-
1. ์ ๋ก
-
2. ์ฌ๋ฃ ๋ฐ ๋ฐฐํฉ์์ธ
-
2.1 ์ฌ์ฉ ์ฌ๋ฃ
-
2.2 ์๊ณจ์ฌ์ ์
๋๋ถํฌ ๋ฐ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ
-
2.3 ๋ฐฐํฉ์์ธ
-
2.4 ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ
-
3. ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ๋ถ์
-
3.1 ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํน์ฑ
-
3.2 ๊ฑด์กฐ์์ถ
-
3.3 ํฌ๋ฆฌํ
-
4. KCI ํฌ๋ฆฌํ ์์ธก์ ์์
-
4.1 Time function
-
4.2 28์ผ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์
-
4.3 KCI ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์ ์์ ๋ชจ๋ธ ๊ฒ์ฆ
-
5. ๊ฒฐ ๋ก
1. ์ ๋ก
์ฐ๋ฆฌ๋๋ผ๋ ๋น๊ต์ ์ฒ์ฐ๊ณจ์ฌ ์์์ด ํ๋ถํ๊ณ ๊ตญ๋ด์ฐ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ์ ์์ฐ์ด ์ํํ์ง ๋ชปํด์ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(lightweight aggregate concrete,
LWAC)์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ค์ ๋ฏธํกํ ์ค์ ์ด๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ 2000๋
๋ ์ด์ ์ LWAC์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋๋ถ๋ถ ์์
์ฐ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ์ ํ๋ผ์ด์ ์ ๋ฐ ์ ํ ๊ธฐ๋ฐ์
๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ฐ๊ตฌ์ด๋ค(Lee and Seo 1993; Ryu and Suh 1992). 2000๋
๋์ ๋ค์ด์๋ฉด์ ๊ตญ๋ด์์๋ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ ์ ์กฐ ์์คํ
์ด
๊ตฌ์ถ๋๊ธฐ ์์ํ์๊ณ , ๊ตญ๋ด์ฐ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋ํ ์ฌ๋ฌ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์งํ๋๊ณ ์๋ค(Kim and Jang 2011; Shin and Han
2012). ํ์ง๋ง ๊ตญ๋ด์ฐ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ ์ฃผ๋ก ์ ๋์ฑ์ด๋ ์์ถ๊ฐ๋ ๋ฑ ์ญํ์ ํน์ฑ์ ๋ํ ํ๊ฐ๊ฐ ๋๋ถ๋ถ์ด๋ฉฐ, ์์ถ์ด๋ ํฌ๋ฆฌํ ๋ฑ ์ฅ๊ธฐ์
๊ฑฐ๋์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ค์ ๋ถ์กฑํ ์ค์ ์ด๋ค.
์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ธ๊ณต ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ๋ ์ฒ์ฐ๊ณจ์ฌ์ ๋ฌ๋ฆฌ ํ์์ด ๋ฅ๊ธ๊ณ ํ๋ฉด์ด ์ ๋ฆฌ์ง๋ก ๋งค๋ํ๋ฉฐ ๋ด๋ถ ๊ณต๊ทน์ด ๋ง์ ํก์์จ์ด ๋์ ํน์ฑ์ด ์๋ค. ์ด๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐฐํฉ
์ ๋ฌผ-์๋ฉํธ๋น์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๊ณ , ์์์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ด๋ถ์์(internal curing)ํจ๊ณผ ๋๋ฌธ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ฑด์กฐ์์ถ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๊ธฐ๋ ํ๋ค. ๋ํ
1~2 mm ์ดํ๋ก ์ ์กฐ๊ฐ ๋งค์ฐ ์ด๋ ค์ ์
๋๋ถํฌ๊ฐ ๋ถ๊ท์นํ๊ณ ์ฒ์ฐ๊ณจ์ฌ ๋๋น ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ๋ ๋์ ํน์ฑ์ ๋ณด์ธ๋ค. ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์์ ๊ณจ์ฌ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ ์ฒด ์ฒด์ ์
70~80 %๋ฅผ ์ฐจ์งํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ธ๊ณต ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ LWAC๋ ์ผ๋ฐ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์๋ ๋ค์ ์์ดํ ์ญํ์ ํน์ฑ์ ๋ณด์ด๋ฉฐ(Sim and Yang 2011),
์ด๋ฌํ ํน์ฑ ์ฐจ์ด๋ LWAC์ ์ฅ๊ธฐ์ ๊ฑฐ๋ ํน์ฑ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ํ์ง๋ง, ํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ๋์ ์์ธกํ๋ ๊ตญ๋ด KCI ํฌ๋ฆฌํ ๋ชจ๋ธ์ ์ ๋ฝ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์์ํ์
CEB-FIP model code 1990์ ๋ฐ๋๋๋ฐ, ์ด๋ ACI๋ Bazan(1995)์ B-3 ๋ชจ๋ธ๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐ๋์ ์ํฅ์ ๊ณ ๋ คํ๊ณ ์์ง
์๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ LWAC์ ํฌ๋ฆฌํ ๊ฑฐ๋์ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํด LWAC์ ๊ฑด์กฐ์์ถ๊ณผ ๊ฑด์กฐํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ๋ฅ ์ ์ธก์ ํ์๊ณ , ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐ๋๊ฐ ํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ์ ๋ฏธ์น๋
์ํฅ์ ํ๊ฐํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก ๋ฐ๋์ ์ํฅ์ ๊ณ ๋ คํ KCI ํฌ๋ฆฌํ ์์ ๋ชจ๋ธ์ ์ ์ํ์๋ค.
2. ์ฌ๋ฃ ๋ฐ ๋ฐฐํฉ์์ธ
2.1 ์ฌ์ฉ ์ฌ๋ฃ
2.1.1 ์๋ฉํธ
๋ฐฐํฉ์คํ์ ์ฌ์ฉ๋ ์๋ฉํธ๋ KS L 5201(2016)์ 1์ข
๋ณดํต ํฌํ๋๋ ์๋ฉํธ(Ordinary Portland Cement)์ด๋ค.
2.1.2 ๊ณจ์ฌ
๋ฐฐํฉ์คํ์ ์ฌ์ฉ๋ ์ผ๋ฐ ์๊ณจ์ฌ๋ ์ฒ์ฐ๋ชจ๋๋ก์จ ์
์์ ์ต๋ํฌ๊ธฐ๋ 1.25 mm์ด๋ฉฐ, ์ ๊ฑด๋ฐ๋์ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ ๊ฐ๊ฐ 2,600 kg/m3, 4.4์ด๋ค.
