초속경 라텍스개질 콘크리트(VES-LMC)를 포함한 고성능 콘크리트는 낮은 물-시멘트비, 높은 결합재량 및 고성능감수제의 사용 등으로 인해 자기수축(Autogenous Shrinkage)이 1종 콘크리트(OPC)보다 크게 나타난다. 초속경 라텍스개질 콘크리트의 배합특성은 낮은 물-시멘트비(0.38), 높은 단위시멘트량(390kg/m3) 및 라텍스첨가(단위시멘트량 대비 15%)로 구성되므로, 자기수축이 크게 발생할 수 있고, 또한 콘크리트 타설 후 3시간 이내에 발생하는 급격한 수분소산(Water Dissipation)과 수분증발은 자기수축을 증가시킬 수 있다. 본 논문의 목적은 현장에서 작업시간 확보를 목적으로 사용되는 지연제 첨가량 변화에 따른 초기수축, 온도변형 및 자기수축을 평가하는 것이다. 실험결과 지연제의 첨가는 콘크리트의 최대 수화열에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 초속경 라텍스개질 콘크리트의 초기 팽창은 일부 자기팽창의 영향이 있기는 하지만 대부분이 열팽창에 기인하는 것으로 나타났다. 지연제 첨가량이 증가함에 따라 자기수축이 감소하는 것으로 나타났지만, 지연제의 과도한 사용은 과도한 초기 팽창을 일으킬 수 있으므로 현장조건을 고려하여 신중하게 결정되어야 한다.

공극구조 분석 방법은 ASTM C 457의 리니어트레버스 포인트카운트법이 있으나, 이러한 방법들은 분석하는데 시간과 노력이 너무 많이 소요되어 현재에는 거의 사용되어지지 않고 있다. 근래에는 현미경과 디지털 카메라, 컴퓨터의 프로그램 발달로 화상분석법이 많은 연구자에 의해 연구되고 있다. 본 연구에서는 화상분석법을 통하여 라텍스개질 콘크리트의 공극 구조 특성을 분석하고자 시멘트 종류(보통포틀랜드시멘트, 초속경시멘트)와 라텍스 혼입율(0,15%)에 따라 실험을 수행하였다. 실험결과, 라텍스는 경화 후 콘크리트에서 AE제의 공기연행효과보다 더 우수한 연행공기 량을 갖는 것으로 나타났다. 또한, 화상분석법을 이용할 경우 경화 후 콘크리트 내부 공극 구조에 대한 다양한 정보를 분석할 수 있을 것으로 판단되었다.

최근 새로운 교면포장 재료로 사용되고 있는 라텍스 개질 콘크리트(LMC; Later Modified Concrete)는 부착강도 및 휨 강도가 우수하고 염분 및 수분침투에 방수효과가 있어 점차 활용이 증가될 전망이다. 또한, 초속경시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트(RSLMC; Rapid-Setting Latex Modified Concrete)는 3시간에 실용강도를 발휘하여 긴급을 요하는 공사나 보수재료로서 적합하나, 염화물의 침투 및 동결융해로 인한 내구성능 저하 등의 문제가 검증되지 않아 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 RSLMC의 내구특성을 평가하기 위해 염소이온 투과실험 및 동결융해 저항성 실험을 수행하여 투수특성과 동결융해 저항성을 분석하였다. 실험은 ASTM 규정과 KS 규정에 따라 실시하였으며, 실험변수는 라텍스 혼입률 0, 5, 10, 15, 20%와 소포제 혼입률 0, 1.6, 3.2, 4.8, 6.4%로 수행하였다. 실험결과 RSLMC는 라텍스 혼입률 15%에서 소포제 혼입량에 상관없이 모두 100이하의 전하량을 나타내어 매우 낮은 투수특성을 보였다. 또한, 소포제의 혼입률 3.2% 이상인 경우 동결융해 300 싸이클까지 상대동탄성계수가 90% 이상을 유지하여 소포제의 사용이 동결융해 저항성에 효과가 있는 것으로 나타났다.

