이용한 투수콘크리트 포장방법.
    [표1]
    Figure pat00008

  12. 청구항 8 에 있어서;
    상기 보강망체는 망(눈) 크기가 5∼10㎜ 를 구비하고, 두께는 2.5∼5㎜를 구비하는 것을 특징으로 하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물을 이용한 투수콘크리트 포장방법.
  13. 청구항 8 또는 청구항 12 에 있어서;
    상기 보강망체는 금속재질 또는 수지로 이루어진 보강망체인 것을 특징으로 하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물을 이용한 투수콘크리트 포장방법.
  14. 청구항 8 또는 청구항 12 에 있어서;
    상기 보강망체는 코코넛섬유로 이루어진 섬유보강망체인 것을 특징으로 하는 순환골재를 이용한 투수성 콘크리트 조성물을 이용한 투수콘크리트 포장방법.
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