<건축재료학> -친환경 콘크리트- (Environmentally Friendly Concrete)

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1 <건축재료학> -친환경 콘크리트- (Environmentally Friendly Concrete)
담당교수 : 이찬식 교수님 牙山李氏(아산이씨) 牙城君派(아성군파) 19세손 이상률 義城金氏 (의성김씨) 명암파 35세손 김영민

2 <목 차> 공시체 강도이론 친환경 콘크리트 (Environmentally Friendly Concrete)

3 공사현장답사

4 공사현장답사

5 공시체 1)공시체란? 일정한 규격으로 만들어 재질을 시험할 때 쓰는 콘크리트 조각

6 공시체 2)공시체 제작과정 현장에 레미콘 차가 도착하면 슬럼프 시험을 함 슬럼프 시험 목적 콘크리트의 묽기 정도를 알기 위함

7 공시체 2)공시체 제작과정 공기량 시험 공기량 시험의 목적
콘크리트는 경화 후 동결융해 작용에 저항하고자 내부에 3~5%의 공기를 함유시킴 공기량의 증가는 압축강도의 저하를 가져옴 공기의 정확한 양의 첨가가 중요

8 공시체 2)공시체 제작과정 슬럼프 시험과 공기량 시험의 결과치가 슬럼프 설계 규격에 맞을 때 공시체를 제작

9 공시체 2)공시체의 제작과정 만들어진 공시체를 양생수조 에 보관 양생수조의 온도는 18~22도
온도계와 온도조절히터를 이용해서 관리

10 공시체 2)공시체의 제작과정 f7일 f8일 강도 시험 강도에 이상이 없음을 확인

11 강도이론 1)물시멘트설 Fc=A/B^X Fc:콘크리트의 압축강도 A,B:시멘트 품질 등에 의하여 결정되는 상수
X: 물시멘트비(X=W/C)

12 강도이론 2)시멘트물비설 Fc=A+B(C/W) Fc:콘크리트의 압축강도 A,B:실험 상수 C/W:시멘트물비

13 강도이론 3)시멘트공극비설 Fc=A+B(C/v) Fc:콘크리트의 압축강도 A,B:상수 C:시멘트의 절대 용적 V:공극의 용적

14 친환경 콘크리트 1)재생골재 콘크리트 2)포러스 콘크리트

15 재생골재 콘크리트의 개요 콘크리트의 수요는 높음 골재의 부족은 갈수록 심각해짐
부존자원의 부족에 의한 것보다는 환경보호에 대한 인식의 증대 골재의 많은 부분을 대체 골재로 충당하는 노력이 필요 이러한 배경에서 대체 골재에 대한 관심이 증대 이 장에서 대체 골재인 재생골재를 사용한 콘크리트의 특성과 시공사례를 소개하고자 함

16 콘크리트용 재생골재의 특성 재생골재의 입자구성 1)재생골재의 분류 재생골재에는 원골재 외에도 여러가지 물질이 혼입
원골재의 성질보다 혼입되어 있는 물질의 종류와 양이 재생골재의 품질을 지배 재생골재에 혼입되어 있는 물질 골재 입자에 부착된 모르타르 또는 시멘트 페이스트 건물 해체시 혼입된 종이, 나무, 유리, 타일, 벽돌등의 불순물 해체현장 및 재생골재 제조공장에서의 취급시 혼입되는 토사

17 콘크리트용 재생골재의 특성 재생골재의 입자구성 2)재생골재의 불순물 및 미립분
건축물의 경우 해체 시 콘크리트 외에 여러 가지 재료가 혼 입 되기 때문에 주의 필요 불순물 금속 대부분 철로서 각종 금속류 재생골재의 처리공정을 어렵게 하는 원인 석재,타일,벽돌,유리 골재와 비중이 비교적 가깝고 화학적으로 안정 콘크리트에 대한 악영향 거의 없음 유리는 작업자에게 해를 미치는 경우가 있음

18 콘크리트용 재생골재의 특성 재생골재의 입자구성 2)재생골재의 불순물 및 미립분 불순물 이분
해체현장에서 콘크리트에 부착됨 콘크리트의 특성을 크게 저하시킴 플라스틱, 아스팔트, 도료, 목질재, 섬유, 단열재 유기 불순물로서 콘크리트에 큰 악영향을 미침 재생골재를 제조하는 과정에서 이들의 제거 가능 여부가 제생골재의 품질을 결정하는 중요한 요소가 됨 석고 용적으로 약 3%혼입되어 있을 경우 콘크리트 강도를 15%나 감소시킴 석고가 물에 닿으면 연화되기 때문 점토,페인트,아스팔트,목재 콘크리트의 강도를 감소시킴

