기존에 사용되고 있는 모빌믹서트럭 대신 레미콘과 펌프카를 이용하여 현장에 시공할 수 있는 시공방 법 및 시공 장비 최소화에 대한 대책을 연구한다. 또한 기포에 포함된 수량을 미리 판단하여 물-바인더비 의 변화를 예측 ․ 예방할 수 있다. 그리고 기포의 볼베어링 효과로 인해 실리카 퓸을 콘크리트에 분산시킬 수 있어 교면포장에 사용되는 라텍스의 혼입량을 줄일 수 있기 때문에 재료비를 낮출 수 있다. 장비의 사 용 또한 최소한으로 하여 전체적인 공사비를 절감할 수 있는 대안으로 떠오를 수 있으며 시공이 간편하여 균일한 콘크리트를 생산할 수 있는 이점을 가질 수 있다. 마지막으로 실리카 퓸과 라텍스의 동시 혼입으 로 인하여 콘크리트의 정적강도 증진 및 기포 혼입으로 인한 내구성 향상으로 콘크리트의 고성능화가 가 능하다. 공기량 및 슬럼프 시험 결과 기포를 혼입하였을 때의 공기량, 최종 스프레이 이후의 공기량으로 나누어 측정하였다. 그림 1과 그림 2에서 스프레이를 통하여 과다한 공기량이 일정 수준으로 감소하는 것을 확인 할 수 있다.

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.

PURPOSES: As a part of our research into repair techniques for roads that have collapsed as a result of a natural disaster, this study set out to find the optimum mix proportion for gravels to be used to restore a damaged area. METHODS: This study considered flow and strength-development characteristics. The experimental variables were the W/C ratio, the usage of the admixture, the types of cement, and the quantity of fine aggregate over three different experimental stages. The compressive strength was measured at 12 hours, one day, three days, and seven days. RESULTS : The flow varied with the amount of fine aggregate and the use of a high-range water-reducing (HRWR) admixture. The compressive strength also varied with respect to the type of cement and the W/C ratios. The strength satisfied the expected requirement of 21 MPa after one day, provided the mix proportion was appropriate. CONCLUSIONS: A gravel-filling high-flow cement-based mortar exhibited strength and consistency with a W/C ratio in the range of 0.40 to 0.45, assuming the use of HRWR at 0.5 to 0.7% and a fine aggregate/cement ratio of 1.0 to 1.5.

교량 콘크리트 바닥판 위에 시공되는 교면 포장의 경우 일반포장과는 다르게 차량에 의한 반복하중, 진 동, 충격, 전단 등의 역학적 작용, 온도변화 등의 기상작용, 상판의 수축팽창 등이 발생하여 일반 토공부 와는 달리 취약한 환경에 놓이게 된다. 따라서 일반포장에 비해 특수성을 가지게 된다. 기존에 사용하고 있는 아스팔트 계열의 교면포장 공법은 이러한 기능을 모두 만족하지 못할 뿐만 아니라 최근 빈번한 하자 발생으로 효율적인 도로망의 유지관리에 애로사항으로 대두되고 있다. 과거에 국내의 교면포장은 획일적 으로 교면방수층위에 아스팔트 포장이 시공하는 것이 일반적이었지만, 최근에 빈번하게 발생하는 파손의 문제로 인하여 내구성이 우수한 콘크리트 계열의 교면포장 적용사례가 늘어나고 있다. 그 중 대표적인 공 법으로 LMC공법 및 HPC공법이 있다. 교면포장의 특수성 및 국내의 계절적 요인, 차량증가에 따른 악조 건에 저항하기 위해 고성능 재료의 사용은 필수적으로 뒤따른다. 따라서 교면포장에 사용되는 재료의 휨, 인장저항 능력의 증대 등 역학적 성질의 개선을 통해 콘크리트의 단점을 보완하고 경제성 확보 및 교면포 장의 요구조건을 동시에 만족시키는 기술 확보가 필요한 실정이다. 본 논문에서는 교면포장의 요구조건을 만족하면서 유기, 무기 물질을 혼합한 하이브리드 콘크리트를 통해 LMC공법에 다량 사용되는 라텍스를 감소시키고, 실리카퓸을 혼합하여 시공비용을 절감시켜 경제성을 높일 수 있는 방법을 모색하여 콘크리트 를 설계하여 재료의 물리적 특성을 평가하였다. 표 1은 라텍스와 실리카퓸을 첨가한 교면포장용 하이브리 드 콘크리트의 배합표를 나타낸 표이다.

