콘크리트 번역(한국어 원본)보통 콘크리트에서는 자기수축(Autogenous shrinkage)이 건조수축(drying shrinkage)에 비하여 매우 작아 균열제어(crack control) 및 설계(design)에서 고려되는 일이 없었으나 고강도 콘크리트(High strength concrete)의 경우는 배합(proportion)특성상 보통 콘크리트에 비해 단위수량(unit water content)이 적고 물결합재비(water per binder ratio)가 낮으며 실리카흄(silica fume)과 같이 초기 수화(hydration)속도가 현저히 빠른 혼화재(mineral admixture)의 사용 때문에 초기 재령(early age)에서의 수화발현(hydration development)이 커 콘크리트 내부 배합수(mixing water)의 급격한 소모 등으로 이른바 자기건조(self desiccation)의 발생에 따라 자기수축이 발생하게 되며 경우에 따라서는, 이러한 자기수축만으로도 콘크리트에 균열이 발생하여 내구성(durability)에 영향을 끼치게 되는데 이로 인해 자기수축을 저감시키는 것은 고강도 콘크리트의 내구성에 있어서는 중요한 문제 중의 하나로 인식되고 있다.
한편 자기수축 저감대책으로 팽창재(expansion additive), 수축저감제(reducing shrinkage agent) 등 혼화제(chemical admixture)를 이용한 연구가 진행되었으나 팽창재나 수축저감제가 고강도콘크리트의 자기수축 저감에 효과가 있더라도 재료의 단가가 고가이며 대부분의 수축저감제는 건조수축에 목적이 있으므로 분리압력손실(segregated pressure loss)에 의한 수축과 공극(pore)내 미니스커스(meniscus)에 의해 발생되는 모세관압력(capillary pressure)이 동시에 작용하여 발생하는 자기수축을 방지하는데는 어려움이 있다.
본 연구에서는 고강도 콘크리트의 자기수축을 보다 효과적으로 저감할 수 있는 방안을 개발하고자 유지류(edible oils)의 종류 및 사용량에 변화를 주어 고강도 모르타르(high strength mortar) 및 콘크리트에 적용하여 공학적 특성 및 자기수축 특성을 분석하였으며 유지류의 영향이 반영된 보정계수(correction factor)를 제안하였는데, 그 내용을 요약하면 다음과 같다.
1) 유지류 종류 및 사용량에 따른 유동성(flowability) 경향분석 결과 콩기름, 참기름 및 옥수수유의 경우에는 사용량이 약 2.5 %이내의 수준에서는 큰 성능저하를 가져오지는 않는 것으로 판단되며, 다른 식물성 유지의 경우에도 2 % 이하의 수준에서는 사용함에 있어 큰 영향은 없는 것으로 판단된다. 압축강도(compressive strength)는 1일의 초기강도(strength at the early age)에서 사용량 1 %의 경우 폐식용유(waste oil)를 제외한 모든 유지류에서 Plain과 유사하거나 높은 결과를 나타냈으며, 수축저감제와 팽창재의 경우는 크게 저하하였다. 유지류를 사용한 고강도 콘크리트의 실험결과 모르타르에서 확인되었던 유지류의 볼베어링 효과는 골재(coarse aggregate)의 영향으로 인해 영향이 미비하여 유동성이 저하되었으나 공기량(air content)에서는 큰 차이를 보이지 않는 것으로 확인되었다. 강도결과는 대부분 모르타르의 경향을 그대로 나타냈다. |
콘크리트 번역(영어 번역본)In ordinary concrete, autogenous shrinkage is much smaller than drying shrinkage and thus has been neglected in crack control and design. In high strength concrete, which has a different composition that results in lower unit water content and water per binder ratio compared to ordinary concrete, autogenous shrinkage becomes important. High strength concrete contains mineral admixture such as silica fume, which has high initial rate of hydration. As a result, large hydration development occurs at an early age, rapidly using up mixing water. This leads to self desiccation and shrinkage. As autogenous shrinkage causes cracks that damage the concrete’s durability, reducing autogenous shrinkage is important for the utilization of high strength concrete.
Two chemical admixtures, expansion additive (EA) and shrinkage reducing agent (SRA), have been studied as additives that reduce autogenous shrinkage. They have proved to be effective in minimizing shrinkage, but their high material cost and the ineffectiveness of the SRA, most of which are used to reduce drying shrinkage, make the prevention of autogenous shrinkage caused by the combined action of shrinkage from segregated pressure loss and capillary pressure produced by the meniscus within pores problematic.
In this research, edible oil, including soybean, sesame, and corn, and waste oil were examined as means to reduce autogenous shrinkage and compared with EA and SRA. The amount and type of oil used to produce high strength mortar and concrete were varied, and the engineering properties and autogenous shrinkage characteristics were analyzed. A correction factor to reflect the effect of oil has also been proposed.
The results are summarized:
1) The flowability analysis showed that the addition of soybean, sesame, and corn oils, when less than 2.5% in final composition, did not cause significant decrease in performance for mortar and concrete. Other vegetable oils also showed minimal effect when their final composition was less than 2%. The compressive strength of the mortar on the first day in most cases increased with the addition of edible oil (when less than 1% final composition), while the waste oil was ineffective. The addition of EA and SRA, in contrast, decreased the strength significantly. When oil was added to high strength concrete, oil’s ball bearing effect that was observed for the mortar was minimized due to the existence of coarse aggregates, resulting in a decrease in flowability. Air content showed little change, and compressive strength for the high strength concrete was similar as with the mortar. |
