신건설재료 개발

목차

1. 서론
2. 실험재료 및 방법
2. 1 실험개요
2. 2 실험재료
2. 2. 1 조강 포틀랜드 시멘트
2. 2. 2. 폐플라스틱(Expanded polystyren, E.P.S)
2. 2. 3. 혼화재
2. 2. 4. 보강재
3. 배합설계
3.1 설계강도의 결정
3.2. 배합비 결정
4. 실험방법 및 내용
4.1 굳지않은 콘크리트 실험
4.2. 경화한 콘크리트 실험
4.2.1 단위중량
5. 참고자료

본문내용

가공한 유리섬유를 보강하는 방법이 가장 많이 사용된다. 외부 충격에 강하고 장력강도가 매우 크기 때문이다. 유리섬유강화플라스틱은 1940년대 초부터 사용되기 시작하여 1960년대 이후 유리섬유보다 우수한 탄소섬유가 출현해 플라스틱과 결합함으로써 기존에 사용되던 금속, 세라믹 재료 등을 대체하고 있다. 가볍고, 내구성·내충격성·내마모성 등이 우수하며, 녹슬지 않고, 열에 변형되지 않으며, 가공하기 쉽다는 것이 장점으로 꼽힌다. 단점은 고온에서 사용할 수 없다는 것이다. 건축자재, 보트의 몸체, 스키용품, 가정용 욕조, 헬멧, 테니스 라켓, 의자, 항공기 부품 등 생활에 필요한 여러 가지 제품에 활용된다. 유리성분이 많이 포함되어 있어 파쇄하거나 소각처리가 어렵다. 따라서 환경오염의 주범 가운데 하나로 인식되기도 한다.
2.2.4.1.2 구성
1) 수지 - 불포화포리에스텔 수지
- 에폭시수지, 비닐에스테르수지, 페놀수지
2) 보강제(Fiber Glass),
3) 경화제,
4_ 충진제(Filler)
2.2.4.1.3 성질
1) 장점
성 질
적 용
① 가볍고 강하다.
비중이 철의 25%,알미늄의 60%
② 내식성이 양호하다
녹이나지 않는다. 썩지 않는다.
물,기름,약품에 일반프라스틱 제품보다 강하다.
③ 성형성이 양호하다
특수시설이 불필요하며 착색이 가능하다.
④ 전기 절연성이 우수하다.
전파 투과성이 양호하다.
강도를 동시에 보유(항공기,선박등의 지상레이다, 격납하는 레이다 돔에 사용)
⑤ 열차단성이 우수하다
보온효과(내장고,콘테이너(생선)
비열:금속의 2-3배 높다.
열전도율:금속의 2-3배 낯다.
⑥ 투광성 부여가능
투광성이외에 빛이 흐트러져 온실사용시 직방향외에도 다른 방향으로 공급되여 식물생육에 도움이 된다.
2) FRP의 단점
성 질
적 용
① 탄성율이 낮다
철- 알미늄- 금속에 비해서 강성이 낮다.
② 내열성이 낮다
고온 장시간 사용범위
일반FRP 100℃ 내외
내열성수지 160℃내외
③ 난연성이 약하다
수지가 유기물인 탄소 결합물이기 때문에 난연성 수지를 써서 자기소화성을 높인다.
3. 배합설계
3.1 설계강도의 결정
배합에 상요한 설계기준강도는 300kg/cm2으로 하였고, 콘크리트의 단위중량은 1840kg/m3이하로, 슬럼프는 10cm로 정하였다.
3.2. 배합비 결정
본 연구의 배합비는 ACI 211.2-91,213R-87에서 제시한 자료를 참고로 하여 최초의 시험배합을 결정하였으며, 용적법을 기준으로 하였다. 배합설계에 사용된 재료는 KS규정에 적합한 재료로 하였다.
3.2.1 물 시멘트 비 및 시멘트량의 결정
물시멘트비는 아래표를 참고로 하여 설계기준강도 300kg/m2에 해당되는 비율0.44(44%)를 선정하였다.
압축강도
물-시멘트비 근사값, 단, 중량비
kg/cm2
psi