LWAC ์ ์กฐ๋ฅผ ์ํ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ๋ ๋ถ์๋ ๋ฐํ
์ ์์ ์ค์คํ ๋ฅผ ๋ก์์ 1,200 ยฐC ์ด์์ ์จ๋๋ก ๊ฐ์ดํ์ฌ ํฝ์ฐฝ์ํจ ๊ณจ์ฌ๋ก์จ ํ๋ฉด์ ์ ๋ฆฌ์ง์ด๋ฉฐ, ๋ด๋ถ๋
๋ค๊ณต์ง์ ๊ตฌํ์ ๋๋ค. ๊ฒฝ๋ ๊ตต์๊ณจ์ฌ์ ์ ๊ฑด๋ฐ๋, ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ , ์ต๋ํฌ๊ธฐ๋ 1,400 kg/m3, 6.2, 20 mm์ด๊ณ ๊ฒฝ๋ ์๊ณจ์ฌ๋ 1,500 kg/m3, 4.4, 5mm์ด๋ฉฐ, ์ฌ์ฉ ๊ณจ์ฌ๋ค์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํน์ฑ์ Table 1๊ณผ ๊ฐ๋ค. ๋ด๋ถ๊ฐ ๋ค๊ณต์ง์ธ ์ด์ ๋ก ๊ฒฝ๋ ์๊ณจ์ฌ์ ๊ตต์๊ณจ์ฌ์ ํก์์จ์ ๊ฐ๊ฐ 12.9
%, 11.2 %๋ก ์ฒ์ฐ ์๊ณจ์ฌ ๋๋น ์ต๋ 10 ๋ฐฐ๊ฐ๋ ๋๊ฒ ์ธก์ ๋์๋ค.
2.2 ์๊ณจ์ฌ์ ์
๋๋ถํฌ ๋ฐ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ
2.2.1 ์๊ณจ์ฌ์ ์
๋๋ถํฌ
์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐ๋๋ฅผ ์กฐ์ ํ๊ธฐ ์ํด ๊ตต์ ๊ณจ์ฌ๋ ์ ๋ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๊ณ , ์๊ณจ์ฌ๋ ์ ์ฒด ๊ฒฝ๋ ์๊ณจ์ฌ๋ฅผ ์ฒ์ฐ๋ชจ๋๋ก ๊ฐ๊ฐ 0, 25, 50, 75, 100
% ์นํํ์๋ค. ๊ฐ ์นํ์จ์ ๋ฐ๋ฅธ ์๊ณจ์ฌ ์
๋๋ถํฌ์ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ (fineness modulus, FM)์ KS F 2527(2016)์ ํ์ค์
๋ ๋ฒ์์
๋น๊ตํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ Fig. 1๊ณผ ๊ฐ๋ค. ๊ฒฝ๋ ์๊ณจ์ฌ๋ ์ฒ์ฐ๋ชจ๋์ ๋นํด ์
๊ฒฝ์ด ํฐ ๊ฒ์ผ๋ก ์ธก์ ๋์๋๋ฐ, ์ฒ์ฐ๋ชจ๋๋ 1.25 mm ์ฒด๋ฅผ ๋๋ถ๋ถ
ํต๊ณผํ์ง๋ง, ๊ฒฝ๋ ์๊ณจ์ฌ๋ 1.25 mm ์ฒด๋ฅผ 12 % ๋ฐ์ ํต๊ณผํ์ง ๋ชปํ๋ค.
Fig. 1
Particle distribution of lightweight fine aggregates with different natural sand contents
2.2.2 ์๊ณจ์ฌ์ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ
์ฒ์ฐ๋ชจ๋์ ๊ฒฝ๋ ์๊ณจ์ฌ์ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ ๊ฐ๊ฐ 4.4, 2.4๋ก ์ธก์ ๋์๋๋ฐ, ๋ ์ฌ๋ฃ์ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ์ปค์ ํผํฉ์ฌ์ฉ ์ ์ ํํ ์๊ณจ์ฌ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ ๊ฒฐ์ ํ๊ธฐ
์ํด ๋ชจ๋ ๋ฐฐํฉ์์ ์ค๋น๋ ์๊ณจ์ฌ์ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ ๊ฐ๊ฐ ์ธก์ ํ์๋ค. ๊ฒฝ๋์๊ณจ์ฌ๋ฅผ ์ฒ์ฐ๋ชจ๋ 25, 50, 75 %๋ก ์นํํ ํผํฉ๋ ์๊ณจ์ฌ์ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ ๊ฐ๊ฐ
3.9์ 4.1, 3.4์ 3.7 ๋ฐ 2.9์ 3.1๋ก ๋ํ๋ฌ๊ณ , ์ฒ์ฐ๋ชจ๋ ์นํ์จ์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ ๊ฐ์ํ์๋ค. ๊ฒฝ๋ ์๊ณจ์ฌ๋ฅผ ์ฒ์ฐ๋ชจ๋ 50~75
%๋ก ์นํํ ํผํฉ ์๊ณจ์ฌ์ ์
๋๋ถํฌ๋ KS F 2527 (2016)๊ท๊ฒฉ์์ ์ ์ํ๋ ํ์ค์
๋์ ์ ์ฌํ ๋ฒ์๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค.
2.3 ๋ฐฐํฉ์์ธ
์๊ณจ์ฌ ์นํ์จ์ ๋ฐ๋ฅธ LWAC์ ํฌ๋ฆฌํ ๊ฑฐ๋์ ํ์ธํ๊ธฐ ์ํ LWAC ๋ฐฐํฉ์์ธ๋ Table 1๊ณผ ๊ฐ๋ค.
LWAC์ ์ค๊ณ ์์ถ๊ฐ๋๋ KS F 4009(2016)์ ํธ์นญ๊ฐ๋์ ๋ฐ๋์ผ๋ฉฐ, 24 MPa(๊ทธ๋ฃน I) ๋ฐ 40 MPa(๊ทธ๋ฃน II)์ 2 ๊ทธ๋ฃน์ผ๋ก ๋ฐฐํฉ์ค๊ณ์๋ค.