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.

최근 노후 콘크리트포장은 보수비가 급증하고 있으며, 더불어 노후 콘크리트포장의 연장 역시 앞으로 빠른 속도로 증가할 것으로 보인다. 따라서 앞으로 급증할 노후 콘크리트 물량을 생각할 때 우리나라도 노후 콘크리트 포장의 근본적인 보수/보강대책 마련이 시급하다. 또한, 현재 콘크리트 도로포장의 파손에 대한 적절하고 시급한 보수 및 보강능력을 향상 시키고 교통 지연 및 시공비용을 최소화하기 위한 방법들 이 재료, 배합, 시공 등의 다각적인 측면에서 시도되고 있다. 이러한 보수방법들은 저 교통량 하에 최소한 의 작업시간으로 교통안전과 사고의 위험을 줄일 수 있는 경제적, 환경적 대안을 필요로 한다. 해마다 도 로연장의 증가로 유지보수단면이 증가하고, 특히 교통량의 증가에 따른 신설 도로 확장공사구간이 늘어나 고 있는 추세이다. 이와 같이 증가되는 공사구간에 의해 차량지체현상이 주기적으로 발생하며 사용자비용 또한 증가되고 있다. 이러한 사용자 비용을 감소시키기 위해서는 조기교통개방을 위한 체계적이고 안정적 인 보수공법이 적용되어야 한다.

최근 공항포장 현황을 살펴보면, 민간 공항에서는 활주로와 유도로는 아스팔트포장으로 시공하고 계류 장은 콘크리트 포장으로 시공하고 있으며 군용 공항에서는 활주로, 유도로, 계류장 등 항공기가 운항하는 모든 지역을 콘크리트 포장으로 시공하고 있다. 이것은 일찍이 아스팔트 포장이 주축을 이루던 국내공항 에서, 주둔 미군에 의해 도입된 콘크리트 포장이 군용 공항에서는 시멘트 수급 활성화 정책과 맞물려 대 대적으로 채택·정착된 반면에 민간 공항에서는 변화가 수용되지 못하고 계류장 지역의 채택으로 그치게 되었다. 어쨌든 오랜 기간의 공항포장 시공경험으로 콘크리트 포장의 시공기술은 많은 발전을 거듭하여 현재는 상당한 수준에 달해 있다. 콘크리트 골재의 입도는 시공성, 강도, 내구성, 재료 분리, 필요수량 뿐만 아니라 경제성에도 영향을 미친다. 지금까지 많은 연구를 통해 입도를 최적화하는 모델이 개발되어 왔다. 최근 몇몇 기관 시방서에 서는 최적입도의 이점을 이용하기 위해 채택하여 왔다. 최적입도는 콘크리트의 일부 속성을 강화하기 위 해 더욱 양입도의 재료를 만드는 것 등의 방식으로 개선되는 경우가 일반적이다. 더욱이, 입자 형상은 최 적입도의 성공적인 사용 가능한 요소로 언급되었다. 특히, 공항포장 콘크리트는 도로포장 콘크리트에 비하여 더 큰 하중이 작용하므로 높은 강도와 고내구 성이 요구되어 단위 시멘트량을 높게 사용하고 있지만 현재 다양한 유형의 파손이 다수 발생되어 잦은 유 지보수가 적용되고 있다. 따라서 공항포장 콘크리트가 요구하는 높은 강도와 고내구성을 확보할 수 있는 새로운 탄소배출 저감형 공항포장 콘크리트 개발이 요구된다. 본 논문에서는 고강도·고내구성을 확보할 수 있는 공항포장 콘크리트의 개발을 위한 기초연구로서 재 료측면에서 골재의 최적입도(Optimized Aggregate Gradation)를 적용하여 시험시공을 실시하였다. 최 적입도는 정규입도보다 압축강도와 휨강도가 증진되며 일반적으로 휨강도가 높으면 교통하중 및 환경하 중에 의한 횡방향 균열이 더 적게 발생하게 된다. 또한 최적입도를 적용하면 시멘트의 사용량을 줄일 수 있으므로 탄소배출 저감 측면에서도 유리하다.