19 콘크리트용 재생골재의 특성 재생골재의 입자구성 2)재생골재의 불순물 및 미립분 미립분 통상 0.15mm이하의 것을 의미

20 재생골재의 공학적 특성 1)흡수율 보통 골재와 비교하여 재생골재의 가장 큰 차이점은 높은 흡수성임
흡수성이 높은 골재를 사용할 경우 동결융해에 대한 내구성의 저하발생이 쉬움 재생골재의 흡수율이 높은 것은 원골재 입자에 붙어 있는 모르타르의 높은 흡수율 때문으로 사료됨 재생골재 흡수율의 증가는 밀도의 감소를 의미하므로 골재의 품질을 약화시키는 주요한 원인이 됨 재생골재의 흡수율 원골재의 흡수율 4.8mm골재 8.7% 3.7% 16~32mm골재 0.8%

21 재생골재의 공학적 특성 2)파쇄강도 및 마모감량
재생 굵은골재의 파쇄치는 25~35%로 천연강자갈보다 크지만 인공 경량 골재나 연암보다는 약간 작은 값을 가짐 가압시 초기 모르타르 부분은 쉽게 부서지지만 점차적으로 원콘크리트에 사용된 잔골재가 저항하기 때문에 부서지기 어려운 상태로 됨 마모율의 범위는 원콘크리트의 강도가 높은 경우 22.4%, 낮은 경우 41.4%를 나타냄 ASTM C 33에 의하면 마모손실률이 50%를 넘지 않으면 제품에 사용될 수 있다고 되어 있음

22 굳지 않은 재생골재 콘크리트의 특성 1)단위수량 재생골재는 입형이 나쁘기 때문에 워커빌리티가 나쁘게 되는 경향이 있음
보통 콘크리트에 비해 단위 수량이 많아지는 경향이 있음 재생골재는 입도 및 입형이 불량, 실적률이 낮음 보통 골재를 사용하는 경우에 비해 동일 수준의 워커빌리티를 확보하기 위한 단위 수량이 25Kg정도 증가 단위수량이 많아지면 콘크리트의 건조수축을 증가시켜 균열을 발생시키는 원인이 됨 된비빔 콘크리트의 사용 및 고성능 감수제의 사용 등에 의해 가능한 단위수량을 저감시키는 것이 바람직함

23 굳지 않은 재생골재 콘크리트의 특성 2)단위용적중량 재생골재 콘크리트는 보통콘크리트에 비해 단위용적중량이 작음
재생골재 콘크리트의 경우 재생골재 내의 수분 및 단위수량이 보통 콘크리트에 비해 큼 기건상태에 놓아둘 경우 단위 용적중량이 작아짐

24 굳지 않은 재생골재 콘크리트의 특성 3)블리딩 재생골재 콘크리트는 보통 콘크리트에 비하여 단위수량이 크기 때문에 이론적으로 블리딩이 커질 것으로 예상됨 재생골재 콘크리트는 보통 콘크리트와 비교하여 오히려 작음 값을 나타냄 블리딩이 낮은 이유 재생골재는 비중이 작고 입형 이 나빠서 골재 상호간의 가교작 용에 의한 침강이 적음 블리딩수가 골재 하부에 잔류하 는 비율이 강자갈에 비해 많음

25 역학적 특성 1)강도발현 특성 압축강도 재생골재 콘크리트의 압축강도는 보통콘크리트와 비교하여 재생1종콘크리트는 약 80%, 재생2종콘크리트는 75%, 재생3종 콘크리트는 약 68%수준임 재생 잔골재의 혼입률이 증가함 에 따라 콘크리트의 강도 저하 재생 잔골재 중 0.15mm이하 의 미립분을 제거함으로써 강도 저하 폭을 줄일 수 있음

26 역학적 특성 1)강도발현 특성 압축강도 재생골재 콘크리트의 재령에 따른 압축강도 재령의 경과에 따라 증대
그 증가율은 보통 콘크리트와 비교하여 거의 유사한 수준을 보임

27 역학적 특성 1)강도발현 특성 인장강도 휨강도 보통 콘크리트와 비교하여 감소 재생잔골재의 영향이 큼 재령에 따른 강도 발현율도
압축강도와 같은 경향 휨강도 재생골재 콘크리트의 압축강도 에 대한 휨강도비는 대략 1/5~ 1/8수준 보통 콘크리트와 범위가 거의 유사함

28 역학적 특성 2)탄성계수 재생골재 콘크리트의 탄성계수는 대략 1.5~3.0*10^4MPa로 보통 콘크리트의 탄성계수 수준인 2.1~3.9*10^4MPa보다 상대적으로 작음 이는 골재에 부착된 모르타르의 영향으로 생각됨 재령에 따른 재생골재 콘크리트의 탄성계수 재령1주에 대한 탄성계수 증가율은 4주에서 약 12~15%, 13주에서 약 20~25%, 26주에서 약 25~30%증가됨

