1.5 High early strength HPC (초속경 HPC)
● 초속경 HPC의 배합
▶ 3종 조강 시멘트, HE cement (High early strength cement) 사용 ▶ 높은 단위 시멘트량 : 400~600 kg/m3
▶ 낮은 W/C비 : 0.20~0.45 ▶ 화학성 혼화제, 급결제 첨가
▶ 광물성 혼화재 첨가 : silica fume
● 양생
▶ 혼합후 반죽상태 콘크리트의 온도가 높음.
▶ 고온 촉진양생 (온도제어양생) 필요 : 증기 양생, Autoclave 양생 ▶ 수화열 발산 방지대책 필요 : 거푸집 단열시공
• 초속경 시멘트 : OPC 7일 강도를 1~3시간 만에 발현하는 시멘트 (1 hour cement, VES cement)
재 령
단위 시멘트량 (kg/m3)
20℃
1종보통 (OPC) 3종조강
초속경 HPC (VES HPC)
■ 노출
■ 보온 압축
강도 (MPa)
초속경 HPC는 보통 콘크리트의 28일 압축강도를 3~6시간에 발현
5℃
3시간 6시간
3시간 압축 강도 (MPa)
30
Very early Early high Strength
● 고강도 콘크리트의 정의
▶ Ready-mixed concrete : 40 MPa (6,000 psi) 이상 ▶ High strength HPC : 70 MPa (10,000 psi) 이상 ▶ Light weight concrete : 28 MPa 이상
● 골재의 영향
3. High strength HPC (고강도 HPC)
▶ 굵은골재 최대치수 (Gmax) : 9.5~12.5mm → 최적강도 발현 ▶ 70 MPa 이상의 강도가 요구될 때 : 잔골재의 조립율(FM)
2.8~3.2 범위에서 결정 ▶ 잔골재 조립율이 감소할수록 강도저하 경향을 보임.
▶ 콘크리트의 품질 변동성 최소화 방안 : 단순입도 골재를 혼합 사용
● 혼화재료 (Admixtures)의 영향
● 고강도 HPC의 시공
▶ 운반과 타설 : 규정된 시간의 지연 불허
▶ 다짐 : 강도발현에 매우 중요한 요인 (진동다짐) ▶ 슬럼프 : 180~220mm
▶ 블리딩 발생시 : 증발 지연제(evaporation retarders) 즉시 살포
소성수축(plastic shrinkage), 표면응결(crusting) 방지 ▶ 습윤양생 : 7일
▶ 고강도화 : 감수제, 지연제, 고성능감수제(HRWR), 유동화제(SP)의 첨가 필요
▶AE제 : 고강도 콘크리트에서는 사용하지 않는 것이 원칙임.
▶ 교량, 기초, 주차장 : 동해의 우려가 있는 곳에 AE제의 사용가능 ▶ 최근의 연구결과
- W/C비 ≥ 0.3 : air required - W/C 비 < 0.3 : no air needed
▶ Fly ash, Silica fume, Slag : 포졸란 반응을 통한 밀도 증진을 위해 시멘트 체적의 5~20% 첨가
● 콘크리트의 최근 관심사
▶ 1980년대 : High Strength HPC (고강도 고성능) ▶ 2000년대 : High Durability HPC (고내구 고성능) ▶ 고부식성 환경에 있는 콘크리트 구조물의 장수명화 ● 내구성 저하인자
1.7 High durability HPC (고내구 HPC)
화학적 열화요인
탄산화 반응
알칼리-골재반응 (ASR) 화학적 침식
염화물에 의한 철근부식
물리적 열화요인
동결융해, 화해 충격과 진동
마모저항 투수, 누수
▶ Fly ash : 45 kg/m3
▶ Silica fume : 32 kg/m3
▶ HRWR : 15.7 L/m3
▶ 91일 강도 : 60 MPa
● 고내구 콘크리트의 표준배합
▶ 단위시멘트량 : 400 kg/m3 ▶ W/C비 : 0.30
▶ 감수제 : 1.7 L/m3 ▶ 공기량 : 5~8%
● 고내구 콘크리트의 요구특성 (일본건축학회)
내구성 항목 시험방법 시험조건 요구특성
(기준)
탄산화 탄산화 촉진
시험
상온 20℃
RH 60%
CO2 농도 5%
26주
25 mm 이하
건조수축률 길이변화
시험
6개월 0.7 mm/m 이하
블리딩량 블리딩
시험
- 0.3 cm3/cm2 이하
(1cc = 1ml = 1cm3)
내구성지수 급속 동결융해
시험
300 cycles 85% 이상
● 자기다짐 콘크리트의 정의
▶ 고점성과 고유동성을 동시에 보유하여 슬럼프 플로 600mm 범위 에서도 자기 충전성을 갖는 콘크리트
● 자기다짐 콘크리트의 품질지표
1.8 Self consolidating HPC (자기다짐 HPC)
▶ 슬럼프 플로 600mm 에서 안정성과 고유동성 동시 보유 ▶ 슬럼프 플로 500mm 도달시간 : 3~20초
▶ 최소철근 순간격 35mm 이상에서 다짐 불요성 보유 ▶ 자기 평탄성, 마감성, 고내구성, 마모 저항성 보유 ▶ 압축강도 : 30 MPa 이상
▶ 최대 자유낙하높이 : 5m 이하
▶ 펌프압송조건 : Gmax=10 mm, 수평거리 300m, 압송관 직경 10cm
▶ 자기충전 1등급 : 최소철근 순간격 35~ 60mm, 복잡단면 RC구조 ▶ 자기충전 2등급 : 최소철근 순간격 60~200mm, 일반 RC구조
▶ 자기충전 3등급 : 최소철근 순간격 200mm 이상, 대단면, 무근구조
● 3 -Types of Self consolidating HPC
Powder Type
(분체계)
Viscosity Agent Type
(증점제계)
Combination Type
(병용계)
고유동성 저발열 3성분계
시멘트
재료분리 저항성 물-분체량 비
고유동성 HRWR
Superplasticizer
고유동성 HRWR
Superplasticizer 재료분리 저항성
증점제
재료분리 저항성 물-분체량 비
증점제
Filling ability
Passing ability
Resistance ability to segregation
●
Physical dispersion effect of SP
(입자간 전기적 반발력에 의한 물리적 분산효과)
without SP
with SP 고유동화제의
입자간 전기적인 반발력으로
물리적인 분산효과가 우수
(유동성과 강도 개선)
Mode of Action of Superplasticizers Physical binding and dispersion
(고유동화제의 물리적 효과 – 결합과 분산)
유동성 부족 솜모양 뭉침 발생
높은 유동성 보유 골재 뭉침현상 없음
낮은 단위수량 골재 분산 및 침강
●
Chemical effect of SP (화학적 분산효과) “Change in Ettringite Morphology”
고유동화제가 팽창특성의 에뜨린가이트
결정 형태를 화학적으로
치밀하게 변화시킴
치밀핚 결정형태
