PURPOSES : This paper focuses on strength development according to the mix design with cement type and mineral admixture from laboratory and field tests in cool weather. METHODS : Two methods evaluated the mix design of concrete pavement in cool weather. Firstly, laboratory tests including slump, air contents, setting time, strength, maturity, and freezing-thawing test were conducted. Three alternatives were selected based on the tests. Secondly, a field test was conducted and the optimum mix design in cool weather was suggested . RESULTS : It is an evident from the laboratory test that a mix with type Ⅲ cement showed better performance than the one with type Ⅰ cement. There was a delay in strength development of a mix with mineral admixture compared to mix design without any mineral admixture. In the field test, type Ⅲ cement+flyash 20% mix design proved the best performance. CONCLUSIONS : For concrete pavement in cool weather, mix design using type Ⅲ cement could overcome the strength delay due to mineral admixture. Moreover, it is possible to make sure of durability of pavement. Therefore, strength and durability problems due to cool weather would decrease.

알칼리 활성 시멘트 콘크리트는 비소성 무기결합재와 알칼리 활성제를 사용하여 제조된 콘크리트를 의 미하며, 알칼리 활성 슬래그 기반 콘크리트 ․ 플라이애시 기반 지오폴리머(Geopolymer) 등을 포함하는 넓 은 범주의 의미로 사용된다. 비소성 무기결합재에는 플라이애시, 고로슬래그, 메타카올린, 점토 등이 많 이 사용되며, 최근에 성능향상을 위해 실리카흄을 일부 사용하기도 한다. 알칼리 활성 콘크리트는 결합재의 타입에 따라 요구되는 알칼리 활성제의 양도 달라지며, 또한 그 방응 생성물도 큰 차이를 보인다. 또한 알칼리 활성제 에 따라 강도발현특성을 조절할 수 있는 장점이 있어, 이 러한 특성을 이용한다면 콘크리트 유지보수재료로 활용이 가능하다. 그러나 그동안 많은 연구자들에 의해 건조수축이 크고, 조기탄산화에 따른 균열이 발생할 수 있으며, 결합재의 품질변동성이 크다는 단점이 지 적되어 왔다. 이와 함께 도로포장에서 중요하게 평가되는 내구성능과 관련하여서는 기존 연구가 많이 이 루어지지는 않았다. 본 연구에서는 알칼리 활성 콘크리트의 강도발현과 내구특성 비교를 통해, 도로포장 유지보수재료로 활 용이 가능한지에 대한 적용가능성 여부를 평가하였다. 본 연구에서는 결합재 타입 및 구성에 따른 알칼리 활성 콘크리트의 물성특성을 분석하였으며, 그 결과를 그림 1과 2에 나타내었다. 그림에서 나타내 것과 같 이 일반 슬래그 기반 알칼리 활성 콘크리트의 경우에는 24시간에 압축강도 21MPa 이상을 나타내었으나, 개질슬래그 기반 콘크리트의 경우 6시간 안에 21MPa이상을 나타내어 조기강도발현 특성이 우수한 것으로 평가되었다. 장기강도 측면에서는 일반 슬래그 기반 콘크리트가 더 우수한 것으로 나타났다. 또한 염소이 온침투저항성 실험결과에서는 개질슬래그 기반 콘크리트가 일반슬래그 기반 콘크리트에 비해 투수저항성 이 상당히 우수한 것으로 나타났다. 특히 개질슬래그 기반 콘크리트의 경우 재령 7일에 2,000쿨롱이하, 28일에 약 1,000쿨롱 정도로 측정되어 콘크리트 유지보수재료 품질기준을 만족하는 것으로 나타났다. 이 외에 표면박리저항성 실험결과에서도 개질슬래그 기반 알칼리 활성 콘크리트가 가장 박리량이 적었으며, 특히 실험종료 후 박리량이 1kg/㎡ 이하를 나타내어 박리저항성이 상당히 우수한 것으로 평가되었다.

