통계분석에 의한 플라이애시를 혼입한 고강도 콘크리트의 압축강도추정

Abstract

고강도 콘크리트는 건축구조물이 초고층화, 대형화되어감에 따라 구조부재의 단면축소에 의한 공간의 효율적 이용, 구조물 자중경감, 내구성 증진 등의 장점으로 수요가 점차 증가되고 있는 추세이다. 그러나 국내 고강도 콘크리트에 관한 연구는 강도발현을 위한 배합 및 역학적 특성 등에만 집중되어 있으며, 콘크리트 품질관리에서 중요시되는 고강도 콘크리트의 강도추정에 관한 연구는 부족한 실정이다. 또한 고강도 콘크리트의 강도추정에 있어서 체계화된 연구결과가 없는 상황에서 콘크리트에 사용되는 배합재료, 배합, 시공 및 환경조건이 다른 외국에서 제안된 보통강도영역의 강도추정식을 사용하고 있어 고강도 콘크리트의 강도추정 결과에 대한 신뢰성이 부족하다. 따라서 본 연구에서는 레미콘 제조사의 고강도 콘크리트 배합표와 품질 시험결과를 바탕으로 배합표상의 배합변수, 특히 고강도 콘크리트에서 일반적으로 사용하는 혼화재에 따른 압축강도와의 관계를 통계적 방법에 의한 분석으로 고강도 콘크리트의 압축강도를 예측할 수 있는 추정식을 도출하여 고강도 콘크리트 품질관리를 위해 활용하고자 한다. 본 논문은 다음과 같이 구성되어 있다. 제1장에서는 연구의 배경 및 목적, 연구방법 및 범위에 대하여 기술하였다. 제2장에서는 고강도 콘크리트와 압축강도 추정에 관한 문헌고찰에 대해 기술하였다. 제3장에서는 국내 레미콘 제조사의 고강도 콘크리트 배합보고서와 경화 콘크리트에 대한 품질시험 결과를 수집하여 배합자료를 통한 압축강도를 추정하였으며, 혼화재의 영향을 확인하기 위해 수정결합재물비를 추정하여 혼화재의 영향을 고려한 새로운 압축강도 추정식을 도출하였다. 제4장에서는 각 장의 결과를 종합하여 다음과 같은 결론을 도출하였다. 1. 수집된 배합자료의 물결합재비는 평균 0.34, 표준편차는 0.029로 나타났으며, 28일 압축강도는 평균 53.9MPa, 표준편차는 7.84MPa이다. 또한 동일 물결합재비에서 FA의 치환율이 15%일 때 강도 증진효과가 가장 크며, 15% 이상일 경우 강도가 감소하는 특징을 보였다. 2. FA 콘크리트에서 결합재물비를 독립변수로 사용한 추정식의 경우 결정계수가 0.721, 추정의 표준오차가 4.14MPa로 나타났으나, 설명변수가 결합재물비와 단위굵은골재량으로, opc 콘크리트와 비교해 FA 혼입과 치환율의 영향을 확인할 수 없기 때문에 단순히 결합재물비를 사용하여 강도를 추정하기에는 한계가 있음을 보여준다. 3. FA 콘크리트에서 결합재물비를 사용하여 강도를 추정할 경우 신뢰도가 낮을 뿐만 아니라 혼화재의 영향을 확인할 수 없는 한계를 가지기 때문에 FA와 시멘트가 강도에 미치는 영향인 α, β를 사용하여 FA 콘크리트의 수정결합재물비()를 구할 수 있었다.또한 수정결합재물비는 실제 측정된 콘크리트 28일 압축강도를 통해 도출되어, 배합자료를 바탕으로 수정결합재물비를 추정하여, 다음과 같은 추정식을 도출하였다. 4. 수정결합재물비를 사용하여 압축강도 추정식을 도출하였으며, 추정식에 대한 추정의 표준오차는 4.07MPa이며, 수정결합재물비를 추정한 값으로 정리하여 다음과 같은 FA 콘크리트 28일 압축강도 추정식을 도출하였다. 5. FA 콘크리트는 opc 콘크리트와 비교해 28일 전후로 강도의 증진을 보이기 때문에 수정결합재물비를 사용한 재령 28일의 압축강도 추정식에서 강도에 미치는 FA의 영향은 크게 나타나지 않았으나 수정결합재물비를 통해 압축강도에 대한 결합재의 영향을 고려한 강도추정식으로 보다 신뢰성이 높은 추정강도를 도출할 수 있다. 이상의 연구 결과를 볼 때, 현재 국내 건설현장에서 고강도 콘크리트의 사용이 활발하지 못하고, 출하되고 있는 고강도 레미콘은 특정 몇 가지 배합을 대상으로 하고 있어 다양한 배합의 고강도 콘크리트 자료가 부족한 실정이다. 향후 고강도 콘크리트가 활성화되어 다양한 배합조건의 자료가 수집된다면 보다 효율적이고 신뢰성 있는 강도추정이 가능할 것으로 사료된다.; There are many advantages of the use of high-strength concrete. It can reduce the width of column, weight of structure, and increase durability. For this reason, high-strength concrete increased demand. However, Most of studies on high-strength concrete have been concentrated on the effects of mix proportion, constituents and curing, but a few study of strength estimation which is important for quality control of concrete has been implemented. Therefore data on mix designs and the results of quality test of high-strength concrete, used in this study, are taken from RMC plants. Adjusted binder-water ratio theory is used for considering the relation of compressive strength according to replacement and mixture factor. This study suggests compressive strength estimation equation of high-strength by using multiple linear regression analysis. This paper is composed of four chapters, and each chapter's contents is following this. In the first chapter, It described about the study background & purpose, method & extents. In the second chapter, It considers to study of literature about high-strength concrete and strength estimation In the third chapter, It estimated strength equation using mix designs and the results of quality test of high-strength concrete of RMC plants. However, this equation does not confirm the effect of mineral admixture. Therefore, this chapter is suggested a new strength estimation equation using the adjusted binder-water ration. In the fourth chapter, It is the results and discussion of this paper in fourth chapter, we had the conclusion like below 1) The average and standard deviation of water-binder ratio and compressive strength are 0.34, 0.029 and 53.9MPa, 7.84MPa. Then compressive strength is the most improved on 0.15 of FA-binder ratio with same water-binder ratio. 2) The strength estimation equation using biner-water ratio is described the is 0.721, and the standard error is 4.14MPa. However this equation does not confirm the effect of mineral admixture. 3) The adjusted binder-water ratio can be found out using α and β(the factors that FA and cement affect to the strength). The estimation of adjusted binder-water ratio is follow below 4) This paper is suggested that the strength estimation equation using the adjusted binder-water ratio is described the is 0.736, and the standard error is 4.07MPa. The strength estimation equation using the adjusted binder-water ratio is follow below 5) The effect of FA is not enormous in the strength estimation equation. However the strength estimation equation using the adjusted binder-water ratio can confirm that FA affects to the strength. As above, various mix design and strength data is insufficiency domestic because the use of high-strength concrete is rare in construction sites and few mix designs are used is RMC plant. Therefore, if a lot of mixing designs data is accumulated, it will be judged that the strength estimation equation can be put to use for means of quality controls of the high-strength ready-mixed concrete.