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R&D최종보고서

연구과제 상세정보
과제고유번호 201717CTAP-C114888-02
연구사업명 국토교통기술촉진연구사업
연구과제명 교면포장용 SAP 콘크리트 개발
총 연구기간 2016-06-24 ~ 2018-06-23
연구책임자 전성일
당해년도
참여 연구원수
4명 총 연구기간
참여 연구원수
9명
당해년도
연구비
정부 : 50,000,000 원
기업 : 17,000,000 원
계 : 67,000,000 원
총연구비 정부 : 100,000,000 원
기업 : 34,000,000 원
계 : 134,000,000 원
연구기관명 한국건설기술연구원
등록 발간번호 -
ISBN -
주요 내용 - 최근 국내에서도 콘크리트 교면포장에서 시공 초기 균열이 발생하여 책임소재에 대한 분쟁이 다수 발생하고 있음
- 국내에서 적용되고 있는 교면포장재료는 대표적으로 라텍스 개질 콘크리트(LMC : latex modified concrete)가 있는데, 개질재의 사용과 모바일 믹서 생산방식 등의 문제로 재료생산단가가 높은 단점이 있으며, 이외에도 다양한 재료들이 적용되고 있는데, 수축균열을 제어하기 위한 기술이 아직 부족하다고 판단됨
- 이에 본 연구에서는 SAP과 고분말도 광물성혼화재를 첨가하여 수축균열을 억제하고 내구성능을 크게 향상시킨 교면포장용 콘크리트를 개발하고자 함

[최종목표]
본 연구과제의 최종목표는 SAP을 첨가한 교면포장용 콘크리트 재료 개발이며, 차년도별 목표는 다음과 같음

SAP과 고분말도 광물성혼화재를 첨가한 콘크리트의 최적배합 도출(1차년도)
- 연구동향 분석 및 배합실험을 통한 SAP 콘크리트의 최적배합비 도출 및 조성물 기술 확보

SAP과 고분말도 광물성혼화재를 첨가한 콘크리트의 내구성능 검증(2차년도)
- SAP 콘크리트 최적배합비 수정 및 보완
- SAP 콘크리트 내구성능 검증
: 동결융해저항성, 표면박리적항성, 염소이온침투저항성, 수축균열저항성 등

[연구내용 및 범위]
○SAP은 물과 수분을 함유한 용액을 다량 흡수하고 보유할 수 있는 능력을 가진 재료임
○SAP은 1g당 최대 물 1,500g까지 흡수할 수 있는 능력을 가지고 있으며, 시멘트 페이스트 내에서 SAP은 1g당 10~45g 정도를 흡수할 수 있는 것으로 알려져 있음(RILEM State of the Art Reports, 2012).
○최근 국외에서는 시멘트 콘크리트에 SAP을 첨가제로 활용하는 연구가 활발히 진행 중에 있으나, 국내에서는 많은 연구가 이루지지 못하고 있음
콘크리트에 SAP을 첨가할 경우 나타낼 수 있는 대표적 이점으로는 (ⅰ) 습도조정(humidity regulation), (ⅱ) 수축저감(shrinkage mitigation), (ⅲ) 균열감소(cracking reduction) 등이 있음
○또한 최근 연구에 따르면 SAP에 의해 연행공극(entrained air void)이 확보되고, 자기치유(self-healing) 성능도 나타내는 것으로 보고됨(Laustsen et al, 2012 ; Lee et al, 2016)
○콘크리트 교면포장에서 가장 주요한 파손의 형태가 균열이며, 그 원인은 대부분 수축에 있음
-Xi et al(2003)은 2002년에 미국 Colorado에 있는 62개의 교량(1993년~2000년까지 시공된 교량)을 대상으로 조사를 하였는데, 그 중 82%의 교량에서 파손문제가 있는 것으로 나타났으며, 특히 균열발생에 의해 문제가 있는 교량은 45%로 집계되어 가장 많은 비율을 나타내었음
-Kansas DOT에서는 콘크리트 교면포장의 균열발생 원인을 콘크리트 수축 또는 수축의 구속력 때문이라고 보고하였음(Schmitt and Darwin, 1995 ; Miller and Darwin, 2000)
-Shing and Abu-Hejleh(1999)는 기준 문헌 분석을 통해, 콘크리트 교면포장에서 발생된 균열의 주요한 원인은 수축과 온도의 영향 때문에 발생한다고 하였다. 또한 재료적 특성, 구성재료 특성, 시공 특성으로 구분하여 수축에 영향을 미치는 인자들을 분석하였음
○최근 국내에서도 콘크리트 교면포장에서 시공 초기 균열이 발생하여 책임소재에 대한 분쟁이 다수 발생하고 있음
○국내에서 적용되고 있는 교면포장재료는 대표적으로 라텍스 개질 콘크리트(LMC : latex modified concrete)가 있는데, 개질재의 사용과 모바일 믹서 생산방식 등의 문제로 재료생산단가가 높은 단점이 있으며, 이외에도 다양한 재료들이 적용되고 있는데, 수축균열을 제어하기 위한 기술이 아직 부족하다고 판단됨
○이에 본 연구에서는 수축균열을 억제하기 위한 교면포장용 콘크리트 재료 기술을 확보하고자 함

○본 연구의 내용 및 범위는 다음과 같음
1 차년도 : SAP과 고분말도 광물성혼화재를 첨가한 콘크리트의 최적배합 도출
- SAP관련 연구동향/콘크리트 교면포장 파손현황 및 문제점 분석
- SAP 입자크기별 콘크리트 물성특성 분석
- SAP+고분말도 광물성혼화재 콘크리트 물성특성 분석
- SAP 첨가량 변화에 따른 수축특성 분석
- SAP 콘크리트 최적 배합비 도출

2차년도 : SAP과 고분말도 광물성혼화재를 첨가한 콘크리트의 내구성능 검증
- SAP 콘크리트 배합 수정 및 보완
- SAP 콘크리트 레올로지/강도특성 평가
- SAP 콘크리트 내구성능 평가
(염소이온침투저항성, 동결융해저항성, 표면박리저항성)
- SAP 콘크리트 균열저항성 평가
- SAP 콘크리트 현장적용가능성 평가
색인어 한글 고흡수성수지 콘크리트 교면포장 수축균열
영문 SAP(superabsorbent polymers) concrete overlay for bridge deck shrinkage crack
최종보고서 2016_2018_교면포장용 SAP 콘크리트 개발.pdf
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