분산제로 코팅한 나일론 섬유를 혼입한 자기충전콘크리트(SCC)에 대한 실험적 연구

Abstract

최근 건설 구조물이 초대형화 되고 복잡한 구조물의 제작으로 인하여 고강도이면서 자기충전의 유동성을 가진 자기충전콘크리트가 필요한 실정이다. 국내 및 국외에서 이에 관한 다양한 연구가 진행되고 있지만 고강도 콘크리트는 인장 및 휨 강도의 저하와 균열 및 폭열 등의 문제점을 가지고 있다. 이에 기존에 연구에서는 이러한 단점을 보완하기 위해서 섬유를 혼입한 SCC에 대한 다양한 연구를 진행해 왔으며, 그 결과 인장 및 휨 강도 저하와 균열의 문제점을 해결하였고, 내화성능인 폭열의 문제점도 해결되는 등 많은 성과들을 나타내었다. 하지만 일반 섬유의 경우 뭉침 현상, 부분적인 강도 저하현상 그리고 콘크리트 균열시 시멘트 결합체와 부착되어 있던 섬유들의 이탈현상 등의 문제점을 가지고 있다. 이러한 섬유의 문제점을 개선하기 위해 섬유에 분산제를 코팅하고 End Anchor 및 단일 형상으로 제작한 나일론 섬유를 국내 K사에서 개발하였다. 본 연구에서는 국내 K사에서 개발 되어진 나일론 섬유를 자기충전 콘크리트에 혼입하여 사용 가능성을 알아보고 위한 실험 방법으로 나일론 섬유 길이를 달리하는 경우, 다른 유기계 섬유(폴리프로필렌, 셀롤로오스)를 혼입하여 비교한 경우 그리고 광물질 혼화재(고로슬래그 및 플라이애쉬)의 종류를 달리 혼합한 2성분계 및 3성분계의 경우를 가지고 자기충전 콘크리트의 기초물성, 역학적 그리고 내구특성 부분을 검토 하였다. 위 실험을 통한 결과를 토대로 하여 실구조물 적용 실험 전인 Mock-up Test로 나일론 섬유를 혼입한 일반 섬유보강콘크리트와 나일론 섬유를 혼입한 SCC를 기초물성 및 역학적 특성에 대하여 비교를 통해 실구조물에 활용 가능성을 검토 하였다. 그 결과 굳지 않은 자기충전 콘크리트의 특성, 경화한 자기충전 콘크리트의 특성 및 내구 특성을 종합해 볼 때 Nylon 13mm보다 Nylon 6mm를 사용하였을 때 역학적 특성 및 내구특성이 더 우수함을 알 수 있었고, 광물질 혼화재 사용에서는 플라이 애쉬 사용보다 고로슬래그를 사용하는 것이 역학적 특성 및 내구특성이 더 우수함을 알 수 있었다. 차후 연구로는 실 구조물의 적용 및 내화성능에 관한 연구가 추가적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.