증기양생한 고로슬래그 다량치환 시멘트 콘크리트의 압축강도 특성

홍성현,김형석,최슬우,이광명,최세진,Hong, Seong-Hyun,Kim, Hyung-Suk,Choi, Seul-Woo,Lee, Kwang-Myong,Choi, Se-Jin 한국건설순환자원학회 2015 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.3 No.1

최근 $CO_2$ 감축을 위해 고로슬래그 미분말과 같은 혼화재의 치환율을 높이기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 프리캐스트 콘크리트의 경우 증기양생을 실시하기 때문에 혼화재의 치환율을 높여도 초기 강도 확보에 유리한 것으로 알려져 있다. 하지만 다양한 증기양생이력에 따른 압축강도 특성에 대한 연구가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 고로슬래그 다량치환(질량비 60%) 시멘트 콘크리트의 증기양생 이력에 따른 콘크리트 압축강도 특성을 규명하기 위해 물-결합재비(W/B) 32, 35%, 단위수량 135, $150,165kg/m^3$ 수준으로 콘크리트를 제조하였다. 그리고 공시체의 최고온도(50, $60^{\circ}C$) 및 최고온도유지시간(5, 6, 7hr)을 변수로 증기양생을 실시하였다. 실험결과, 증기양생을 통해 높은 초기강도를 얻을 수 있었지만 28일 압축강도에서 강도가 저하되는 현상을 확인할 수 있었다. 따라서 고로슬래그 다량치환 시멘트 콘크리트의 프리캐스트 콘크리트 부재에의 적용을 위해서는 탈형강도 및 요구강도를 확보할 수 있는 증기양생 이력에 대한 추가적인 연구가 필요하다. Recently, lots of researches on concrete with high volume mineral admixture such as ground granulated blast furnace slag (GGBFS) have been carried out to reduce $CO_2$. It is known that the precast concrete has an advantage of high strength at early age due to steam curing, even if concrete has high replacement level of mineral admixture. However it demands the investigation of compressive strength properties according to steam curing regimens. In this study, concretes with water-binder ratio of 32, 35% and water content of 135, 150, $165kg/m^3$ were produced to investigate compressive strength properties of high volume (60% by mass) GGBFS cement concrete according to steam curing regimens. Then steam curing was implemented with the maximum temperature of 50, $60^{\circ}C$ and steaming time of 5, 6, 7 hours. From the test results, it was found that steam curing was effective to raise early strength of high volume GGBFS cement concrete, but 28 day compressive strengths of steam cured specimens were lower than those of water cured specimens. Thus, a further study would be needed for the optimum steam curing regimens to satisfy target demolded strength and specified strength for the application of high volume GGBFS cement concrete to precast concrete members.

증기양생 콘크리트의 양생온도주기와 강도발현 특성

김광돈,김춘호 한국구조물진단유지관리공학회 2010 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.14 No.5

본 논문은 프리캐스트 콘크리트 구조물의 조기강도를 촉진시키기 위한 양생공법 중에서 증기양생에 대한 연구내용으로서, 콘크리트 원주형 공시체와 목업체의 실험을 통하여 초기재령에서 요구되는 강도가 발현될 수 있는 증기양생주기와 최고온도를 정량화하여 최적 증기양생온도주기를 고찰 하였다. 또한 고온의 증기양생으로 인하여 발생된 콘크리트의 높은 온도와 거푸집 제거시에 발생되는 균열의 발생원인과 대책에 대하여 기술 하였으며, 궁극적으로는 PC 부재를 생산하는 과정에서의 조기강도발현과 품질확보를 동시에 만족하면서 경제성 있는 제작방법을 제시하였다. This paper is about a research of steam curing which is one of the curing methods for accelerating the early-age strength of pre-cast concrete. With cylinder mold and mock-up specimen, the research was executed to study the best cycle of steam curing temperature through quantifying cycle of steam curing and maximum temperature, while the required strength is developed under the early-age. Moreover, causes and measurements for the high temperature of concrete, which is due to the steam curing, and the crack, which occurs when removing steel form, are stated. Ultimately, the economical method of producing, which satisfies early-age strength development and quality assurance while manufacturing PC structure, is stated.