In this study, expedite curing period at curing temperature being 40, 60, 80℃ similar to strength of standard 28days curing temperature to confirm methods and applicability of early estimation of strength by warm water curing. Also, checked the effect related to different conditions such as using various kinds of material, differentiating quantity of material, with or without fiber mixing at same rate of water-bonding material. Existing method proposed by KS and JIS to estimate strength of 28 days standard curing temperature curing for 7days at 40℃ is not relevant because it takes so long to estimate strength. Already known method of estimating strength of 28days standard curing temperature curing for 3days in 60℃ warm water, too, is not relevant to apply 3day cycle of super high-rise. It also had the problem which didn’t consider fiber mixed concrete. According to the result of experiment, traits and rate of strength revelation were different relating to the kinds and quantity of bonding material. Strength value of mix without fiber was higher than that of mix with fiber, but without any relation to that, over 96% of similar confidence level with strength of 28 days standard curing temperature was shown in 7 days at 40℃, 3 days at 60℃, 2days at 80℃. Confidence level of estimation method of 2 days at 80℃ was similar to those of estimation methods of 4 days at 40℃, 3 days at 60℃, so it(2 days at 80℃) is regarded as the most relevant method because it’s possible to estimate strength fastly. As a result it can be said that early quality control of recently increasing super high-rise may be possible through estimation method of 2 days at 80℃.

In this study, prediction of later-age compressive strength of ultra-high strength concrete, based on the accelerated strength of concrete cured in hot water was investigated. Comparing other acceleration method, hot water curing method is relatively easy and intuitive to use in the real construction site. The amount of time for evaluation of the concrete strength using the hot water curing method in KS and JIS is too long to predict the strength of the ultra-high strength concrete that are used in the tall building structure. For that reason, curing temperature of 40, 50, 60℃ 3 levels were examined to shorten the amount of time for the evaluation of the strength. When curing in warm water, different strength characteristics are verified from the experiment. In case of F3 substituting 30% fly ash in combination, because of the curing temperature sensitivity of fly ash, differences of strength expression velocity was verified according to the curing temperature at the same age. In case of B4 substituting 40% ground granulated blast furnace slag, there were no big strength expression velocity differences of the specimen cured in 3 different level of curing temperature(40, 50, 60℃). The results show reliable accuracy by regression relation between 28day strength cured by standard curing method and accelerated strength of concrete cured in warm water.(y=1x-0.0002 R2=0.9866) As a result, the feasibility of 3day-prediction was confirmed using warm water curing method with accelerated strength of concrete cured for three days in warm water.

본 연구는 초속경시멘트를 사용한 조기교통개방 콘크리트의 역학적 특성을 향상시키기 위하여 수행되었다. 실제로 포장콘크리트의 현장조건하에서는 외부적 또는 내부적인 요소에 의해 콘크리트의 수분과 열에 의한 수축을 구속함으로써 인장응력이 발생되며 이러한 인장응력은 균열을 발생시켜 콘크리트의 역학적 성능을 감소시킨다. 이러한 인장응력에 의한 균열을 제어하는 데 있어서 초속경시멘트 콘크리트내에 섬유를 사용하면 효과적이다. 국내에서 많이 사용되고 있는 3종류의 초속경시멘트를 사용하였고, 2종류의 섬유를 혼입하여 섬유보강 콘크리트와 일반콘크리트를 비교하였다. 시험결과 초속경시멘트를 사용한 섬유보강 콘크리트가 일반 콘크리트보다 우수한 역학적 특성을 나타냈다.

본 연구는 초속경시멘트를 사용한 조기교통개방 콘크리트의 역학적 특성을 향상시키기 위하여 수행되었다. 실제로 포장콘크리트의 현장조건하에서는 외부적 또는 내부적인 요소에 의해 콘크리트의 수분과 열에 의한 수축을 구속함으로써 인장응력이 발생되며 이러한 인장응력은 균열을 발생시켜 콘크리트의 역학적 성능을 감소시킨다. 이러한 인장응력에 의한 균열을 제어하는 데 있어서 초속경시멘트 콘크리트내에 섬유를 사용하면 효과적이다. 국내에서 많이 사용되고 있는 3종류의 초속경시멘트를 사용하였고, 2종류의 섬유를 혼입하여 섬유보강 콘크리트와 일반콘크리트를 비교하였다. 시험결과 초속경시멘트를 사용한 섬유보강 콘크리트가 일반 콘크리트보다 우수한 역학적 특성을 나타냈다.