๊ฐ ๊ทธ๋ฃน๋ณ๋ก ฯc์ ๋ํ LWAC์ ํฌ๋ฆฌํ ๊ฑฐ๋์ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํด ์ ์ฒด ์๊ณจ์ฌ ์ฒด์ ๋๋น ์ฒ์ฐ๋ชจ๋ ์นํ์จ(Rs)์ ๊ฐ๊ฐ 0 %, 25 %, 50 %, 75 % ๋ฐ 100 %๋ก ๋ณํ์์ผฐ๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก LWAC๋ Rs์ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์(Sim and Yang 2011), ๊ฐ์ ๊ทธ๋ฃน ๋ด์์ Rs์ ์ฆ๊ฐ ๋จ๊ณ๋ณ๋ก W/C๋ฅผ ์ฝ 1.5 % ์ฆ๊ฐ์์ผ ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ณด์ ํ์๋ค. ๊ฐ ์ํ์ฒด๋ช
์ โSํธ์นญ๊ฐ๋-Rsโ๋ก ๋ํ๋ด์๋ค. LWAC์ ์ต์ด ๊ธฐ์ค๋ฐฐํฉ์ ์ค์ ์ ์ํด ์๊ทผํ(Yang 2013)์ด ์ ์ํ ๋ฐฐํฉ์ค๊ณ๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์๋น ์คํ์ ํตํด ์ต์ข
๋ฐฐํฉ์์ธ๋ฅผ
๊ฒฐ์ ํ์๋ค.
์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ๋ ํก์์จ์ด ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ตณ๊ธฐ ์ โคํ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํน์ฑ์ ๊ณจ์ฌ์ ํจ์์จ์ ํฐ ์ํฅ์ ๋ฐ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ณจ์ฌ์ ํจ์์จ์
์ํ ๋ฐฐํฉ์ค๊ณ ์ค๋ฅ๋ฅผ ์ต์ํํ๊ธฐ ์ํด ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ๋ ํ๋ฆฌ์จํ
(pre wetting)์ 24์๊ฐ ์ด์ ์ค์ํ์ฌ ์ต๋ ํก์์จ ๋๋น ํจ์์จ์ด 85 % ์ด์์
๋ง์กฑํ๋๋ก ํ์์ผ๋ฉฐ, ํจ์์จ ์ธก์ ํ ์ต๋ ํก์์จ์ ๋ํ ๋ถ์กฑ๋ถ์ ๋จ์์๋์ ์ฆ๊ฐ์ ํตํด ๋ณด์ ํ์๋ค.
LWAC์ ๋ฐฐํฉ์ ๊ฐ์ ์ ๋ฏน์๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ณจ์ฌ์ ์๋ถ ๋ณด์ ์ ์ํด ๋จผ์ ๊ณจ์ฌ์ ๋ฐฐํฉ์๋ฅผ 1๋ถ ์ด์ ํผํฉํ์ฌ ๊ณจ์ฌ์ ์ถฉ๋ถํ ์๋ถํก์๋ฅผ ์ ๋ํ์๋ค.
๊ณจ์ฌ์ ์๋ถ ํก์๊ฐ ๋๋ ๊ณจ์ฌ๋ ๋ค์ ์๋ฉํธ์ 3๋ถ ์ด์ ํผํฉ์ ์ค์ํ์๋ค. ๋ฐฐํฉ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ ๊ณต์์ฒด ๋ชฐ๋์ ํ์ค ํ 20 ยฑ 3ยฐC ๋ฐ ์๋์ต๋
60 ยฑ 5 %์ ํญ์จโคํญ์ต ํ๊ฒฝ์์ ์ฌ๋ น 24์๊ฐ๊น์ง ์์ ํ ๋ชฐ๋๋ฅผ ํด์ฒด ํ๊ณ ์คํ ์ ๊น์ง 20 ยฑ 2 ยฐC์ ๊นจ๋ํ ์๋๋ฌผ์ ์์ค์์์ ์ค์ํ์๋ค.
Table 1. Mixture proportions of LWAC
Specimens
|
Rs1) (%)
|
W/C (%)
|
Unit content (kg/m3)
|
Cement
|
Water
|
FL2) |
FS3) |
CL4) |
S24-R00
|
0
|
47
|
394
|
185
|
393
|
-
|
550
|
S24-R25
|
25
|
48
|
382
|
185
|
296
|
168
|
553
|
S24-R50
|
50
|
50
|
350
|
175
|
204
|
346
|
570
|
S24-R75
|
75
|
52
|
339
|
175
|
102
|
522
|
573
|
S24-R100
|
100
|
53
|
330
|
175
|
-
|
699
|
576
|
S40-R00
|
0
|
35
|
486
|
170
|
384
|
-
|
538
|
S40-R25
|
25
|
36
|
466
|
170
|
291
|
165
|
543
|
S40-R50
|
50
|
38
|
447
|
170
|
196
|
333
|
549
|
S40-R75
|
75
|
40
|
430
|
170
|
99
|
504
|
553
|
S40-R100
|
100
|
41
|
415
|
170
|
-
|
676
|
557
|
1)Rs: Ratio of sand content for replacing lightweight fine aggregate
2)FL: Lightweight fine aggregate
3)FS: Natural sand
4)CL: Lightweight coarse aggregate
|
2.4 ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ
2.4.1 ๊ฒฝ๋์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํน์ฑ
๊ตณ์ง ์์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ฌ๋ผํ(Si) ๋ฐ ๊ณต๊ธฐ๋(vA)์ ๊ฐ๊ฐ KS F 2402(2016) ๋ฐ KS F 2409(2016)์ ๋ฐ๋ผ ์ธก์ ํ์๊ณ , ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐ๋(ฯc)๋ ์ฌ๋ น 28์ผ์ ฮฆ100 ร 200 mm ์์ฃผํ ์ํ์ฒด๋ฅผ 100 ยฑ 5 ยฐC์ ์จ๋์์ ์์ ๊ฑด์กฐ์ํจ ํ ์ง๋๊ณผ ๋ถํผ๋ฅผ ์ธก์ ํ์ฌ ๊ฒฐ์ ํ์๋ค. ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์์ถ๊ฐ๋๋ ฮฆ100 ร 200 mm์ ์์ฃผํ ์ํ์ฒด๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ฌ๋ น 28์ผ์ KS F 2405 (2016)์ ๋ฐ๋ผ ์ธก์ ํ์๋ค.