PURPOSES : This study is to evaluate ASR(alkali silica reactivity) resistance of ternary blended binder adding ultra fine mineral admixture. METHODS : This study analyzes ASR expansion using ASTM C 1260 and 1567. RESULTS : This study showed that the fineness of mineral admixture had no effect on ASR expansion. The expansion of ternary blended binder(UFFA 20%+FGGBS 10%) were below 0.1%, and this binder met the ASR standard. Also when adding the CSA expansion agent, ASR expansion slightly decreased. The expansion of latex modified mixture increased by 80% comparing plain mixture. CONCLUSIONS : Ternary blended binder met the ASR standard, and this binder is available in concrete bridge deck overlay.

최근 공항포장 현황을 살펴보면, 민간 공항에서는 활주로와 유도로는 아스팔트포장으로 시공하고 계류 장은 콘크리트 포장으로 시공하고 있으며 군용 공항에서는 활주로, 유도로, 계류장 등 항공기가 운항하는 모든 지역을 콘크리트 포장으로 시공하고 있다. 이것은 일찍이 아스팔트 포장이 주축을 이루던 국내공항에서, 주둔 미군에 의해 도입된 콘크리트 포장이 군용 공항에서는 시멘트 수급 활성화 정책과 맞물려 대대적으로 채택·정착된 반면에 민간 공항에서는 변화가 수용되지 못하고 계류장 지역의 채택으로 그치게 되었다. 어쨌든 오랜 기간의 공항포장 시공경험으로 콘크리트 포장의 시공기술은 많은 발전을 거듭하여 현재는 상당한 수준에 달해 있다. 콘크리트 골재의 입도는 시공성, 강도, 내구성, 재료 분리, 필요수량 뿐만 아니라 경제성에도 영향을 미친다. 지금까지 많은 연구를 통해 입도를 최적화하는 모델이 개발되어 왔다. 최근 몇몇 기관 시방서에 서는 최적입도의 이점을 이용하기 위해 채택하여 왔다. 최적입도는 콘크리트의 일부 속성을 강화하기 위해 더욱 양입도의 재료를 만드는 것 등의 방식으로 개선되는 경우가 일반적이다. 더욱이, 입자 형상은 최적입도의 성공적인 사용 가능한 요소로 언급되었다. 특히, 공항포장 콘크리트는 도로포장 콘크리트에 비하여 더 큰 하중이 작용하므로 높은 강도와 고내구성이 요구되어 단위 시멘트량을 높게 사용하고 있지만 현재 다양한 유형의 파손이 다수 발생되어 잦은 유 지보수가 적용되고 있다. 따라서 공항포장 콘크리트가 요구하는 높은 강도와 고내구성을 확보할 수 있는 새로운 탄소배출 저감형 공항포장 콘크리트 개발이 요구된다. 본 논문에서는 고강도·고내구성을 확보할 수 있는 공항포장 콘크리트의 개발을 위한 기초연구로서 재료 측면에서 골재의 최적입도(Optimized Aggregate Gradation)를 적용하였다. 최적입도는 정규입도보다 압축강도와 휨강도가 증진되며 일반적으로 휨강도가 높으면 교통하중 및 환경하중에 의한 횡방향 균열이 더 적게 발생하게 된다. 또한 최적입도를 적용하면 시멘트의 사용량을 줄일 수 있으므로 탄소배출 저감 측면에서도 유리하다.