비 AE 콘크리트
AE 콘크리트
420
6000
0.41
-
350
5000
0.48
0.40
280
4000
0.57
0.48
210
3000
0.68
0.59
140
2000
0.82
0.74
3.2.2 물의 양의 결정
물의 양은 결정된 물-시멘트비에 의해 결정하였고, 소요 슬럼프를 얻도록 180-220kg/m3의 범위에 결정하였다.
3.2.3. 공기량의 결정
콘크리트 표준시방서에서는 공기량을 보통골재를 사용한 콘크리트 보다 1%크게하는 것을 원칙으로 하고 있다. 이는 기상조건이 나쁘고 또 물로 포화되는 일이 많은 조건에 있는 경량골재 콘크리트의 내동해성은 보통골재 콘크리트에 비해 떨어지는 경우가 많다고 생각되므로 정한 기준이다. 본 연구에서는 공기량을 기준콘크리트의 경우 5%로 설정하였고, 동결융해저항성 시험을 위해 4-6%로 공기량을 결정하였다.
3.2.4. 잔골재율와 굵은 골재의 결정
체가름시험을 이용해서 굵은 골재와 잔골재의 양은 조립율을 이용하여 구하였다. 일반적으로 잔골재는 2.6~3.1이고, 굵은 골재는 6~8의 범위에 있는 것이 좋다.
3.2.5. 배합변수 및 배합비
굵은골재의
최대치수
(mm)
슬럼프의
범위
(cm)
공기량의
범위
(%)
물-시멘트비
W/C
(%)
잔골재율
s/a
(%)
단위량(kg/m3)
물
W
시
멘
트
C
잔
골
재
S
굵은골재 G
혼화재료
16mm~
10mm
10mm~
5mm
5mm
~
2.5mm
2.5mm
이하
혼화재
팽창재
실리카흄
플라이애쉬
25
10
4-6
44
38.3
168.5
383.3
657
63.4
570.6
570.6
63.4
50.6
76.7
85
4. 실험방법 및 내용
4.1 굳지않은 콘크리트 실험
굳지않은 상태의 콘크리트의 단위중량은 KS F 2462 구조용 경량콘크리트의 단위중량 시험방법에 의하여 실시하였으며, 측정용기는 압력법에 의한 공기량 측정용기를 를 그대로 사용할 것이다.
4.2. 경화한 콘크리트 실험
4.2.1 단위중량
경화한 콘크리트의 단위중량은 KS F2462)의 간이법으로 실시할 것이다.
4.2.2 압축강도
콘크리트의 압축강도는 KS F 2405의 방법에 의해 측정할 것이다.
4.2.3. 인장강도
인장강도는 휨인장강도와 할렬인장강도를 평가할 것이다. KS F 2408콘크리트의 휨강도 시험방법과 KS F 2432 콘크리트의 인장 강도 시험방법에 의해 실험할것이다.
4.2.4 동결융해 저항성
콘크리트의 내구성을 평가하기위해 동결융해저항성 시험을 KS F 2456 급속 동결융해에 대한 콘크리트의 저항시험방법 중 시험방법A인 수중 급속 동결융해시험을 사용할 것이다.
4.2.5 투수성 실험
콘크리트의 투수성 시험은 ASTM C1202-91의 방버에 의하여 염소이온 투과에 의한 전하량 측정방법을 실시할 것이다.
4.2.6 마모저항성 실험
콘크리트의 마모저항성 시험은 ASTM C 779-89a의 방법에 의해 실시할것이다.
5. 참고자료
1. 윤길림외, 굴패각-모래 혼합토의 실험적 특성 연구, 2004. 9
2. 정정조, 김영규, 제지 폐수슬러지 소각재와 폐플라스틱 혼합체의 공학적 특성, 2004.3
3. 조병완 외4명, 폐플라스틱과 고탄소 플라이애시를 이용한 합성경량골재 개발 2005. 3
4. 한국도로공사, 인공경량골재를 이용한 콘크리트 실용화 연구, 1996. 12