2.4.2 ๊ฒฝ๋์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ฑด์กฐ์์ถ ๋ฐ ํฌ๋ฆฌํ
ํฌ๋ฆฌํ ๋ฐ ๊ฑด์กฐ์์ถ ์ํ์ KS F 2453(2013)์ ๋ฐ๋ผ ์ธก์ ํ๋ค. ํฌ๋ฆฌํ ์ํ์ ฮฆ150 ร 300 mm ์์ฃผํ ๊ณต์์ฒด์ ๊ฑด์กฐํฌ๋ฆฌํ๋ฅผ ์ธก์ ํ์๊ณ , ๊ณต์์ฒด ์ ์ ์ ์ค์ฌ๋ถ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ฉ ์คํธ๋ ์ธ๊ฒ์ด์ง๋ฅผ ๋งค๋ฆฝํ์ฌ ์ ์ํ์๋ค. ๊ฑด์กฐ์์ถ
์ํ์ฒด๋ ํฌ๋ฆฌํ ์ํ์ฒด์ ๋์ผํ ๊ณต์์ฒด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๊ณ , ํฌ๋ฆฌํ ์ํ์ฒด์ ๋์ผํ๊ฒ ์ํ์ฒด ์ค์ฌ๋ถ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ฉ ์คํธ๋ ์ธ๊ฒ์ด์ง๋ฅผ ๋งค๋ฆฝํ์ฌ ์ ์ํ์๋ค. ๊ฑด์กฐ์์ถ์ํ์
์ํ์ฒด๋ฅผ ๊ธธ์ด๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์ธ์์ ์์ถ๋์ ์ธก์ ํ์๋ค. ๊ฑด์กฐ์์ถ๊ณผ ํฌ๋ฆฌํ ์ํ์ ์์ค์์ ํ ์ฌ๋ น 29์ผ์ ์์ํ์ฌ 108์ผ๊ฐ ์งํํ์๊ณ , ํฌ๋ฆฌํ ์ํ์ฒด๋
28์ผ ์์ถ๊ฐ๋์ 40 % ์์ค์ ๋ด๋ถ์๋ ฅ์ด ๋ฐ์๋๋๋ก ํ์ค์ ๊ฐํ์ผ๋ฉฐ, ํฌ๋ฆฌํ ์ํ๊ธฐ 1๊ธฐ๋น ๋์ผํ ๋ฐฐํฉ์ ์ํ์ฒด 3๊ฐ๋ฅผ ์ฅ์ฐฉํ์ฌ ํ๊ท ๋ณํ๋ฅ ๋ก ํฌ๋ฆฌํ
๋ณํ๋ฅ ์ ํ๊ฐํ์๋ค.
3. ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ๋ถ์
3.1 ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํน์ฑ
LWAC์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํน์ฑ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ Table 2์ ์์ฝํ์๋ค. ๊ทธ๋ฃน I(S24) ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ด๊ธฐ ์ฌ๋ผํ(Si)๋ ๋ชจ๋ 200 mm ์ด์์ด์์ผ๋ฉฐ, ์ฒ์ฐ๋ชจ๋ ์นํ์จ(Rs)์ ํฐ ์ํฅ์ ๋ฐ์ง ์์๋ค. ๋ฐ๋ฉด, ๊ทธ๋ฃน II(S40)์ ์ด๊ธฐ ์ฌ๋ผํ๋ 165~225 mm์ ๋ฒ์์์ Rs์ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ฆ๊ฐํ์๋ค.
LWAC์ ๊ณต๊ธฐ๋(vA)์ ๋ชจ๋ ๋ฐฐํฉ์์ 4~6 %์ ๋ฒ์์ ์์๋ค. ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํ์ค์๋ฐฉ์(2016)์์๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ณต๊ธฐ๋์ 4.5~7.5ยฑ1.5 % ๋ฒ์๋ก ์ ์ํ๊ณ ์์ผ๋,
LWAC๋ ์ด๋ณด๋ค +1% ๊น์ง ํ์ฉ๋๋๋ก ์ ํํ๊ณ ์๋ค. ๋ณธ ์คํ์์ LWAC์ ๊ณต๊ธฐ๋์ ๋ชจ๋ ๋ฐฐํฉ์์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํ์ค์๋ฐฉ์์์ ์ ์ํ๋ ๋ฒ์๋ฅผ ๋ง์กฑํ์๋ค.
๊ทธ๋ฃน I, II์ LWAC์ ์ฌ๋ น 28์ผ ์์ถ๊ฐ๋(fcu)์ ํ๊ท ์ ๊ฐ๊ฐ 25.0 MPa ๋ฐ 36.4 MPa์ด์๋ค. ๊ทธ๋ฃน I์ ๋ชฉํ ์์ถ๊ฐ๋๋ฅผ ๋๋ถ๋ถ ๋ง์กฑํ์์ผ๋, ๊ทธ๋ฃน II๋ ๋ชฉํ๊ฐ๋ ๋๋น ํ๊ท 10
% ์ ๋ ๋ฎ๊ฒ ์ธก์ ๋์๋ค.
LWAC ์ ๊ฑด๋ฐ๋(ฯc)๋ 1,366~1,783 kg/m3์ ๋ฒ์์ ์์ผ๋ฉฐ, ์ฒ์ฐ๋ชจ๋ ์นํ์จ์ด ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ ๊ฑด๋ฐ๋๋ ์ฆ๊ฐํ์๋ค.
Table 2. Summary of physical property test results
Specimens
|
Slump
(mm)
|
Air content (%)
|
Oven-dried density (kg/m3)
|
28 days Compressive
strength (MPa)
|
I
|
S24-R00
|
235
|
4.5
|
1366
|
26.7
|
S24-R25
|
210
|
4.9
|
1491
|
25.8
|
S24-R50
|
230
|
4.3
|
1611
|
24.8
|
S24-R75
|
245
|
4.6
|
1641
|
24.8
|
S24-R100
|
240
|
4.6
|
1698
|
23.0
|
II
|
S40-R00
|
165
|
4.8
|
1605
|
38.9
|
S40-R25
|
175
|
4.8
|
1667
|
36.7
|
S40-R50
|
210
|
5.1
|
1686
|
35.8
|
S40-R75
|
215
|
4.8
|
1757
|
35.3
|
S40-R100
|
225
|
5.0
|
1783
|
35.1
|
3.2 ๊ฑด์กฐ์์ถ
LWAC์ ๊ฑด์กฐ์์ถ๋ ๊ฒฐ๊ณผ๋ Fig. 2์ ๊ฐ๋ค. ๋ชฉํ๊ฐ๋ 24 MPa ์ธ ๊ทธ๋ฃน I๊ณผ 40 MPa์ธ ๊ทธ๋ฃน II์ ๊ฑด์กฐ์์ถ๋์ ์๋ก ๋น์ทํ๊ฒ ์ธก์ ๋์๋ค.