증기양생이 순환골재 콘크리트의 특성에 미치는 영향

이승태,최진엽,박기태,서동우,유영준 한국구조물진단유지관리공학회 2014 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.18 No.2

본 연구에서는 순환골재 콘크리트의 성능에 대한 양생방법의 영향에 대하여 실험적으로 고찰하였다. 순환골재 콘크리트 제조를 위하여부순골재에 순환골재를 0, 25, 50, 75 및 100%로 대체하였으며, 증기양생한 콘크리트의 압축 및 쪼갬인장강도, 투수공극, 염소이온 침투저항성 및 건조수축을 소정의 재령에서 측정하여 수중양생한 콘크리트의 성능과 비교하였다. 실험결과에 따르면, 양생방법에 관계없이 순환골재 대체율이 증가할수록 콘크리트의 역학적 성능은 감소하였다. 한편, 초기재령에서 증기양생된 콘크리트는 수중양생된 콘크리트와 비교하여 매우 우수한 성능을 나타내었다. 그러나, 장기재령 (28일)에서 증기양생의 효과는 초기재령에 비하여 두드러지게 나타나지 않음을 알수 있다. 결론적으로, 본 연구의 범위 내에서 순환골재 콘크리트의 성능향상을 위하여 증기양생법의 적용이 유용할 것으로 판단된다. In this study, the effects of curing procedures on the mechanical properties of recycled aggregate concrete (RAC) were investigated. The replacement ratios by recycled coarse aggregate were 0, 25, 50, 75 and 100% by mass of natural coarse aggregate. Steam curing was adopted to all recycled aggregate concrete mixtures. Compressive and split tensile strength, water porosity, chloride ions penetration resistance and drying shrinkage measurements were carried out to determine performance of theRACs. From the test results, it was found that the mechanical performance of RAC decreased as the recycled aggregate contents increased. Furthermore, steam curing reduced the compressive and split tensile strength, water porosity and total charge of RAC, especially at the early ages. However, at the later ages, the beneficial effect of steam curing was less prominent. This study clearlyshowed that initial steam curing could be one of practical methods to improve performance of RAC with higher replacement ratio of recycled aggregate.

CO₂ 저감을 위한 양생공정 축소형 콘크리트 2차제품 결합재 개발을 위한 특성 평가

김하석,백대현,이세현 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2014 No.-

콘크리트 2차제품은 생산 물량 증대 및 공기단축을 위하여 제품 성형 후 2차양생(증기양생, 오토클레이브 양생)을 실시하고 있으며, 이 과정에서 발생하는 CO₂가 전체 제조공정에서 가장 많은 비율을 차지하고 있어 2차 제품의 CO₂ 발생량 저감을 위해서는 양생공정의 축소가 필수적인 요소로 작용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 2차제품 양생공정 축소를 위한 연구의 일환으로 결합재를 구성하는 재료의 종류를 변화시켜 기존 시멘트 결합재와의 양생공정별 강도특성을 비교 분석함으로서 양생공정 축소형 콘크리트 2차제품의 최적 결합재를 개발하고자 한다. 본 연구에서는 2차제품 결합재 구성재료에 따른 기초특성을 비교 분석하기 위하여 보통 포틀랜드시멘트를 사용한 배합을 Plain으로 하여 포스멘트계 시멘트를 기본으로 A(석고계), B(고로슬래그계), C(CSA 계)를 치환한 결합재와 모르타르 상태에서 증기양생 및 오토클레이브 양생 후 압축강도 및 휨강도를 비교하였다. 이때 오토클레이브 양생은 Plain에 한하여 실시하였고, 시험방법은 KS에 준하여 실시하였다. 결합재 구성재료에 따른 모르타르의 압축강도 및 휨강도를 비교 분석한 결과 결합재 A, B, C를 사용한 경우 증기양생 후 압축강도가 Plain의 오토클레이브 양생 후 압축강도와 유사하거나 높게 나타났고, 그 중 B 결합재의 경우 Plain보다 높은 압축강도 특성을 나타내었고, 휨강도의 경우 압축강도와 유사한 특성을 나타내었다. 따라서 콘크리트 2차제품의 양생축소형 결합재로는 고로슬래그계통의 결합재를 사용하는 것이 가장 효과적인 것으로 판단된다.

