팽창재를 사용한 고성능 습식 숏크리트의 초기팽창 특성

Abstract

본 논문에서는 고성능 습식 숏크리트의 균열발생을 억제하기 위하여 팽창재를 사용하였으며, 동시에 내구성 증진을 위해 광물성 혼화재료인 실리카퓸, 플라이애시, 고로슬래그 미분말, 메타카올린을 사용하여 숏크리트의 특성을 평가하였다. 실험은 팽창재를 시멘트량 대비 0%, 3%, 7%, 11% 및 15%를 혼입한 5가지 변수로 설정하여 팽창재가 보통 포틀랜트시멘트 콘크리트에 미치는 영향을 분석하였다. 그리고 동일한 작업성을 기준으로 광물성 혼화재료의 적정 혼입량으로 알려진 실리카퓸 10%, 플라이애시 20%, 고로슬래그 미분말 40%, 메타카올린 10%를 각각 혼합하여 무혼입 기준변수를 포함한 광물성 혼화재료에 대한 5가지 변수를 설정하여 실험을 진행하였다. 이에 대한 결론은 다음과 같다. 팽창재가 혼입되지 않은 포졸란재료 혼합 숏크리트에서는 초기 10시간 이전에 모든 팽창이 이루어지고 이후에는 미세한 수축이 발생되는 것을 확인하였다. 따라서 팽창재의 사용으로 초기 팽창률을 높여서 수화반응으로 발생되는 수축을 억제하였고, 장기적으로는 건조수축을 감소시켜 균열 발생을 방지하는 효과가 있음을 알 수 있었다. 포졸란재료를 혼합한 숏크리트에서는 팽창재를 11% 혼입했을 경우, 팽창 후 수축하지 않고 팽창을 유지하는 것으로 확인되었으며, 초기거동을 고려하여 팽창재를 과다하게 사용하면 내구성에 악영향을 미치므로 7~11% 가량 첨가하는 것이 초기에 발생되는 수화열로 인한 미세 균열을 예방할 수 있을 것으로 판단된다. In this dissertation, expansion admixture was used to suppress the cracking of high performance wet shotcrete. At the same time, characteristics of shotcrete were evaluated to using the silica-fume, fly ash, blast-furnace slag. The effect of expansion admixture (0, 3, 7, 11 and 15%) on the high-performance shotcrete was analyzed. Also, the effect of silica fume(10%), fly ash(20%), blast furnace slag(40%), meta-kaolin(10%) were analyzed. The incorporation rate of the mineral admixture were selected based on the previous studies. The results are as follows: All expansion occurred before initial 10 hours in the shotcrete mixture with pozzolan material without expansion agent. The shotcrete mixture with 11% expansive admixture showed a reduction in shrinkage, and this would lead to prevention of crack in concrete due to a reduction in long term shrinkage. The optimal content of expansive additive would range between 7.0% and 11.0% when considering expansion and contraction and heat of hydration.