์ฒ์ฐ๋ชจ๋์ ์นํ์จ์ด ๋์์๋ก ๊ฑด์กฐ์์ถ๋์ ์ฆ๊ฐํ๋ ํน์ฑ์ ๋ณด์ด๋๋ฐ, ๊ตต์ ๊ณจ์ฌ๋ง ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ R100 ์ํ์ฒด๋ค์ ๊ตต์ ๊ณจ์ฌ์ ์๊ณจ์ฌ ๋ชจ๋ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ๋ฅผ
์ฌ์ฉํ R00 ์ํ์ฒด๋ค ๋ณด๋ค ๊ฑด์กฐ์์ถ๋์ด 2๋ฐฐ ์ ๋ ํฐ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์ด๋ ๊ฑด์กฐ์์ถ ์ํ ์ ๊น์ง ์์ค์์์ ์ค์ํ์ฌ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ด๋ถ๊ฐ ํฌํ์ํ๋ฅผ
์ ์งํ์๋๋ฐ, ๋ค๊ณต์ง์ธ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ๊ฐ ๋ง์์๋ก ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ด๋ถ ์๋ถ ํจ์ ๋์ด ๋ง์์ง๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ด๋ถ์์(internal curing)ํจ๊ณผ๊ฐ ํฌ๊ฒ ์์ฉํ ๊ฒ์ผ๋ก
ํ๋จ๋๋ค.
Fig. 2
Drying shrinkage strain of lightweight concrete specimens
3.3 ํฌ๋ฆฌํ
์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ ์์ถ๊ฐ๋์ 40~60 %์ ์๋ ฅ์ ๋ฐ๋ ํ์ค์ด ์ง์์ ์ผ๋ก ์ฌํ ๋๋ฉด, ํ์ฑ ๋ณํ ์ธ์ ์ฌํ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ์๊ตฌ๋ณํ์ด ๋ฐ์ํ๋๋ฐ, ์ด ๋ณํ์ด
ํฌ๋ฆฌํ(creep)์ด๋ค. ํฌ๋ฆฌํ๋ ํ๋ฉด์ฒ๋ฆฌ์ ์ํด ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ดโค์ธ๋ถ์ ์๋ถ์ด๋์ด ์๋ ๋ฐ๋ด ์ํ์์์ ๋ณํ์ธ ๊ธฐ๋ณธ ํฌ๋ฆฌํ(basic creep)์
๋๊ธฐ์ ๋
ธ์ถ๋ ์ํ์ ๊ฑด์กฐ ํฌ๋ฆฌํ(drying creep)๋ก ๊ตฌ๋ถ๋๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๊ฑด์กฐ ํฌ๋ฆฌํ๊ฐ ๊ธฐ๋ณธ ํฌ๋ฆฌํ ๋ณด๋ค ๋ณํ์ด ํฌ๋ฉฐ, ์ด ๋ณํ๋ฅ ์ ์ฐจ์ด๋ฅผ
pickett effect๋ผ๊ณ ๋ถ๋ฅธ๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ pickett effect๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ ๊ฑด์กฐ ํฌ๋ฆฌํ๋ฅผ ์ธก์ ํ์์ผ๋ฉฐ, ํ์ค์ฌํ ํ 105์ผ๊น์ง ํฌ๋ฆฌํ
๋ณํ๋ฅ ์ Fig. 3๊ณผ ๊ฐ๋ค. ๊ทธ๋ฃน I๊ณผ ๊ทธ๋ฃน II ๋ชจ๋ 1,500~2,000 ยต strain ์์ค์ ๋ณด์ด๋ฉฐ, ๊ฑด์กฐ์์ถ์ด ๊ฐ์ฅ ํฐ R100 ๋ฐฐํฉ์ด
ํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ์ด ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค.
Fig. 3
Drying creep strain of lightweight concrete specimens
์ธก์ ๋ ํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ์ ํ์ฑ ๋ณํ๊ณผ ๊ฑด์กฐ์์ถ ๋ณํ์ด ํฌํจ๋์ด ์๋ค. ํ์ฑ ๋ณํ๊ณผ ์์ํ ํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ ๋ ๋ค ๋จ์์๋ ฅ์ ๋น๋กํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํฌ๋ฆฌํ์์ ์ ์๊ฐ
ํ์ํ๋ค. ์ ์ฒด ๋ณํ๋์ ์ธ๊ฐํ์ค์ ์ํฅ์ ๋ฐ์ง ์๋ ๊ฑด์กฐ์์ถ๋ณํ๊ณผ ํ์ค์ ์ํฅ์ ๋ฐ๋ ํ์ฑ ๋ณํ ๋ฐ ํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ์ผ๋ก ๋๋ ์ ์๋ค. ํ์ฑ ๋ณํ๊ณผ
ํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ์ ๊ดํ ๋ชจ๋ธ์์ ํฌ๋ฆฌํ ํจ์(J(t,tอด)๋ผ๊ณ ํ๋ฉฐ, KCI ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๊ตฌ์กฐ๊ธฐ์ค 2012(์ดํ KCI)์๋ ํฌ๋ฆฌํ ํจ์๋ฅผ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ธฐ์ ํ๊ณ ์๋ค.
J(t,tโฒ)=1Eci(tโฒ)+ฯ(t,tโฒ)Eci
|
(1)
|
์ด ํฌ๋ฆฌํ ํจ์(J(t,t0)๋ ๋จ์ ์๋ ฅ ๋น ํ์ฑ ๋ณํ๊ณผ ํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ์ ์ํ ๋ณํ๋ฅ ๋ก์จ, ์ฒซ ๋ฒ์งธ ํญ์ ํ์ฑ ๋ณํ์, ๋ ๋ฒ์งธ ํญ์ ์์ ํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ ๋
๋ฒ์งธ ํญ์ธ ๋จ์์๋ ฅ ๋น ํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ์ ๋นํฌ๋ฆฌํ(specific creep, C(t,t0)๋ผ ์ ์ํ๋ค. KCI ๊ธฐ์ค์ ์ด ๋นํฌ๋ฆฌํ๋ฅผ ํ์ฑ ๋ณํ๋ฅ ์ ๋น์จ๋ก ํํํ๊ณ ์๋๋ฐ, ํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ๋ฅ ์ ํ์ฑ ๋ณํ๋ฅ ์ ๋น๋ก ๋ํ๋ด๊ณ , ์ด ๋น์จ์ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์(creep
coefficient, ร(t,tอด)๋ผ๊ณ ์ ์ํ๋ค. ์ด๋ ์์ถ๊ฐ๋์ ์ํด ํ์ฑ๊ณ์๊ฐ ์ ํด์ง๋ฉด, ์ธ๊ฐ๋ ํ์ค์ ์ํด ํ์ฑ ๋ณํ๋ฅ ์ ๊ตฌํ๊ณ , ์ด ํ์ฑ ๋ณํ๋ฅ ์ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์(ร(t,t0)๋ฅผ ๊ณฑํด์ ์์ ํฌ๋ฆฌํ์ ์ํ ๋ณํ๋ฅ ์ ๊ตฌํ ์ ์๋ค.