고로(高爐)슬래그 미분말(微分末)을 사용한 콘크리트의 증기양생(蒸氣養生)에 따른 강도(强度) 및 내구특성(耐久特性)

홍창우,장호성,정원경,Hong, Chang-Woo,Jang, Ho-Sung,Jeong, Won-Kyong 한국자원리싸이클링학회 2006 資源 리싸이클링 Vol.15 No.4

본 연구에서는 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 증기양생에 따른 강도 및 내구특성을 평가하였다. 주요 실험변수로는 고로슬래그 미분말 혼입률 변화(0%, 10%, 30%, 50%, 70%)와 증기양생의 유 무로 설정하였다. 그리고 고로슬래그 미분말 혼입 콘크리트의 증기양생에 따른 특성분석을 위하여 압축강도와 염소이온 침투저항성시험,동결응해저항성시험,황산침식저항성시험 등을 실시하였다. 실험결과, 고로슬래그 미분말을 혼화재로 사용한 콘크리트의 증기양생에 따른 압축강도 및 염소이온 침투저항성은 고로슬래그 미분말의 혼입률이 증가할수록 증대되었다. 또한, 동결융해저항성은 고로슬래그 미분말 혼입률 70%를 제외한 모든 시험체에서 상대동탄성계수 90%이상 유지되었다. 황산침식저항성은 고로슬래그 미분말을 50%이상 혼입하였을 경우 향상되는 것으로 나타났다. The purpose of this study was to evaluate the effects of ground granulated blast-furnace slag on strength development and durability of ordinary portland cement concrete (OPC) with steam curing types. Main experimental variables were slag contents(0%, 10%, 30%, 50%, 70%) and curing types (standard, accelerated curing). It were performed to check the basic properties of concretes that compressive strength, rapid chloride ion permeability and chemical resistance. From the result, we have found that increasing the amount of blast-furnace slag produced concrete with increased compressive strength and permeability resistance. Rapid freezing-thawing test showed that they were good enough to protect the concrete structures and to carry out cyclic freezing and thawing. The freeze-thaw resistance of blast-furnace slag produced concretes maintained above 90% of relative dynamic modulus after 300 freezing-thawing cycles. Increasing the amount of blast-furnace slag produced concretes with increased chemical resistance.

증기양생 조건에 따른 터널 PC 패널의 물리적 특성에 관한 연구

마상준,장필성,신진용,남관우,Ma, Sang-Joon,Jang, Pil-Sung,Shiin, Jin-Yong,Nam, Kwan-Woo 한국터널지하공간학회 2008 한국터널지하공간학회논문집 Vol.10 No.1

