친환경 기능성 콘크리트의 공학적 성능평가 및 현장적용성능에 관한 실험적 연구

이병재; 박승범; 김윤용; 장영일

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이병재 (충남대학교)
박승범 (충남대학교)
김윤용 (충남대학교)
장영일 (충남대학교)

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우리나라는 급격한 도시화 및 산업화를 통하여 토지의 효율적 활용과 하천의 공학적 이치수의 목적만을 위해 하천을 인공화 시켰으며, 더욱이 90년대 이후에는 교통량의 급격한 증가에 따라 개발이 유리한 하천을 복개하여 도로, 주차장 등으로 활용함으로서 하천생태계 파괴와 단절, 도시미관의 훼손 등 많은 문제점을 발생시켰다. 이 연구에서는 우리나라 지형 및 기후에 적합하며 하천의 생태복원 기능 및 자연형 하천의 조기형성 기능을 가지는 친환경 기능성 콘크리트의 개발을 위하여 친수환경 조성과 생태보존에 적합한 기능성 콘크리트의 물리역학적 성능평가 및 구조적 성능평가와 현장적용 성능으로서 식생능력을 평가하였다. 역학적 성능평가 결과, 보강용 PVA섬유 및 실리카퓸의 혼입률이 증가함에 따라 강도가 증가하였고 최적 혼입률은 PVA 섬유 0.05Vol.%, 실리카퓸 10%정도인 것으로 나타났다. 내동해성 평가에서는 PVA섬유 0.05Vol.% 및 실리카퓸 15%를 동시 혼입시 가장 우수한 성능을 발휘 하였다. 구조성능 평가결과 휨강도가 Plain에 비하여 PVA섬유 0.05Vol% 혼입시 47.7% 강도향상효과를 나타내었고, 휨인성 역시 현저히 개선되는 것으로 나타났다. 현장 적용성 평가를 위한 식생 모니터링 결과, 잔디류가 빨리 발아되었으나 시간이 경과함에 따라 봄철 발아식물인 개양귀비의 생육이 활발하였다. 식피율 측정 결과 모든 모니터링 지점에서 12주 후부터는 95% 이상의 우수한 식피율을 나타내어 친환경 기능성 콘크리트의 우수한 식생기능을 확인하였다.

In this study, the physical, mechanical, structural, and environmental performances based on field measured data were evaluated to check the suitability of concrete for ecological preservation and cultivation of a hydrophilic environment. More specifically, the study is focused on developing an environmentally friendly functional concrete with river ecology restoration and natural river early formation capabilities. The mechanical performance evaluation results showed that the increase in mix rate of the PVA (Poly Vinyl Alcohol) reinforcement fibers and silica fume caused an increase in the strength. The optimal mix rate was found to be 0.05 volume % PVA fiber and approximately 10% silica fume. The frost resistance evaluation showed that superior performance was gained when 0.05 volume % PVA fiber and 15% silica fume was mixed simultaneously. In the structural performance evaluation, the bending strength was improved by 47.7% compared to plain concrete when mixed with 0.05 volume % PVA fiber. The flexural toughness also saw significant improvement. The environmental monitoring of field performance showed that grasses germinated most rapidly, but the growth of red poppies, a plant that germinates in the spring, was most active with passing of time. Coverage measurements in all of the monitoring locations found favorable coverage of over 95% after 12 weeks. The study results showed that the environmentally friendly functional concrete had outstanding environmental performance.

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