시멘트 킬른 더스트 혼입률에 따른 초속경 섬유보강 콘크리트의 인장성능에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 시설물 보수보강을 위한 특수한 재료들과 폴리에티렌(Poly-ethylene) 섬유를 혼입하여 우수한 인장성능을 확보한 섬유보강 콘크리트 배합에서 시멘트 킬른 더스트 및 실리카흄의 혼입량이 인장성능에 미치는 영향을 연구했다. 시설물 보수보강을 위해 C3A 함량이 높은 초속경 시멘트를 사용했으며 결합재의 일부를 시멘트계 부산물(고로슬래그 미분말, 석회석 미분말, 시멘트 킬른 더스트, 실리카흄)로 대체하였다. 이 중 시멘트 킬른 더스트를 시멘트 중량 대비 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 및 50%로 혼입하였으며, 실리카흄은 시멘트 중량 대비 20%, 40%로 혼입하여 총 11가지 변수에 대해 시편을 제작하였으며, 타설 후 4시간 이후 직접인장실험을 수행했다. 실험 결과, 실리카흄의 함량이 40%인 배합이 20%인 배합과 비교하여 인장 강도, 인장 변형률, 에너지 소산 능력 모두 감소하였으며 시멘트 킬른 더스트의 함량이 15%일 때 가장 우수한 인장 거동을 보였다.

In this study, the effects of cement kiln dust and silica fume on the tensile performance of fiber-reinforced concrete mixtures comprising special materials and polyethylene fiber for the reinforcement of facilities were analyzed. For the purpose of repair, ultra-rapid-hardening cement with high C3A content was employed, and the cement was replaced with supplementary cementitious materials such as granulated ground blast furnace slag, limestone powder, cement kiln dust, and silica fume. Cement kiln dust was incorporated at 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, and 50% weight of cement, and silica fume was incorporated at 20% and 40% weight of cement. Four hours after specimen fabrication, a direct tensile test was conducted. The obtained experimental results indicate that the tensile performance (including tensile strength, strain capacity, and energy dissipation capacity) is found to be significantly high when the content of silica fume is 20% and that of cement kiln dust is 15%.