Many problems exist in the current cast in place concrete lining used in domestic tunnel construction. Especially, the crack of tunnel lining brings about a social and economic problem. It has a lot of influence on stability of structure and the fine finish of lining. So enormous repair-work and reinforcement of tunnel lining could occur an running out of government's budget. In our country, there are domestic production enterprises which produce a special pre-cast concrete product, but the technical level of them is still far behind compared to developed countries. Also, optimum steam coring method is important for the production of high quality product. But there is no regulation of steam curing method in our country. This study is to investigate the properties of PC panel according to the variation of steam curing conditions such as presteaming time and rate of temperature rise. The result shows that the optimum presteaming time of steam curing method in PC panel is more than 1 hour and the desirable rate of temperature in curing chamber is about $20^{\circ}C/hr$. 국내에서 대부분 시공되어지고 있는 현장타설 콘크리트 라이닝은 여러 가지가 문제점을 나타내고 있다. 그 중에 특히 라이닝의 균열 발생은 사회적 및 경제적인 문제로까지 제기되고 있으며 라이닝의 미관뿐만 아니라 안정성에도 영향을 미치게 되므로 막대한 보수보강 공사비의 지출을 유발해 국가 예산을 소모시키고 있다. 국내 콘크리트 2차 제품 생산업체의 생산기술은 아직 선진국 수준에 미치지 못하며, 고품질 제품 생산에 있어 가장 중요한 증기양생 방법 또한 규정되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 터널용 PC 패널의 증기양생조건 중 전양생시간, 온도상승구배를 달리하여 물리적 특성을 검토하였다. 시험결과, 고강도 PC패널의 전양생시간은 최소 1시간 이상이 바람직하였으며 온도상승구배는 최대 $20^{\circ}C$가 물리 역학적으로 가장 우수한 성능을 나타내었다.

CO₂ 절감을 위한 콘크리트 2차제품 양생단계저감용 결합재 종류에 따른 모르타르 강도특성

김하석,백대현,이세현,Kim, Ha-Seog,Baek, Dae-Hyun,Lee, Sea-Hyun 한국자원리싸이클링학회 2014 資源 리싸이클링 Vol.23 No.4

건설 분야 중 건설 재료와 건자재 산업에서 발생하는 $CO_2$는 약 6,700만톤으로 건설 분야에서 발생하는 $CO_2$의 약 30 %를 점유하고 있다. 건설 분야에서 $CO_2$ 저감은 건자재 산업에서 $CO_2$를 발생시키는 2차, 3차 양생을 줄여 소비되는 화석연료 사용과 배출가스 저감의 조절이 필수적이다. 따라서 본 연구는 시멘트 결합재를 기초로 하여 결합재를 40 % 까지 대체하여 모르타르를 제조한 후 양생방법을 달리하여 응결 및 강도 특성을 분석하였다. 결합재 치환율에 따른 강도 특성 결과 증기양생 후 고로슬래그와 CSA 15%, CAMC 5%를 치환한 시험체의 강도 증진이 활발하였다. 특히 고로슬래그 50%, CSA 15%, CAMC 5%를 치환한 시험체가 가장 높게 강도가 증진되었다. 하지만 CAMC 10%의 경우 열팽창에 의한 균열과 온도차에 의한 건조수축, 과도하게 생성된 에트린가이트에 의해 강도가 저하되는 결과를 가져왔다. Carbon dioxide generated from construction materials and construction material industry among the fields of construction is approximately 67 million tons. It is about 30% of the carbon dioxide generated in the fields of construction. In order to reduce carbon dioxide in the fields of construction, it is necessary to control the use of fossil fuel consumed and decrease carbon emission by reducing the secondary and tertiary curing generating carbon dioxide in construction material industry. Therefore, this study manufactured mortar by having cement as the Plain and substituting three binding materials up to 50% and then adopted different curing methods to analyze congelation and strength characteristics. Test results for strength property by changing binding materials showed that specimens with blast furnace slag, CSA 15% and CAMC 5% resulted in positive effect for strength.