최근 새로운 교면포장 재료로 사용되고 있는 라텍스 개질 콘크리트(LMC; Later Modified Concrete)는 부착강도 및 휨 강도가 우수하고 염분 및 수분침투에 방수효과가 있어 점차 활용이 증가될 전망이다. 또한, 초속경시멘트를 사용한 라텍스 개질 콘크리트(RSLMC; Rapid-Setting Latex Modified Concrete)는 3시간에 실용강도를 발휘하여 긴급을 요하는 공사나 보수재료로서 적합하나, 염화물의 침투 및 동결융해로 인한 내구성능 저하 등의 문제가 검증되지 않아 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 RSLMC의 내구특성을 평가하기 위해 염소이온 투과실험 및 동결융해 저항성 실험을 수행하여 투수특성과 동결융해 저항성을 분석하였다. 실험은 ASTM 규정과 KS 규정에 따라 실시하였으며, 실험변수는 라텍스 혼입률 0, 5, 10, 15, 20%와 소포제 혼입률 0, 1.6, 3.2, 4.8, 6.4%로 수행하였다. 실험결과 RSLMC는 라텍스 혼입률 15%에서 소포제 혼입량에 상관없이 모두 100이하의 전하량을 나타내어 매우 낮은 투수특성을 보였다. 또한, 소포제의 혼입률 3.2% 이상인 경우 동결융해 300 싸이클까지 상대동탄성계수가 90% 이상을 유지하여 소포제의 사용이 동결융해 저항성에 효과가 있는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 콘크리트 덧씌우기를 위한 SB 라텍스개질 콘크리트의 현장적용성 평가를 위해 현장에서 모빌믹서를 이용하여 배합실험 하여 작업성, 강도발현특성 및 투수특성을 등을 고찰하였다. 이를 위해 주요 실험변수는 라텍스 혼입률(0, 5, 10, 15, 20%), W/C (31, 33, 35 37%), S/a(55, 56, 57, 58%) 를 선정하였으며, 초기슬럼프, 슬럼프 손실, 공기량, 압축강도 및 휨인장강도 발현특성, 염화이온 촉진 실험 등을 수행하였다. 실험결과, 모빌믹서차량을 이용해서 SB라텍스개질 콘크리트를 현장에서 배합하였을 때 충분한 작업성 및 양질의 콘크리트를 생산 할 수 있었으며 목표 압축강도와 휨강도를 얻을 수 있었다. 모빌믹서 차량을 이용한 배합은 실내실험에서 제시된 최적배합의 동일한 작업조건을 얻기 위한 물-시멘트비가 다소 낮아지는 것으로 나타났다. 초기 배출 슬럼프 19±3cm을 얻기 위한 실내실험 배합은 물-시멘트비 37%였으나, 모빌믹서차량을 이용한 경우는 33%의 물-시멘트비를 나타내었다. 또한, 현장 적용에 있어서도 모빌믹서를 이용한 정확한 계량 및 라텍스의 혼입으로 양질의 콘크리트 생산 및 성능개선을 기대할 수 있음을 확인하였다.

본 연구에서는 콘크리트 덧씌우기를 위한 SB 라텍스개질 콘크리트의 현장적용성 평가를 위해 현장에서 모빌믹서를 이용하여 배합실험 하여 작업성, 강도발현특성 및 투수특성을 등을 고찰하였다. 이를 위해 주요 실험변수는 라텍스 혼입률(0, 5, 10, 15, 20%), W/C (31, 33, 35 37%), S/a(55, 56, 57, 58%) 를 선정하였으며, 초기슬럼프, 슬럼프 손실, 공기량, 압축강도 및 휨인장강도 발현특성, 염화이온 촉진 실험 등을 수행하였다. 실험결과, 모빌믹서차량을 이용해서 SB라텍스개질 콘크리트를 현장에서 배합하였을 때 충분한 작업성 및 양질의 콘크리트를 생산 할 수 있었으며 목표 압축강도와 휨강도를 얻을 수 있었다. 모빌믹서 차량을 이용한 배합은 실내실험에서 제시된 최적배합의 동일한 작업조건을 얻기 위한 물-시멘트비가 다소 낮아지는 것으로 나타났다. 초기 배출 슬럼프 19±3cm을 얻기 위한 실내실험 배합은 물-시멘트비 37%였으나, 모빌믹서차량을 이용한 경우는 33%의 물-시멘트비를 나타내었다. 또한, 현장 적용에 있어서도 모빌믹서를 이용한 정확한 계량 및 라텍스의 혼입으로 양질의 콘크리트 생산 및 성능개선을 기대할 수 있음을 확인하였다.

기존의 교면포장공법의 근본적인 문제점으로 인해 새로운 교면포장 공법이 점차 부각되고 있는 실정이며, 새로운 교면포장 공법으로 연구되고 있는 것이 라텍스 개질 콘크리트를 이용하는 것이다. 따라서, 본 연구에서는 신설 콘크리트 교량 교면포장으로 덧씌우기된 LMC의 강도발현 특성과 덧씌우기 될 때의 기존콘크리트와의 부착특성을 파악하고자 하였다. 이런 연구를 위해 라텍스 혼입률에 따른 라텍스 개질 콘크리트의 압축강도와 휨강도, 그리고 기존콘크리트와의 부착강도를 측정하였다. 본 연구결과 라텍스 혼입량 증가로 폴리머 입자들의 볼베어링 작용, 연행된 공기 및 라텍스 안에 있는 계면활성제의 분산작용에 의하여 LMC의 작업성과 휨강도를 증가시킨다는 사실을 파악 할 수 있었고, LMC와 기존 콘크리트 슬래브와의 부착강도는 크게 증진함을 알 수 있었다.

