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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김영수
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수25
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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최근 이산화탄소의 배출로 인한 지구온난화 및 이에 대한 해결책이 세계 각국의 주요 이슈로 부각되고 있다. 특히, 시멘트의 생산과정에서 발생하는 이산화탄소의 양은 국내 총 배출량의 약 6~8%로 많은 이산화탄소를 발생시키기 때문에 이를 해결할 수 있는 방안이 필요하다. 따라서 이산화탄소를 저감시키기 위해 시멘트를 무기결합재로 전체 치환하는 무시멘트 콘크리트를 사용하게 되면 지구온난화와 같은 환경문제를 해결할 수 있다.
무시멘트 콘크리트에서 시멘트를 단일 또는 2가지 무기결합재로 치환한 경우 상온에서 보통 콘크리트보다 강도가 낮게 나타나거나 한가지 결합재의 다량혼입으로 인해 초기강도 저하 및 응결지연 등의 문제점이 발생한다. 이를 개선하기 위해 초기강도가 낮고 장기강도가 높은 플라이애시, 고로슬래그와 초기강도발현이 우수한 실리카 흄을 혼입한다면 각 무기결합재의 장점을 극대화시켜 시너지효과가 나타난 것이라 예상된다. 그러나 무기결합재의 구성비율에 따라 특성이 크게 달라지므로 각 무기결합재의 적정 혼입비율에 관한 연구가 필요하다.
따라서 본 연구에서는 실리카 흄, 플라이애시, 고로슬래그를 사용한 3성분계 무시멘트 콘크리트에서 무기결합재의 종류 및 상대적 구성비율에 따른 슬럼프와 압축강도 영향을 고찰하여 3성분계 무시멘트 콘크리트의 압축강도 특성에 미치는 시너지 효과를 규명하는 것이 이 연구의 목적이다.
3성분계 무시멘트 콘크리트의 시너지효과를 규명하기 위해 무기결합재의 상대적 구성비율을 10% 간격으로 설정하여 슬럼프 및 압축강도 특성을 알아보고 각 성분계에 대한 비교분석을 실시하였다. 또한, 각 무기결합재의 혼입비율이 압축강도와 슬럼프에 미치는 영향을 파악하기 위해 Ternary diagram을 통한 분석을 실시하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다.
1) 3성분계 무시멘트 콘크리트는 보통 콘크리트에 비해 슬럼프 저하가 발생하였으나 실리카 흄 10%를 혼입한 경우 큰 유동성 감소는 발생하지 않았다.
2) 3성분계 무시멘트 콘크리트의 재령 28일 압축강도는 고로슬래그의 혼입율이 50%일 경우 40MPa이상의 고강도를 나타냈으며, 고로슬래그를 60%이상 혼입할 경우 강도는 저하되었다.
3) 각 성분계의 압축강도를 비교한 결과, 재령 28일에서 3성분계의 최대 압축강도는 보통 콘크리트 대비 51.3% 증가하여 압축강도 증진율이 매우 높은 것을 알 수 있었다.
4) Ternary diagram을 통해 슬럼프와 압축강도 수준별 적정 구성비율을 조사한 결과, 35MPa 이상의 압축강도는 실리카 흄 5~20%, 플라이애시 20~60%, 고로슬래그 30~60%의 범위에서 나타났다.
이상의 결과로부터 3성분계 무시멘트 콘크리트는 상온에서 1,2성분계보다 높은 압축강도를 나타낸다는 결론을 얻었으며 향후 연구과제로는 다량 치환된 무기결합재의 화학적 특성에 의한 내구성 문제를 검토하기 위한 연구가 필요하다.
무시멘트 콘크리트에서 시멘트를 단일 또는 2가지 무기결합재로 치환한 경우 상온에서 보통 콘크리트보다 강도가 낮게 나타나거나 한가지 결합재의 다량혼입으로 인해 초기강도 저하 및 응결지연 등의 문제점이 발생한다. 이를 개선하기 위해 초기강도가 낮고 장기강도가 높은 플라이애시, 고로슬래그와 초기강도발현이 우수한 실리카 흄을 혼입한다면 각 무기결합재의 장점을 극대화시켜 시너지효과가 나타난 것이라 예상된다. 그러나 무기결합재의 구성비율에 따라 특성이 크게 달라지므로 각 무기결합재의 적정 혼입비율에 관한 연구가 필요하다.