์ธก์ ๋ ํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ๋์์ ๊ฑด์กฐ์์ถ ๋ณํ๋์ ๋นผ๊ณ ๋จ์์๋ ฅ์ผ๋ก ๋๋ ํ, ์ฌํ ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํ์ฑ๊ณ์์ ์ญ์์ธ ๋จ์์๋ ฅ๋น ํ์ฑ ๋ณํ๋ฅ ์ ๋นผ์ ๋นํฌ๋ฆฌํ๋ฅผ
๊ตฌํ๋ค. ์ด ๋นํฌ๋ฆฌํ๋ฅผ ๋ค์ ๋จ์์๋ ฅ๋น ํ์ฑ ๋ณํ๋ฅ ๋ก ๋๋๋ฉด ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์๋ฅผ ๊ณ์ฐํ ์ ์๋ค. ์ฌํํ์ค์ ์ํ ์๋ ฅ๊ณผ ํ์ค์ฌํ ์ ์ฌ๋ น์ผ, ์์ถ๊ฐ๋ ๋ฐ
ํ์ฑ๊ณ์ ๋ฑ์ ์ํด Fig. 4์ ๊ฐ์ด ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์๋ฅผ ๋์ถํ์์ผ๋ฉฐ, KCI์ ํฌ๋ฆฌํ ๋ชจ๋ธ๊ณผ ๋น๊ตํ์๋ค(Fig. 5). KCI์ ํฌ๋ฆฌํ ๋ชจ๋ธ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ
๋ฐ๋๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ์ง ์๋๋ค. ํ์ง๋ง, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ ์ฌ์ฉ์ ์ํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐ๋๊ฐ ์ฃผ์ ์คํ๋ณ์๊ฐ ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์, KCI ํฌ๋ฆฌํ ๋ชจ๋ธ ์์ธก์์์ ์ฌ์ฉ๋๋
ํ์ฑ๊ณ์๋ ์ (2)๊ฐ ์๋ ์ (3)์ ์ด์ฉํ์๋ค.
Ec=0.077โ
m1.5cโ
3โfcu
|
(3)
|
์ํ๊ฒฐ๊ณผ LWAC์ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์๋ KCI ๋ชจ๋ธ์ ์์ธก์๋ณด๋ค ํฌ๊ฒ ์ธก์ ๋์๋ค. ํ์ค์ฌํ ์ด๊ธฐ์๋ ์ธก์ ๊ฐ๊ณผ ์์ธก๊ฐ์ด ๋น์ทํ์ง๋ง, ์ฌํ ๊ธฐ๊ฐ์ด ๋์ด๋ ์๋ก
์์ธก๊ฐ๋ณด๋ค ์ค์ ํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ๋์ด ํฐ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ 24, 40 MPa ์ํ์ฒด ๋ชจ๋ ๋์ผํ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ด๋ฉฐ, ๊ณ ๊ฐ๋ ์ผ์๋ก ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์๊ฐ ์์
ํน์ฑ์ ๋ณด์ธ๋ค.
Fig. 4
Creep coefficient of light-weight concrete specimens
Fig. 5
Relation of KCI model and measured creep coefficient
4. KCI ํฌ๋ฆฌํ ์์ธก์ ์์
4.1 Time function
4.1.1 ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์ ์ ๊ทํ
์ ์ฅ์์์ ๊ฐ์ด ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ์ ์ํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ํฌ๋ฆฌํ ํน์ฑ๊ณผ ๊ธฐ์กด์ KCI ํฌ๋ฆฌํ ๋ชจ๋ธ์ด LWAC์ ์ ํจํ์ง ํ์ธํ์๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ KCI
๋ชจ๋ธ์์ ์์ธกํ๋ ํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ๋์ ์ค์ LWAC์ ํฌ๋ฆฌํ ๋ณํ๋๋ณด๋ค ๊ณผ์ํ๊ฐ๋๊ณ ์๋ค.
์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ํฌ๋ฆฌํ๋ ์์ถ๊ณผ ๊ฐ์ ์๊ฐ ์์กด์ ์ธ ๋น์ ํ ๋ณํ์ ๋ํ ์์ธก์์ ๋ชจ๋ธ๋ง ํ ๋, ๋จผ์ ๋ณํ ๊ฐ์ด ์๋ ดํ๋ ์ ์ฒด ๊ธฐ๊ฐ์ ๋ํ ์ต๋ ๋ณํ๊ฐ์
์ธก์ ํ ํ, ์คํ์ ํตํด ๋ณํ๊ฐ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฐ๊ฐ์ ์์๋ค์ ๊ณ์ํ ํ๊ณ , ์ต๋ ๋ณํ๊ฐ๊ณผ ๊ฐ๊ฐ์ ๊ณ์์ ๊ณฑ์ผ๋ก ์ต์ข
๊ฐ์ ๋์ถํ๋ค. ์์ธก์์ ์ด
๋ณํ ์ต์ข
๊ฐ๊ณผ ์๊ฐํจ์์ ๊ณฑ์ผ๋ก ๋ํ๋ด๋๋ฐ, ์๊ฐํจ์๋ฅผ ๋ชจ๋ธ๋ง ํ ๋ ํธ์๋ฅผ ์ํด ๋๋ถ๋ถ ์ต์ข
๊ฐ์ 1๋ก ์ ๊ทํ ํ๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ํฌ๋ฆฌํ ์์ธก์์ ์์ ํ๊ธฐ ์ํด์ ์คํ์ ํตํ ์ธก์ ์ ํ๊ณ๊ฐ ์๋ ์ต์ข
๊ฐ ๋ณด๋ค๋ ์ข์ฐ ๋ณํ๊ฐ ํฐ ์ง์ ์ ์ ๊ทํ ๊ธฐ์ค ์์ ์ผ๋ก ๊ฒฐ์ ํ์๊ณ ,
๊ทธ ์์ ์ ํ์ค ์ฌํ 28์ผ์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ์ผ์์ผ๋ฉฐ, ์ ๊ทํ๋ฅผ ํตํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ Fig. 6๊ณผ ๊ฐ๋ค.