기존의 교면포장공법의 근본적인 문제점으로 인해 새로운 교면포장 공법이 점차 부각되고 있는 실정이며, 새로운 교면포장 공법으로 연구되고 있는 것이 라텍스 개질 콘크리트를 이용하는 것이다. 따라서, 본 연구에서는 신설 콘크리트 교량 교면포장으로 덧씌우기된 LMC의 강도발현 특성과 덧씌우기 될 때의 기존콘크리트와의 부착특성을 파악하고자 하였다. 이런 연구를 위해 라텍스 혼입률에 따른 라텍스 개질 콘크리트의 압축강도와 휨강도, 그리고 기존콘크리트와의 부착강도를 측정하였다. 본 연구결과 라텍스 혼입량 증가로 폴리머 입자들의 볼베어링 작용, 연행된 공기 및 라텍스 안에 있는 계면활성제의 분산작용에 의하여 LMC의 작업성과 휨강도를 증가시킨다는 사실을 파악 할 수 있었고, LMC와 기존 콘크리트 슬래브와의 부착강도는 크게 증진함을 알 수 있었다.

최근 소득 향상에 따른 레져 생활의 증가로 인해 해안가에 펜션, 리조트등 건축물을 많이 짓는 추세이다. 하지만 바닷가에 건물을 짓는다면 염분으로 인해 철근이 부식되어 건물의 내구성이 저하되기 때문에 이를 방지할 수 있는 새로운 콘크리트의 개발이 필요하다. 일반적으로 라텍스를 콘크리트에 혼입하게 되면 염분 및 수분의 침투에 대해 투수 저항성이 증가하고 수분증발 또는 흡수 등에 의한 건조수축 또는 팽창현상으로 인한 체적변화에 대해 안정성을 가지게 된다. 라텍스란 고무나무로부터 얻어지는 천연제품으로 반투명한 우유빛을 띠는 액체상태로서 콜로이드 같은 작은 구형의 유기체 폴리머입자가 물 속에 분산되어 있는 것을 말한다. 본 연구에 사용된 라텍스는 48%의 폴리머와 52%의 물로 구성된 Styrene-Butadiene계열이다. 라텍스는 유연성을 지니고 있고, 콘크리트 내부의 공극을 충진시켜주며 골재 주위에 필름막을 형성하지만 압축에 의한 파괴가 골재주위의 필름막에서 이루어져 라텍스 혼입률이 증가할수록 압축강도는 감소하는 것으로 판단된다. 이에 미세 강섬유를 보강 하면 콘크리트 내부에 국부적인 인장응력을 발생시켜 입자의 분산을 막아주기 때문에 압축강도가 개선된다. 따라서, 본 연구에서는 바닷가, 해안가에 사용이 가능하고 보통강도를 발현할 수 있는 콘크리트를 개발하고자 한다.

본 연구에서는 기존의 교면포장 공법인 아스팔트와 라텍스 개질 콘크리트 포장의 단점을 극복한 교면포장용 고성능 콘크리트의 개발을 위하여 교면포장용 콘크리트 슬래브의 내구성을 평가하였다.교면포장용 고성능 콘크리트의 배합으로는 A-Type (실리카퓸 6%), B-Type (실리카퓸 6%+플라이애쉬 20%), C-Type (실리카퓸 6%+고로슬래그 40%)의 3가지 종류를 고려하였고 현재 교면 포장에 사용되고 있는 라텍스 개질 콘크리트 포장(LMC)과 일반 콘크리트 포장(OPC)에 대하여 비교 평가하였다. 내구성 평가를 위한 실험으로는 정적재하실험과 피로실험을 실시하였으며 처짐 및 균열폭과 콘크리트 및 철근 변형률을 측정하여 비교하였다. 또한 범용 프로그램인 ABAQUS를 이용한 유한요소 해석을 통하여 실험결과를 검증하였다. 실험결과, 정적재하시험의 경우 고성능 콘크리트 배합이 LMC 및 OPC에 비하여 역학적 특성 및 내구성에 있어서 우수한 성능을 보여주었다. 고성능 콘크리트 배합 중에선 A-Type이 처짐 및 균열저항성에 있어서 가장 우수한 것으로 나타났다. 피로시험의 경우에는 고성능 콘크리트 배합이 LMC 및 OPC에 비하여 균열저항성이 우수한 것으로 나타났으나 전체적인 거동은 모든 시험체가 일정하게 유지되어 반복하중에 대하여 충분한 내하력 및 강성을 확보하고 있는 것으로 판단된다. 유한요소 해석 결과, 처짐의 경우 1~4mm, 변형률의 경우 최대 12%의 상대오차를 보여 실험결과와 유사한 변형을 보였다