29 역학적 특성 3)수축 재생골재 콘크리트의 건조수축은 보통콘크리트와 비교하여 약간 큼
재생 잔골재에 부착된 시멘트 페이스트의 영향으로 사료됨

30 역학적 특성 4)내구성 투수성 재생골재 콘크리트의 투수성은 보통 콘크리트의 투수성보다 2.5배 높다고 보고됨
재생골재가 상대적으로 많은 공극을 가지고 있기 때문인 것으로 사료됨

31 역학적 특성 4)내구성 내동해성 재생골재 콘크리트의 동결융해 저항성은 보통 콘크리트보다 항상 적다고 보고됨

32 개선되어야 할 문제점 재생골재는 처리횟수를 증가시키면 품질이 개선되지만 에너지 비용의 증가와 미립분의 발생이 많아지게 되므로 재생골재를 모두 양질의 골재화하여 사용하는 것은 한계가 있음 재생골재에 포함된 혼합물의 양을 측정하는 방법의 개발과 혼입률의 상한값을 설정할 필요가 있음

33 -포러스 콘크리트- (Porous Concrete)

34 -포러스 콘크리트- (Porous Concrete)
보통 콘크리트의 문제점. -Cement 제조 시 CO₂대량 발생. -자원 및 에너지 소비. -Concrete 해체 시 폐기물 발생. 환경오염을 줄이고 나아가 인간 및 생태계에 유익한 콘크리트.

35 -포러스 콘크리트- (Porous Concrete)
-잔골재를 사용하지 않고 굵은 골재를 이용, 연속된 공극을 많이 포함시켜 물과 공기가 자유롭게 통과할 수 있도록 만든 다공질의 콘크리트. 생물대응형 포러스 콘크리트 포러스 콘크리트 환경부하 저감형 포러스 콘크리트

36 -포러스 콘크리트- (Porous Concrete)
생물대응형 포러스 콘크리트. -자연생물이 자연스럽게 서식할 수 있도록 생식장 확보에 활용되는 포러스 콘크리트. -용도 : 하천 및 법면 보호용 식생 콘크리트, 녹화, 수질정화용 포러스 콘크리트 등.

37 -포러스 콘크리트- (Porous Concrete)
환경부하 저감형 포러스 콘크리트. -열이나 물수지 억제에 의한 지구환경에 미치는 부하를 저감시키기 위해 활용되는 포러스 콘크리트. -용도: 투수성 또는 배수성 콘크리트 포장, 우수저장시설, 흡음성 포러스 콘크리트 등.

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41 -포러스 콘크리트- (Porous Concrete)
포러스 콘크리트용 재료의 특징. 1.시멘트: 보통 포틀랜드 시멘트 이외에 하천의 식생을 고려한 고로시멘트, 공장제품에는 생산효율을 고려한 조강시멘트 이용. 2.잔골재: 용도와 목적에 따라 잔골재를 사용하는 경우도 있으나, 굵은골재의 사용량의 1/10정도. 주로 가는 모래 사용.

42 -포러스 콘크리트- (Porous Concrete)
포러스 콘크리트용 재료의 특징. 3.굵은 골재: 굵은골재의 최대치수는 하천호안용의 경우 20mm, 차도포장용의 경우 13mm, 보도포장용의 경우 5mm 정도가 많이 사용되며 단일입도의 굵은 골재를 주로 사용. 4.혼화제: 고성능 AE감수제, 감수효과가 높은 특수혼화재 사용.

43 -포러스 콘크리트- (Porous Concrete)
포러스 콘크리트의 공극. -포러스 콘크리트의 공극에는 전공극과 연속공극이 있다. 전공극 : 콘크리트 중에 존재하는 모든 공극. 연속공극 : 전공극에서 독립기포를 뺀 연속된 공극. 연속공극 (외부와 통하는 공극) 독립공극 (외부와 차단된 공극)

44 -포러스 콘크리트- (Porous Concrete)
포러스 콘크리트는 일반적으로 강도, 내구성이 기존의 콘크리트에 비하여 낮고 경제성도 조금 떨어진다. 하지만, 생물과의 공생측면과 환경적인 조화성이 우수하고, 인공구조물의 전부나 일부에 사용함으로서 환경조화형 구조물, 생물공생형 구조물로 만들 수 있다.

45 <참고 문헌> 최신 건축재료학 (기문당) 특수콘크리트공학 (한국콘크리트학회 편)
최신 건축재료학 (기문당) 특수콘크리트공학 (한국콘크리트학회 편) (주)Eco & Porous (