PURPOSES : This study is to evaluate the feasibility of using the alkali activated cement concrete for application of partial-depth repair in pavement. METHODS : This study analyzes the compressive strength of alkali activated cement mortar based on the changes in the amount/type/composition of binder(portland cement, fly ash, slag) and activator(NaOH, Na2SiO3, Na2CO3, Na2SO4). The mixture design is divided in case I of adding one kind-activator and case II of adding two kind-activators. RESULTS : The results of case I show that Na2SO4 based mixture has superior the long-term strength when compared to other mixtures, and that Na2CO3 based mixture has superior the early strength when compared to other mixtures. But the mixtures of case I is difficult to apply in the material for early-opening-to-traffic, because the strength of all mixtures isn't meet the criterion of traffic-opening. The results of case II show that NaOH-Na2SiO3 based mixtures has superior the early/long-term strength when compared to NaOH-Na2SiO3 based mixtures. In particular, the NaOH-Na2SiO3 based some mixtures turned out to pass the reference strength(1-day) of 21MPa as required for traffic-opening. CONCLUSIONS : With these results, it could be concluded that NaOH-Na2SiO3 based mixtures can be used as the material of pavement repair.

PURPOSES : This study is to evaluate the feasibility of setting the standard of cement alkali content by using ASTM C 1260(accelerated mortar bar test) METHODS : This study analyzes the ASR(alkali silica reaction) expansion of cement mortar bar based on the changes in the aggregate type(fine, coarse), cement type(ordinary, low alkali), and replacement contents of fly ash. ASR tests were conducted according to ASTM C 1260. RESULTS : In this test results, There is no big difference in the ASR expansion between ordinary cement and low alkali cement. From this test results, it was found that the variation of cement alkali content did not have a effect on ASR expansion because mortar bar was placed in a container with sufficient alkali aqueous solution at high temperature during the test process of ASTM C 1260. CONCLUSIONS : It is evidently clear that the alkali content of cement have a effect on ASR. But ASTM C 1260 is difficult to assess this effect.

PURPOSES: The purpose of this study is to compare the alkali-silica reactivity for mortar bar and concrete prism specimens using crushed aggregates of 5 types in Korea. And the alkali-silica reactivity for those aggregates are measured by chemical test method. METHODS: The alkali-silica reactivity for those aggregates was measured by chemical test method of KS F 2545, mortar-bar test of KS F 2546, accelerated mortar-bar test method of ASTM C 1260 and concrete prism test method of ASTM C 1293, relatively. RESULTS: The alkali-silica reactivity for those aggregates was verified by chemical test of KS F 2546 and accelerated mortar-bar test of ASTM C 1260. However, it was not by mortar-bar test of KS F 2546 and concrete prism test of ASTM C 1293. CONCLUSIONS: The above results showed that relationship among the four test methods were very low. The results from 3 types of test methods using cement-aggregate combinations appeared to be different. Because the environmental conditions of test methods for measuring the alkali-silica reactivity such as equivalent alkali content(external source), humidity, temperature, and times were different though the aggregates were same. Moreover, alkali-silica reactivity showed the biggest impact when alkalis were supplied form outside and exposed to environmental conditions. The accelerated mortar-bar test method seems to be most appropriate test method for concrete structures exposed to alkali environment.

본 논문에서는 ASTM C 1260을 이용하여 국내산 골재를 대상으로 알칼리-실리카 반응 판정 결과 반응성으로 판정된 골재를 대상으로 알칼리-실리카 반응 억제효과를 고찰하기 위하여 플라이애시와 질산리튬을 사용한 시멘트 경화체의 ASTM C 1260 적용성을 평가하였다. 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창현상이 발생하는 지역에서 CaO 함량이 낮은 플라이애시를 시멘트 중량의 10, 20, 30%를 대체하는 경우 ASTM C 1260으로 알칼리-실리카 반응 억제효과를 확인할 수 있었다. 그러나 질산리튬을 사용할 경우는 ASTM C 1260은 시편을 1N NaOH 수용액에 수침하여 80℃의 온도로 길이변화를 유도하므로 시편내에 혼입된 질산리튬 성분이 외부로 용출될 수 있기 때문에 알칼리-실리카 반응 억제효과를 도출하지 못하였다. 따라서 질산리듐의 ASR 억제효과를 확인하기 위해서는 다른 시험방법을 고려해야 한다.