따라서 본 연구에서는 실리카 흄, 플라이애시, 고로슬래그를 사용한 3성분계 무시멘트 콘크리트에서 무기결합재의 종류 및 상대적 구성비율에 따른 슬럼프와 압축강도 영향을 고찰하여 3성분계 무시멘트 콘크리트의 압축강도 특성에 미치는 시너지 효과를 규명하는 것이 이 연구의 목적이다.
3성분계 무시멘트 콘크리트의 시너지효과를 규명하기 위해 무기결합재의 상대적 구성비율을 10% 간격으로 설정하여 슬럼프 및 압축강도 특성을 알아보고 각 성분계에 대한 비교분석을 실시하였다. 또한, 각 무기결합재의 혼입비율이 압축강도와 슬럼프에 미치는 영향을 파악하기 위해 Ternary diagram을 통한 분석을 실시하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다.
1) 3성분계 무시멘트 콘크리트는 보통 콘크리트에 비해 슬럼프 저하가 발생하였으나 실리카 흄 10%를 혼입한 경우 큰 유동성 감소는 발생하지 않았다.
2) 3성분계 무시멘트 콘크리트의 재령 28일 압축강도는 고로슬래그의 혼입율이 50%일 경우 40MPa이상의 고강도를 나타냈으며, 고로슬래그를 60%이상 혼입할 경우 강도는 저하되었다.
3) 각 성분계의 압축강도를 비교한 결과, 재령 28일에서 3성분계의 최대 압축강도는 보통 콘크리트 대비 51.3% 증가하여 압축강도 증진율이 매우 높은 것을 알 수 있었다.
4) Ternary diagram을 통해 슬럼프와 압축강도 수준별 적정 구성비율을 조사한 결과, 35MPa 이상의 압축강도는 실리카 흄 5~20%, 플라이애시 20~60%, 고로슬래그 30~60%의 범위에서 나타났다.
이상의 결과로부터 3성분계 무시멘트 콘크리트는 상온에서 1,2성분계보다 높은 압축강도를 나타낸다는 결론을 얻었으며 향후 연구과제로는 다량 치환된 무기결합재의 화학적 특성에 의한 내구성 문제를 검토하기 위한 연구가 필요하다.
목차
목 차목차-----------------------------------------------------------------ⅰ표 목차--------------------------------------------------------------ⅲ그림 목차------------------------------------------------------------ⅳ사진 목차------------------------------------------------------------ⅴ국문 초록------------------------------------------------------------ⅵ1. 서론--------------------------------------------------------------11.1 연구배경 및 목적--------------------------------------------11.2 기존 연구 동향----------------------------------------------21.3 연구내용 및 방법--------------------------------------------32. 무시멘트 콘크리트에 대한 예비적 고찰----------------------------------52.1 정의-------------------------------------------------------52.2 구성재료---------------------------------------------------52.3 반응 메커니즘-----------------------------------------------92.4 물리적 특성-------------------------------------------------103. 실험계획 및 방법----------------------------------------------------123.1 실험계획----------------------------------------------------123.1.1 실험인자 및 수준----------------------------------------123.1.2 시편제작 및 양생----------------------------------------133.2 사용재료----------------------------------------------------153.2.1 골재---------------------------------------------------153.2.2 실리카 흄----------------------------------------------153.2.3 플라이애시---------------------------------------------163.2.4 고로슬래그---------------------------------------------173.2.5 알칼리 활성화제-----------------------------------------173.2.6 고성능 AE감수제----------------------------------------183.3 시험방법----------------------------------------------------203.3.1 슬럼프-------------------------------------------------203.3.2 압축강도-----------------------------------------------214. 실험결과 및 고찰----------------------------------------------------224.1 실험결과----------------------------------------------------224.2 슬럼프-----------------------------------------------------244.2.1 각 성분계에 따른 슬럼프----------------------------------244.2.2 슬럼프별 무기결합재의 상대적 구성비율----------------------274.3 압축강도----------------------------------------------------284.3.1 재령에 따른 압축강도-------------------------------------284.3.2 각 성분계에 따른 압축강도--------------------------------314.3.3 각 무기결합재의 추가 혼입에 따른 압축강도------------------344.3.4 압축강도별 무기결합재의 상대적 구성비율--------------------375. 결론--------------------------------------------------------------38참고문헌-------------------------------------------------------------40Abstract-------------------------------------------------------------42
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