Fig. 6
28-day normalized creep coefficient of light-weight concrete specimens
4.1.2 ์๊ฐ ํจ์
KCI ํฌ๋ฆฌํ ๋ชจ๋ธ์์ ์๊ฐํจ์๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
ฮฒc(t,t0)=[tโt0ฮฒH+(tโt0)]0.3
|
(4)
|
์ฌ๊ธฐ์ ฮฒH๋ ์ธ๊ธฐ์ ์๋์ต๋์ ๋ถ์ฌ๋๊ป์ ์ํฅ์ผ๋ก ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก 300~700 ๊ฐ์ ๊ฐ๊ณ 1,500์ ๋์ ์ ์๋ค. ์๊ฐํจ์๋ฅผ ์์ ํ๊ธฐ ์ํด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ๋ชจ๋ธ์์
์ธ์ฐ๊ณ ์คํ๊ฐ์ ์ ํฉํ ๊ณ์ ๊ฐ์ ๊ฒฐ์ ํ์๋ค.
ฮฒc(t,t0)=[tโt0k1โ
ฮฒH+(tโt0)]0.3โ
k2
|
(5)
|
ฮฒH๋ ์ธ๊ธฐ์ ์ต๋์ ๋ถ์ฌ ๋๊ป์ ์ํฅ์ผ๋ก ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ฑด์กฐ์๋์ ๊ด๊ณ๋ ๊ณ์๋ก์จ, LWAC์ ์ผ๋ฐ๊ณจ์ฌ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํฐ ์ฐจ์ด๊ฐ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ k1์ 1๋ก ๊ณ ์ ํ์๋ค. ์ (5)์ ๋ํ ๊ฐ ๋ฐฐํฉ์ ์คํ๊ฐ์ ์ํ k1, k2์ ๊ณ์ ๊ฐ์ Table 3๊ณผ ๊ฐ์ผ๋ฉฐ, ๊ฒฐ์ ๊ณ์(R2)๋ 0.98~0.94 ์์ค์ผ๋ก ์ ํฉ์ฑ์ด ๋์ ์์ค์ด๋ค.
Table 3. Values for k1, k2 in Eq. (5) determined from test results
Group
|
Specimens
|
k1 |
k2 |
R2 |
I
|
S24-R00
|
1
|
0.93
|
0.98
|
S24-R25
|
1
|
0.89
|
0.97
|
S24-R50
|
1
|
0.90
|
0.97
|
S24-R75
|
1
|
0.96
|
0.96
|
S24-R100
|
1
|
1.00
|
0.94
|
II
|
S40-R00
|
1
|
0.87
|
0.98
|
S40-R25
|
1
|
0.80
|
0.96
|
S40-R50
|
1
|
0.87
|
0.98
|
S40-R75
|
1
|
0.85
|
0.94
|
S40-R100
|
1
|
0.87
|
0.94
|
๊ณ์ k2๋ ์์ถ๊ฐ๋(fcu)์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐ๋(ฮณ)๋ฅผ ๋
๋ฆฝ๋ณ์๋ก ๋๊ณ ํ๊ท ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ k1๊ฐ์ 1๋ก ๊ณ ์ ํ ๊ฒฝ์ฐ, k2๋ Fig. 7๊ณผ ๊ฐ์ด ์์ถ๊ฐ๋๋ fcu1.85์ ๋ฐ๋น๋กํ๊ณ ๋ฐ๋๋ ฮณc2์ ์ญ์์ ๋ฐ๋น๋ก ํ๋ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ณด์ธ๋ค. ์๊ฐํจ์์ ๊ณ์ k1๊ณผ k2๋ ๊ฐ๊ฐ ์ (6)๊ณผ (7) ๊ฐ์ด ํํ ํ ์ ์๋ค.
k
1 = 1 (6)
k2=โ830โ
(f1.85cuฮณ2c)+1.053
|
(7)
|
Fig. 7
Regression analysis for k
1 in Eq. (5) for time function
4.2 28์ผ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์
4.2.1 ์๊ณจ์ฌ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ ์ํฅ
KCI ํฌ๋ฆฌํ ์์ธก๋ชจ๋ธ์ ์๊ณจ์ฌ์ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ ์ํฅ์ ๊ณ ๋ คํ์ง ์๋๋ค. ํ์ง๋ง ์คํ๊ฒฐ๊ณผ, ์๊ณจ์ฌ์ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ ํฌ๋ฆฌํ ๊ฑฐ๋์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๊ฒฝ๋์๊ณจ์ฌ๋ ์ธ๋ถ ์ ๋ฆฌ์ง, ๋ด๋ถ ๋ค๊ณต์ง ๊ตฌ์กฐ์ ํน์ฑ ์ ์ฒ์ฐ๋ชจ๋๋ณด๋ค ์
์๊ฐ ํฌ๊ณ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ด ๋๋ค. ์ด๋ฐ ๊ฒฝ๋์๊ณจ์ฌ์ ์ฒ์ฐ๋ชจ๋๋ฅผ ํผํฉํ LWAC๋
๊ฐ ๊ณจ์ฌ๋ค์ ํผํฉ๋์ ๋ฐ๋ผ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ด ๋ฌ๋ผ์ง๋ค. ์๊ณจ์ฌ์ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ฐจ์ด๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ packing effect์ ์ํด ํฌ๋ฆฌํ ๊ฑฐ๋์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฒ์ผ๋ก
ํ๋จ๋๋ค.
๊ณจ์ฌ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ด ํฌ๋ฆฌํ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ๋ชจ๋ธ๋งํ๊ธฐ ์ํด ์ธก์ ์ ์ํด ๋์ถ๋ 28์ผ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์ ๊ฐ์ KCI ๋ชจ๋ธ ์์ธก ๊ฐ์ผ๋ก ๋๋ ๊ฐ์ ์ข
์๋ณ์๋ก, ํผํฉ
์๊ณจ์ฌ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ ๋
๋ฆฝ๋ณ์๋ก ๋๊ณ ํ๊ธฐ ๋ถ์์ ์ค์ํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ Fig. 8๊ณผ ๊ฐ๋ค.
