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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 윤여원
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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본 연구에서는 실트질 점토와 동물성 기포제 및 시멘트로 제작한 경량기포혼합토의 공학적 특성을 고찰하는 시험을 수행하였다. 현장의 경량기포혼합토는 경량도로구간, 기존도로의 확장 실증구간에 성토재료로 사용되었으며 현장 제작 직후의 단위중량과 흐름치를 측정하여 품질관리를 하였고 실내 시험을 통해 압축강도 특성을 분석하였다.
대단위로 계량 및 혼합이 이루어지는 현장 배합의 경우, 균질한 배합이 어렵고, 품질관리에 사용되는 흐름치로부터 최종목표인 경량혼합토의 압축강도 예측이 쉽지 않다. 따라서 흐름치로부터 강도예측을 위하여 현장에서의 배합비와 동일하게 경량기포혼합토를 실내에서 정확한 계량을 통해 제작하고 준설토의 초기함수비에 따른 혼합토의 공학적 특성을 고찰 및 비교할 필요가 있다. 이를 위해 경량혼합토의 습윤단위중량과 동일하게 경량기포혼합토를 제작한 후, 일축압축강도 시험을 실시하였다. 그리고 준설토의 함수비에 따른 혼합토의 유동성을 확인하기 위하여 Flow 시험을 수행하였다. 또한 현장타설 깊이에 따른 재료분리 현상을 고찰하기 위하여 현장 타설 깊이와 같은 55cm 길이의 원통형 시료를 제작하였다.
연구 결과, 준설토의 함수비가 높을수록 높은 유동성으로 인해 흐름치가 증가하였고 재료분리로 인해 타설 깊이에 따른 단위중량이 증가하였다. 현장에서의 품질관리는 주로 흐름치에 의존하게 되므로 흐름치와 혼합토의 압축강도를 선행적으로 예측할 수 있는 정규화계수와의 상관관계를 제시함으로써 흐름치로부터 압축강도를 예측할 수 있도록 하였다.
현장 경량기포혼합토의 압축강도는 목표 압축강도 200를 만족하였지만, 시료 재배합, 배합의 균질성 미흡 등의 원인으로 결과에서 비교적 큰 편차를 보였다. 하지만 동일한 조건에서 제작한 실내 경량기포혼합토의 경우 서로 유사한 거동을 보였으며 초기함수비가 높을수록 재료분리로 타설 깊이에 따른 압축강도 차이가 크게 나타났다. 따라서, 목표 압축강도와 펌프압송에 필요한 흐름치를 만족하기 위하여 준설토 초기함수비를 75%로 배합하는 것이 가장 효과적이라고 판단되며, 함수비가 높을 경우 타설 높이를 제한하여 동일 타설 층에서 재료분리로 인한 강도 변화를 억제해야할 필요가 있다.
또한, 흐름치와 정규화계수와의 관계를 제시하였으며 이관계로부터 정규화계수를 산정하고, 이로부터 계산한 압축강도와 실내시험 압축강도를 비교한 결과, 준설토의 초기함수비가 높을수록 유사한 관계가 나타났다. 따라서, 흐름치와 정규화계수의 상관관계를 통해 압축강도를 사전에 예측하여 설계 단계에서 반영할 필요성이 있다고 판단된다.
대단위로 계량 및 혼합이 이루어지는 현장 배합의 경우, 균질한 배합이 어렵고, 품질관리에 사용되는 흐름치로부터 최종목표인 경량혼합토의 압축강도 예측이 쉽지 않다. 따라서 흐름치로부터 강도예측을 위하여 현장에서의 배합비와 동일하게 경량기포혼합토를 실내에서 정확한 계량을 통해 제작하고 준설토의 초기함수비에 따른 혼합토의 공학적 특성을 고찰 및 비교할 필요가 있다. 이를 위해 경량혼합토의 습윤단위중량과 동일하게 경량기포혼합토를 제작한 후, 일축압축강도 시험을 실시하였다. 그리고 준설토의 함수비에 따른 혼합토의 유동성을 확인하기 위하여 Flow 시험을 수행하였다. 또한 현장타설 깊이에 따른 재료분리 현상을 고찰하기 위하여 현장 타설 깊이와 같은 55cm 길이의 원통형 시료를 제작하였다.
연구 결과, 준설토의 함수비가 높을수록 높은 유동성으로 인해 흐름치가 증가하였고 재료분리로 인해 타설 깊이에 따른 단위중량이 증가하였다. 현장에서의 품질관리는 주로 흐름치에 의존하게 되므로 흐름치와 혼합토의 압축강도를 선행적으로 예측할 수 있는 정규화계수와의 상관관계를 제시함으로써 흐름치로부터 압축강도를 예측할 수 있도록 하였다.
현장 경량기포혼합토의 압축강도는 목표 압축강도 200를 만족하였지만, 시료 재배합, 배합의 균질성 미흡 등의 원인으로 결과에서 비교적 큰 편차를 보였다. 하지만 동일한 조건에서 제작한 실내 경량기포혼합토의 경우 서로 유사한 거동을 보였으며 초기함수비가 높을수록 재료분리로 타설 깊이에 따른 압축강도 차이가 크게 나타났다. 따라서, 목표 압축강도와 펌프압송에 필요한 흐름치를 만족하기 위하여 준설토 초기함수비를 75%로 배합하는 것이 가장 효과적이라고 판단되며, 함수비가 높을 경우 타설 높이를 제한하여 동일 타설 층에서 재료분리로 인한 강도 변화를 억제해야할 필요가 있다.
또한, 흐름치와 정규화계수와의 관계를 제시하였으며 이관계로부터 정규화계수를 산정하고, 이로부터 계산한 압축강도와 실내시험 압축강도를 비교한 결과, 준설토의 초기함수비가 높을수록 유사한 관계가 나타났다. 따라서, 흐름치와 정규화계수의 상관관계를 통해 압축강도를 사전에 예측하여 설계 단계에서 반영할 필요성이 있다고 판단된다.
목차
목 차제 1 장 서 론--------------------------11.1 연구배경---------------------------11.2 연구목적 및 내용--------------------3제 2 장 경량기포혼합토-----------------42.1 경량기포혼합토의 정의 및 적용성----42.2 경량기포혼합토의 연구 고찰----------8제 3 장 실내 시험 및 현장 시공----------143.1 실내시험--------------------------143.1.1 XRD 분석-------------------- ---143.1.2 SEM 분석-----------------------153.1.3 경량기포혼합토의 재료-----------173.2 현장 시공--------------------------203.3 단위체적중량 및 Flow 시험----------233.4 공시체 제작 및 양생----------------24제 4 장 시험결과 및 고찰---------------264.1 단위체적중량 및 흐름치--------------264.2 경량기포혼합토의 압축강도-----------334.2.1 현장?실내 경량기포혼합토----------334.2.2 타설 깊이에 따른 일축압축강도-----374.2.3 흐름치와 압축강도 관계------------43제 5 장 결 론--------------------------45참고문헌-------------------------------47
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