국내에서는 콘크리트 포장용 굵은 골재를 대상으로 화학적인 시험방법과 모르타르 봉 시험방법을 이용한 결과 알칼리-실리카 반응 유해 가능성이 낮은 것으로 알려져 왔으나, 최근에 알칼리 - 실리카 반응에 의한 파손이 발생되었고, ASTM C 1260을 이용한 결과 일부 골재에서 유해한 팽창이 발생된다고 보고되었다. 따라서 본 논문에서는 모르타르 봉 시험방법인 KS F 2546과 ASTM C 1260을 이용하여 길이 팽창 유도기간의 환경조건이 알칼리 - 실리카 팽창 반응 특성에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. KS F 2546의 경우 대상 골재 모두 반응성 없음으로 판정되었으나 ASTM C 1260에서는 일부 골재에서 잠재반응성 이상으로 판정되었다. 이는 외부로부터의 알칼리 이온의 공급, 온도 및 습도 차이에 의하여 발생한 것으로 판단된다. 또한 ASTM C 1260에서 NaOH의 농도변화 실험을 통하여 NaOH의 농도가 증가할수록 길이팽창이 현저하게 증가한다는 것을 확인하였으며, 온도 및 습도가 증가함에 따라 길이팽창이 증가한다는 것을 확인하였다.

VES-LMC(Very-Early Strength Latex Modified Concrete)는 콘크리트의 내구성 향상에 기여하는 SB라텍스를 첨가한 신속개방형 보수보강재로서로 교면재포장 및 콘크리트포장 보수에 적용되고 있다. 그러나 VES-LMC의 밝은 색상은 운전자에게 시각적 부담을 유발하여 주행성을 저하시킬 수 있어, 심리적 안정 도모를 위해 VES-LMC의 색상을 인접한 아스팔트 포장구간과 유사한 흑색으로 개발할 필요성이 대두 되었다. 따라서 본 연구에서는 흑색안료인 카본블랙을 시멘트량 대비 2% 첨가한 흑색 VES-LMC에 대한 현장 적용성 및 공용성을 평가하고자 하였다. 현장 적용결과 흑색 VES-LMC는 기존 VES-LMC와 비교하여 작업성, 슬럼프, 공기량 등에는 변화가 없었으며 양생 4시간에서는 20MPa 이상을 발현하였다. 공용성 평가결과 흑색 VES-LMC는 일반콘크리트와 아스팔트포장 구간에 비하여 온도응력발생량이 가장 적은 것으로 평가되었으며, 이것은 콘크리트의 안정성을 의미한다. 특히 결빙시 영하권에서도 상온을 유지하여 도로결빙을 예방하고 융빙을 촉진할 수 있을 것으로 기대된다.

포스트텐션 콘크리트 포장(PTCP: Post-Tensioned Concrete Pavement)에서 강선의 긴장 간격 설계와 더불어 주요 설계 인자로서 줄눈의 초기 설계 폭을 들 수 있다. 줄눈 폭의 결정은 소음과 승차감에 직접 영향을 미치며 초기 폭이 과도하게 크면 소음과 승차감에 악영향을 미치게 되며, 초기 폭이 지나치게 작게 되면 하절기 온도상승으로 블로우업 현상이 발생할 수 있으며 또한 과도한 압축응력에 의해 줄눈부의 파손이 발생할 수 있다. 따라서 본 연구는 PTCP의 초기 줄눈 폭 설계를 최적화하고 온도변화에 따른 줄눈 폭의 거동을 분석하기 위하여 수행되었다. 시공 후 1년이 경과한 PTCP 슬래브를 대상으로 줄눈 폭에 대한 실험을 수행하였다. 콘크리트의 온도는 PTCP 슬래브에 온도측정 센서를 깊이별로 설치하여 측정하였고, 줄눈 폭의 측정은 버어니어캘리퍼스를 이용하여 하루 중 다양한 시간대에 측정하여 온도와 줄눈 폭과의 연관성을 분석하였다. 본 연구를 통해 시공초기 최적화된 줄눈 폭 설계방안을 제시하였다.