시멘트 산업은 탄소배출 감축을 위한 주요 산업분야로 고려되고 있으며, 콘크리트 분야에서 시멘트 사용량 저감을 위한 노력이 진행되고 있다. 이에 대한 노력의 일환으로 시멘트의 일부를 대체하여 사용할 수 있는 산업부산물을 다량으로 활용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 산업부산물을 사용한 콘크리트는 내구성, 친환경성 및 경제성 등의 장점을 가지고 있으나, 응결시간 지연, 초기강도 저하 등의 문제점이 있다. 따라서 이 연구에서는 시멘트의 사용량을 줄이고 산업부산물인 플라이애시를 치환하여 사용하면서도 초기강도가 저하되는 문제점을 해결하는 것을 목표로 하였다. 이에 따라, 먼저 고분말도 시멘트 사용에 의한 수화반응 촉진으로 양생온도에 관계없이 모든 재령에서 강도가 증진되는 것을 확인하였다. 이어서 고분말도 시멘트에 플라이애시를 치환하여 강도발현 특성을 검토한 결과, 초기 재령에서도 보통 포틀랜드 시멘트와 비교하여 동등 이상의 강도 발현이 가능하였다. 또한, 플라이애시를 30%까지 치환하여도 수직․수평부재 거푸집 해체 시기를 단축할 수 있는 것을 확인하였다.

For the use of recycled aggregate concrete, the early strength is evaluated. The test variables are replacement ratio of recycled aggregate, steel fiber and blast furnace slag powder. For this, 6th concrete mixing plan is prepared. As a result, it is evaluated that the early strength depends on the steel fiber volume fraction and replacement ratio of blast furnace slag powder.

For the use of recycled aggregate concrete, the early strength is evaluated. The test variables are replacement ratio of recycled aggregate, steel fiber and blast furnace slag powder. For this, 6th concrete mixing plan is prepared. As a result, it is evaluated that the early strength depends on the steel fiber volume fraction and replacement ratio of blast furnace slag powder.

대단면 터널 라이닝 콘크리트를 1일에 1cycle로 진행하기 위한 연구를 수행하였다. 터널 내부의 기후특성이 변화하고 콘크리트 타설온도가 낮은 경우에는 수화발현 속도도 지연되어 강도발현에 영향을 미치게 되므로 거푸집의 존치시간이 길어지게 된다. 이를 보완하기 위하여 갱문의 설치와 갱폼의 양쪽에 양생막을 설치한 후, 그 내부에 28±2℃의 추가적인 열원을 공급하게 되면 균열관리방안으로 제시한 관리기준 (4.5MPa) 이상의 조기강도발현을 이루어 낼 수 있었으며, 따라서 거푸집을 재령 14hr 후에 제거할 수가 있었다. 한편, 터널내 자연양생온도인 10±1℃ 조건에서는 콘크리트 타설 후 36hr 이상의 양생시간을 확보해야 되는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통하여, 초기재령에서의 콘크리트 온도와 강도발현은 양생온도가 크게 작용하고 있음을 재확인 할 수 있었으며, 플라이애쉬가 10% 혼입된 콘크리트라도 일정시간동안 거푸집의 표면온도를 상승시켜 줄 수 있다면 조기강도발현에는 문제가 되지 않는 것으로 나타났다.

본 연구는 조강시멘트와 경화촉진제를 사용하여 조기강도 발현의 메커니즘을 분석하는 것이 목적이다. 연구결과 경화촉진제는 시멘트와의 수화반응시 Ca(OH)2의 촉진시키는 것을 TG/DTA 실험을 통하여 검정하였다. 압축강도 측정결과 경화촉진제의 사용량이 증가 할수록초기압축강도가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 미소수화열 측정결과 경화촉진제는 시멘트의 성분중 C3S의 수화반응을 촉진시키는 것으로 나타났다. XRD분석결과 재령별 수화생성물을 확인할 수 있었으며 경화촉진제의 사용량이 증가할수록 수화물들의 피크점이 높게 나타나는 것을 알 수 있었다. SEM찰영을 한 결과 촉진제의 첨가량에 따라 Ca(OH)2의 생성과 재령에 따라 C-S-H의 형상을 관찰할 수 있었다.따라서 본 연구에서 사용된 경화촉진제는 초기강도발현 시키는 것에 대해 효과적인 것을 확인 할 수 있었다.

In this study, it was evaluated the early-strength of mock-up concrete by replacement of the flyash after it was ground by vibration mill and was modified chemically. Also, the early-strength of the specimens for maintaining structure was evaluated on the first, second, third day separately.

To secure the early strength of ternary blended cement mortar, using 3.5% anhydrite with a fineness of approximately 10,000cm2/g, was found to provide the most outstanding early strength properties.