PURPOSES : The purpose of this study is to analyze not only the strength but also the durability and abrasion resistance of concrete pavements as increasing the cases of domestic concrete pavement damage which do not meet the service years. METHODS: The bottom layer of a two-lift concrete pavement was paved with original Portland cement (OPC) with 20~23 cm thickness. On the other hand, the top-layer, which is directly exposed to the environment and vehicles, was paved with high-performance concrete (HPC) with 7~10 cm thickness. For the optimal mixed design of the top-layer material of a two-lift concrete pavement, silica fume and polymer powder were mixed. Furthermore, it analyzes abrasion resistance of concrete as follow‘ ASTM C 779’which is dressing wheel abrasion test method. RESULTS : As a result, abrasion resistance is improved with increasing the silica fume ratio. When the polymer powder is mixed, abrasion resistance of concrete is much improved. However, the effect of mixing ratio is not significant. It is very effective that adding both silica fume and polymer powder occur 20~40% of abrasion comparing with OPC variables. CONCLUSIONS : The concrete strength and durability increased with silica fume and polymer powder. In particular, it is significant increasing strength of polymer powder under the flexural strength. In the abrasion resistance side, it is also significant when the silica fume and polymer powder used together.

배치플랜트에서 생산된 보통 레미콘을 현장으로 이송 후 펌프카로 압송 도중 기포와 고성능, 기능성, 속경성 혼합재료를 투입하여 재배합 하는데, 이 때 기포의 볼 베어링 효과를 이용해 혼합재료를 콘크리트 내에 고르게 분산시키게 되나 콘크리트에 다량의 공기가 존재함으로 강도를 크게 감소시키고 슬럼프를 크 게 증가시켜 원하는 작업성 범위를 벗어나게 되므로 공기압 스프레이 공법을 활용하여 공기를 소산시켜 원하는 공기량으로 줄이고 원래의 슬럼프로 감소시켜 속경성, 작업성, 고내구성을 확보하는 저비용 속경 성 콘크리트를 생산할 수 있다. 펌프카를 이용하여 재료를 이송 도중 공기압 와류와 낙하에 의해 교반하는 시스템으로, 펌프카에 직접 분말공급장치, 기포발생기, 에어컴프레셔 등을 연결하여 2회에 걸친 공기압 분사를 통해 재료를 교반하고 최종적으로 공기압 분사함으로써 기포를 소산 시키는 교반 시스템이다. 그림 1은 펌프카 관내 공기압 연 속식 교반 시스템의 재료 흐름 모식도이다.

우리나라는 남북 분단으로 인한 특수한 군사적 대치 상황과 최근 연평도 폭격사건 등 인명 및 재산피해 또한 발생하고 있으며, 군사시설물에 대한 방호·방폭 기능 향상을 위한 국가 차원의 대책이 필요한 상황 이다. 또한 폭발사고의 위험성이 상존하고 있는 석유화학 관련 산업의 해당 시설물 및 주변 건물의 안전 확보 차원의 다양한 방호 ․ 방폭 관련 수요가 증가하고 있으며, 민간 대형 시설물에서도 방호 ․ 방폭 안전성 기능을 확보하는 방식으로 정책의 변화가 이루어지고 있다. 방호 ․ 방폭의 전통적 설계방식은 구조물의 두께를 증가시킴으로써 안전성을 확보하는 것으로써, 일반 민간 시설물과 같이 건축구조물용 자재 및 부재 두께의 제약을 받는 여건에는 직접 적용이 힘들기 때문 에, 이를 고려한 고성능의 방호 ․ 방폭용 자재의 개발이 필요한 실정이다. 일반 건축물 및 시설물의 부재 두께에 대한 여건을 고려한 방호 ․ 방폭 성능 향상 재료개발 및 공법 개발이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 구조물 전체에 강섬유를 다량 함유하여 방호 ․ 방폭 성능을 향상시키기 위해 기포를 혼입하여 섬유의 최대 혼입율 및 분산성 평가를 진행하였다. 분산성 시험은 별도의 규정된 시험 방법이 없기 때문에 섬유 뭉침 현상을 육안으로 판단하여 실험하였 으며, 기포 혼입을 통해 공기량을 25%~30% 가량 혼입 한 상태에서 최대 섬유의 혼입율을 평가 하였다. 체적대비 1.0% 단위로 섬유를 혼입하여 최대 5.0% 까지 혼입하여 분산유무를 판단한 결과 최대 4.0%까 지 혼입이 가능할 것으로 판단되었다. 분산성 시험 결과 나타난 최대 혼입율인 4.0% 혼입 시 실제 혼입율은 3.3%로 나타나 섬유 혼입이 높아 질수록 실제 혼입은 다소 떨어지는 결과를 나타냈다. 그림 1은 목표 혼입율 대비 실제 섬유의 혼입율을 나타낸 그래프이다.

콘크리트 포장의 굵은 골재는 국내에서도 두 가지 이상의 골재를 혼합하여 사용하고 있다. 그러나 국내 에서는 OAG(Optimized Aggregate Gradation)를 적용한 것이 아니라 굵은 골재의 최대 치수에 따른 권 장 입도분포를 맞추기 위하여 두 가지 이상의 굵은 골재를 혼합하여 사용하는 것이다. OAG는 콘크리트 포장에 사용되는 일반적인 재료에 굵은 골재를 최대한 사용한 것을 말한다. 이는 기존 의 아스팔트 콘크리트 포장에서 사용하는 다양한 입도의 골재를 이용한 재료배합을 콘크리트 포장에 도 입·적용함으로서 콘크리트 포장의 내구성 및 공용성을 극대화시키고자 개발된 것이다. 그림 1과 같이 기 존의 NAG(Normal Aggregate Gradation)는 굵은 골재가 모르타르로 둘러 싸여 있는 형태인 반면 OAG 는 다양한 크기의 골재로 둘러싸인 콘크리트를 보여준다. OAG는 콘크리트 포장 내에 차지하고 있는 시멘 트 페이스트를 줄일 수 있다. 시멘트 페이스트의 감소로 낮은 열팽창계수, 적은 건조 수축, 적은 발열량을 가지게 되어 OAG 콘크리트는 부피 변화에 대한 민감성이 적은 특성을 보여준다. 또한 시멘트를 줄임으로 서 콘크리트 포장 재료 중 시멘트 부분을 가격이 상대적으로 저렴한 골재로 치환하여 경제적으로 유리함 과 동시에 저탄소 콘크리트 포장을 생산할 수 있다.