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겉보기 활성화에너지를 이용한 고로슬래그 미분말 혼입 콘크리트의 압축강도예측에 관한 연구

Title
겉보기 활성화에너지를 이용한 고로슬래그 미분말 혼입 콘크리트의 압축강도예측에 관한 연구
Other Titles
A Study on the Prediction of Compressive Strength of the Blast Furnace Slag Concrete using Apparent Activation Energy
Author
전인기
Alternative Author(s)
Jeon, In Ki
Advisor(s)
이한승
Issue Date
2014-02
Publisher
한양대학교
Degree
Master
Abstract
콘크리트 압축강도는 콘크리트 품질을 대표하는 가장 중요한 성질로써 건축공사에서 많은 비중을 차지하고 있는 콘크리트 공정에서 이를 예측한다는 것은 안전한 시공과 경제적인 공사를 위한 매우 중요한 항목이라고 할 수 있다. 현재 여러 가지 압축강도 예측 연구들이 많이 진행되고 있으며 일반적으로 콘크리트의 강도증진 예측에 사용되는 적산온도 모델은 온도의 관계를 고려하는 선형 모델과 시멘트의 화학반응 속도를 고려하는 비선형 모델 등이 제시되어 있으며 양생온도 범위와 예측의 정확도 측정면에서 시멘트의 화학반응 속도를 고려하는 등가재령 모델식이 강도발현 해석에 주로 사용되고 있다. 하지만 최근 필수적으로 사용되고 있는 고로슬래그 미분말 혼입 콘크리트의 압축강도 발현은 보통 포틀랜드 시멘트를 사용한 경우보다 늦은 것으로 여러 연구자들에 의해 밝혀진 바 있고 응결지연으로 인한 초기강도 발현 저하 등의 문제로 일반적인 온도조건에서의 강도발현 경향과 많은 차이를 보이게 된다. 이로 인해 고로슬래그 미분말 혼입 콘크리트의 강도예측은 기존의 압축강도 예측모델을 사용할 경우 겉보기 활성화 에너지값이 부적합하며, 예측강도 역시 실제강도와 상이하게 되어 사용이 어려운 실정이지만 이에 대한 연구가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 보다 정확한 고로슬래그 미분말 혼입 콘크리트의 압축강도예측을 목적으로, 먼저 고로슬래그 미분말 혼입 콘크리트의 치환율 및 양생온도별 압축강도를 측정하여 혼입률별 Ea를 측정값을 토대로 ASTM C 1074의 방법에 의거하여 도출하였고 이를 Arrhenius 함수를 통해 반응속도상수를 산정하였다. 산정된 값을 등가재령을 이용하는 쌍곡선모델인 Carino식에 적용하고 고로슬래그 미분말 혼입률별 강도예측을 분석하여 보다 적합한 압축강도 예측모델로써의 적용성을 검토하고자 하였으며 이에 대한 결과는 다음과 같다. 1) 고로슬래그 미분말 혼입 콘크리트의 특성으로 혼입률에 관계없이 양생온도가 높을수록 동일재령의 압축강도는 증가하는 것으로 나타났고, 또한 고로슬래그 미분말 혼입률이 증가함에 따라 동일재령에서 압축강도는 감소하였다. 2) ASTM C 1074 방법으로 겉보기 활성화 에너지(Ea)를 산출한 결과 혼입률 0 %, 10%, 30 %, 50 %의 겉보기 활성화 에너지는 각각 33.475 kJ/mol, 37.325 kJ/mol, 41.958 kJ/mol, 45.541 kJ/mol로 산출되었으며 혼입률이 증가함에 따라 겉보기 활성화 에너지(Ea)값도 역시 증가하는 것을 알 수 있었다. 3) 등가재령 방법을 이용하여 압축강도예측을 수행한 결과 고로슬래그 미분말 혼입률에 관계없이 예측값이 실측값을 양호하게 추정하는 것을 알 수 있었고 결정계수의 경우 모든 수준에서 0.91이상의 높은 수치를 나타내어 정확도 역시 양호한 것을 알 수 있었다. 4) 한편, 5 ℃ 와 35 ℃에서의 초기 재령과 후기 재령에서의 예측강도가 실측강도에 비해 다소 과소평가되는 경향을 볼 수 있었는데 이는 겉보기 활성화에너지 (Ea)값이 양생온도별 고려가 되지 않아 나타난 결과로 사료된다. 5) 따라서, 차후 연구에서는 겉보기 활성화에너지 (Ea) 값을 양생온도에 따른 혼입률별 겉보기 활성화에너지 (Ea) 값을 산정하여 보다 정확한 압축강도 예측식을 산정함으로써 최근 건축공사에서 많이 사용되는 고로슬래그 미분말 혼입 콘크리트의 강도예측모델로써 활용이 가능할 것으로 사료된다.
URI
https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/131044http://hanyang.dcollection.net/common/orgView/200000423471
Appears in Collections:
GRADUATE SCHOOL OF INNOVATION[E](이노베이션대학원) > DEPARTMENT OF ARCHITECTURE(건축학과) > Theses (Master)
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