Fig. 8
Regression analysis for 28-day creep coefficient with fineness modulus of fine aggregation
ํผํฉ์๊ณจ์ฌ์ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ด 3.4์ผ ๋ 28์ผ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์๊ฐ ๊ฐ์ฅ ๋ฎ๊ฒ ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ณด๋ค ํฌ๊ฑฐ๋ ์์ ๊ฒฝ์ฐ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์๋ ์ฆ๊ฐํ๋ค. ํ๊ท๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ ํผํฉ์๊ณจ์ฌ
์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ์ ๋ฐ๋ฅธ KCI ๋ชจ๋ธ์ ์์ ๊ณ์(รfm)๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
ร
fm = 0.228fm
2 - 1.5836fm + 3.4 (8)
4.2.2 ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐ๋์ ์์ถ๊ฐ๋์ ์ํฅ
์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐ๋์ ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ํฌ๋ฆฌํ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ๋ชจ๋ธ๋งํ๊ธฐ ์ํด ์ธก์ ์ ์ํด ๋์ถ๋ 28์ผ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์๋ฅผ ์์ ์ ์ํ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ๊ณ์ รfm๋ฅผ ์ ์ฉํ KCI ์์ธก๊ฐ์ผ๋ก ๋๋ ๊ฐ์ ์ข
์๋ณ์๋ก, ์์ถ๊ฐ๋์ ๋ฐ๋์ ๊ดํ ํจ์๋ฅผ ๋
๋ฆฝ๋ณ์๋ก ๋๊ณ ํ๊ธฐ ๋ถ์ํ์๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ Fig. 9์ ๊ฐ์ด ์์ถ๊ฐ๋๋
์ ๊ณฑ๊ทผ์, ๋ฐ๋๋ ์ญ์์ ์ ๊ณฑ๊ทผ์ ๋น๋กํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ, ์์ ๊ณ์(รf,ฮณ)๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
Fig. 9
Regression analysis for 28-day creep coefficient with f
cu and ฮณ
c
ฯf,ฮณ=0.2814โ
(fcuฮณc)0.5+0.794
|
(9)
|
4.2.3 28์ผ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์
Fig. 10์ KCI ํฌ๋ฆฌํ ๋ชจ๋ธ์ ์๊ณจ์ฌ์ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ๊ณผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐ๋ ๋ฐ ์์ถ๊ฐ๋์ ์ํฅ์ ๊ณ ๋ คํ 28์ผ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์ ๊ฐ๊ณผ ์คํ์ ์ํด ์ธก์ ๋ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์๋ฅผ
๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค. ๊ธฐ์กด KCI ์์ 28์ผ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์๊ฐ ์ธก์ ๊ฐ๋ณด๋ค ๊ณผ๋ํ๊ฐ ๋์์ง๋ง, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ ์ํ ์์ ์ธก์ ๊ฐ๊ณผ ์์ธก๊ฐ์ด ๊ฑฐ์ ๋น์ทํ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค.
Fig. 10
Comparison of measured and predicted 28-day creep coefficient
4.3 KCI ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์ ์์ ๋ชจ๋ธ ๊ฒ์ฆ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ ์๋ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์ ๋ชจ๋ธ์์ ์๊ฐํจ์์ 28์ผ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์ ์์ธก์์ ๊ณฑ์ผ๋ก ๋ํ๋ผ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ์ ์๋ ๋ชจ๋ธ์์ ์ธก์ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ Fig.
11๊ณผ ๊ฐ๋ค. ๊ธฐ์กด KCI ๋ชจ๋ธ์ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์์ ์์ธก๊ฐ์ด ์ธก์ ๊ฐ ๋ณด๋ค ์ต๋ 1.5๋ฐฐ ๊น์ง ํฌ๊ฒ ํ๊ฐ๋์์ง๋ง, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ ์๋ ๊ฐ์ ์์ ๋น๊ต์ ๊ทผ์ ํ
๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ํ๋๋ค.
Fig. 11
Comparisons of measured and predicted creep coefficient
5. ๊ฒฐ ๋ก
๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๊ฒฝ๋์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ํฌ๋ฆฌํ ํน์ฑ์ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํด ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ๊ฐ๊ฐ 24, 40 MPa ๊ธ ๋ ๊ทธ๋ฃน์ผ๋ก ๊ตฌ๋ถํ๊ณ ๊ฐ ๊ทธ๋ฃน ๋น ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐ๋๋
1400~1800 kg/m3 ์์ค์ผ๋ก ์กฐ์ ํ๊ธฐ ์ํด ์ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ์์ 0, 25, 50, 75, 100 % ์ฒ์ฐ๋ชจ๋๋ฅผ ์๊ณจ์ฌ๋ก ์นํํ์๋ค. ๊ฐ ๊ทธ๋ฃน๋น ์ฒ์ฐ๋ชจ๋ ์นํ์จ์ ๋ฌ๋ฆฌํ 5๋ฐฐํฉ์ฉ
์ด 10๋ฐฐํฉ์ ์ ์ํ์ฌ ๊ฑด์กฐํฌ๋ฆฌํ์ ๊ฑด์กฐ์์ถ ๊ฑฐ๋์ ํ๊ฐํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
1) LWAC์ ๊ฑด์กฐ์์ถ๋์ ์ฒ์ฐ๋ชจ๋์ ์นํ์จ์ด ๋์์๋ก ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋๋ฐ, ์ด๋ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ์ ๋์ ํจ์์จ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ด๋ถ์์ ํจ๊ณผ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
2) ์์ ํฌ๋ฆฌํ์์ ๊ฒฐ์ ํ๋ ํฌ๋ฆฌํ๊ณ์๊ฐ์ ์ธก์ ๊ฐ ๋ณด๋ค KCI ๋ชจ๋ธ์์ด ๋ง๊ฒ๋ 1.5๋ฐฐ ๋ ํฌ๊ฒ ํ๊ฐ๋์ด LWAC๋ฅผ ์ ์ฉํ๊ธฐ ์ํ ๋ชจ๋ธ์ ๊ฐ์ ์ด
ํ์ํ๋ค.
3) KCI ํฌ๋ฆฌํ ๋ชจ๋ธ์ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋ฐ๋์ ๋ฐ๋ฅธ ์ธ๋ถ ๊ท์ ์ ์์ง๋ง, ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ๊ณจ์ฌ์ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ ๊ณผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋ฐ๋๋ ํฌ๋ฆฌํ ๊ฑฐ๋์
์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
4) ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ฒฝ๋๊ณจ์ฌ ์ฌ์ฉ์ ์ํ ์๊ณจ์ฌ์ ์กฐ๋ฆฝ๋ฅ , ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐ๋ ๋ฐ ๊ฐ๋์ ์ํฅ์ ๋
๋ฆฝ๋ณ์๋ก ํ๊ธฐ๋ถ์ํ์ฌ ์์ ๋ ๊ณ์์์ ์ ์ ํ์ผ๋ฉฐ, ๊ธฐ์กด
KCI ๋ชจ๋ธ๊ณผ ๋น๊ตํ๋ฐ LWAC์ ํฌ๋ฆฌํ ๊ฑฐ๋์ ์ข ๋ ์ ํํ๊ฒ ์์ธกํ์๋ค.