3D 프린팅 격자구조 인공골재를 치환한 경량콘크리트의 압축강도 특성

국문 초록 (Abstract)

경량골재를 혼입한 경량골재 콘크리트는 건축구조물 경량화가 가능하다는 장점으로 지속적으로 수요가 증가하고 있다. 이를 위해 경량골재의 안정적인 공급과 품질 확보 방안이 필요하다. 본 연구는 3D 프린팅으로 경량 고강도의 격자 구조체를 출력하여 경량골재로서의 활용성을 검토하는 것을 목표로 했다. 골재 종류에 따른 콘크리트 밀도 및 압축강도를 평가하기 위하여 일반 부순골재, 바텀애시 및 준설토 기반 인공경량골재, 바텀애시 부산 경량골재 및 3D 프린팅 격자구조 경량골재를 사용하여 4가지의 배합설계를 진행했다. 실험 결과, 일반골재 콘크리트가 밀도 2.2 t/m³, 압축강도 45.9 MPa인 것과 비교하여, 3D 프린팅 격자구조 경량골재를 사용한 콘크리트는 밀도 1.7 t/m³, 압축강도 46.7 MPa이 발현됐다. 결과적으로 동급의 압축강도에서 밀도가 21.7 % 감소하는 효과를 확인했다. 따라서 3D 프린팅 격자구조 경량골재를 경량콘크리트에 사용할 수 있는 것을 시사한다. 향후 3D 프린팅 기반 굵은골재 대량 생산 및 경제성 검토를 실증적 차원에서 분석할 계획이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The demand for lightweight aggregate concrete is continuously increasing due to its advantage of reducing the building"s weight. Therefore, stable supply and standard quality of lightweight aggregate are necessary. This study examined the applicability of a lightweight aggregate in concrete making by manufacturing a lightweight and high-strength lattice structure out of it by 3D printing. Later, the density and compressive strength of the concretes made of natural crushed, artificial lightweight, bottom ash lightweight, and 3D printed lattice structure lightweight aggregates were measured. This measurement showed that the 3D printed lattice structure lightweight aggregate concrete exhibited a density of 1.7 t/m³ and compressive strength of 46.7 MPa. On the other hand, the natural crushed aggregate concrete had a density of 2.2 t/m³ and compressive strength of 45.9 MPa. Likewise, the density of the concrete decreased by 21.7 % for the same compressive strength while using a 3D printed lattice structure lightweight aggregate instead of the natural crushed aggregate. Therefore, the 3D printed lattice structure lightweight aggregate can be used to make lightweight concrete. The mass production and economic feasibility of the 3D printed lattice structure lightweight aggregate will be studied in the future.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 연구 개요 및 방법
• 3. 연구 결과 및 분석
• 4. 결론 및 고찰
• References