고성능 쉴드 세그먼트용 고로슬래그 미분말을 혼입한 콘크리트의 역학적 특성 및 증기양생 효과 분석

김병권,이진섭,이규필,장수호,배규진,Kim, Byoung-Kwon,Lee, Jin-Seop,Lee, Gyu-Phil,Chang, Soo-Ho,Bae, Gyu-Jin 한국터널지하공간학회 2011 한국터널지하공간학회논문집 Vol.13 No.3

본 연구에서는 쉴드터널에 사용되는 세그먼트의 성능향상과 경제성향상을 위하여 고로슬래그 미분말을 혼합한 고강도 콘크리트에 대한 기초 연구를 실시하였다. 특히, 설계강도가 60 MPa 세그먼트용 콘크리트에 대해서 고로슬래그 미분말의 최적 치환율과 최적의 증기양생 조건을 도출하고자 하였다. 이상의 결과로부터, 고로슬래그 치환율 50%와 단위수량 125 kg/$m^3$ 일 경우가 성능과 경제적인 측면에서 가장 적합한 배합조건으로 나타났다. 또한 표준양생 조건과 비교할 때 증가양생에 의하여 약 110~442%의 강도증진 효과를 기대할 수 있는 것으로 확인되었다. This study aims to evaluate the applicability of high-strength concrete mixed with blast furnace slag to shield segment lining in order to improve its performance and economic efficiency. Especially, it was also intended to derive the optimum replacing ratio of ground granulated blast furnace slag to ordinary cement as well as the optimum steam curing condition for shield segment concrete with the design strength of 60 MPa. From a series of experiments, the condition of 50% replacement of ordinary cement by ground granulated blast furnace slag and unit water content of 125 kg/$m^3$ was proposed as the optimum mixing condition. Comparing with standard curing conditions, it was also possible to expect approximately 110~442% strength improvement of concrete by steam curing in the same mixing condition.

증기양생을 실시한 고강도 모르타르의 강도발현에 관한 실험적 연구

권희성(Kwon Hee-Sung),김성진(Kim Sung-Jin),공민호(Gong Min-Ho),백민수(Paik Min-Su),정상진(Jung Sang-Jin) 대한건축학회 2008 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.24 No.7

Precast concrete produced in the industry is advantageous in a sense that it meets certain requiring standards and thus is easy to manage, and it saves construction period by shortening concrete curing time in the field. Nevertheless, studies on the strength evaluation of PC material by steam curing have rarely been done. In addition, as concrete becomes of high strength, it is speculated that relevant steam curing temperature history is also required. Therefore this study is on the steam curing method in manufacturing precast concrete products, and cement mortar has been used for experiments to exclude the possibility that concrete aggregate granularity and aggregate shape change may affect on strength development by cement hydration. In addition, this research is to provide the fundamental information of industrial manufacture of PC member by suggesting the optimal steam curing condition. The optimal steam curing condition has been investigated from the relations between temperature history condition and strength development, via modifying temperature patterns in various ways such as pre-time, curing maximal temperature, maximal temperature maintenance time which are factors that affect on high strength concrete product in steam curing.

증기양생을 실시한 고강도 매스 콘크리트의 온도특성에 관한 실험적 연구

박흥이(Park Heung-Lee),김성진(Kim Sung-jin),백민수(Paik Min-su),이회근(Lee Hoi-keun),이승훈(Seung-Hoon Park),박병근(Park Byung-Keun),정상진(Jung Sang-Jin) 대한건축학회 2007 대한건축학회 학술발표대회 논문집 - 계획계/구조계 Vol.27 No.1

As architectures have recently become high-risers and megastructured, stable high strength products have been ensured. Accordingly, use of precast concrete accouplement has been increased in order to facilitate air compression and rationalize construction. Since not only external heating but also internal temperature rise caused by the accumulation of cement hydration heat in manufacturing process, precast concrete members with large cross-section used for high-rise mega-structure's columns and beams may exhibit different temperature history compared to the precast concrete members for wall and sub-floor with relatively small cross-sections. Therefore, this study aims to elucidate the characteristics of temperature history of mass concrete members cast with high-strength concrete for precast concrete application. In this study, large cross-sectional precast concrete mock-up, unit cement quantity, and temperature histories in manufacturing precast concrete member under different curing condition were inclusively investigated.