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요약문
Summary
목차
제1장 서론 20
1. 연구의 필요성 20
2. 연구목표 및 내용 24
2.1. 최종목표 24
2.2. 연차별 연구내용 25
2.3. 기술지도 26
제2장 기술동향 분석 28
1. PSC 교량의 붕괴 및 손상 사례 분석 28
1.1. 영국 28
1.2. 미국 31
1.3. 일본 37
1.4. 오스트리아 39
2. PSC 교량용 그라우트 41
2.1. 그라우트의 요구 성능 41
2.2. 그라우트의 구성재료 42
제3장 PSC 그라우트 규격 및 시험방법 분석 52
1. 개요 52
2. 국내 그라우트의 규정 분석 52
3. 국외 그라우트의 규정 분석 54
4. 국내외 그라우트의 규정 비교 분석 59
4.1. 유동성 59
4.2. 블리딩률 61
4.3. 팽창률 65
4.4. 압축강도 67
4.5. 염화물 68
5. PSC용 그라우트 시험방법 개정 70
5.1. 개요 70
5.2. KS F 2433 개정 70
5.3. KS F 2478 개정 78
6. 소론 85
제4장 국내 PSC 그라우트의 성능평가 및 문제점 분석 86
1. 개요 86
2. 국내 공용중 그라우트의 종류 및 문제점 도출 87
3. 시험개요 90
3.1. 사용재료 및 배합 90
3.2. 시험방법 91
4. 시험결과 및 고찰 93
4.1. 긴장재 배치 유무에 따른 제품별 유하시간 및 블리딩 93
4.2. 긴장재 배치에 따른 시료의 경사에 대한 영향 95
4.3. 시험용기 재질 차이의 영향 96
4.4. 긴장재 배치 유무에 따른 시험용기 크기의 영향 97
4.5. 긴장재 배치 유무에 따른 시료 높이의 영향 98
4.6. 그라우트의 물-시멘트비(W/C)의 영향 100
4.7. 현장 그라우트의 문제점 도출 101
4.8. 긴장재 배치 유무에 따른 블리딩과 팽창률과의 관계 분석 102
5. 소론 104
제5장 PSC 그라우트의 수축 및 균열평가 106
1. 개요 106
2. 그라우트 자유수축/팽창 거동 평가 107
2.1. 개요 107
2.2. 실험 방법 107
2.3. 실험 결과 110
3. 그라우트 구속수축/팽창 거동 평가(긴장재 개수의 영향) 116
3.1. 개요 116
3.2. 실험 방법 116
3.3. 실험 결과 118
4. 그라우트 구속수축/팽창 거동 평가(긴장재-덕트 면적비 영향) 121
4.1. 개요 121
4.2. 실험 방법 121
4.3. 실험 결과 124
5. 소론 128
제6장 PSC 고품질 그라우트의 재료 설계 132
1. 개요 132
2. 그라우트의 재료구성 분석을 위한 시험개요 133
2.1. 그라우트의 유동성 및 점도 제어를 위한 구성재료 133
2.2. 그라우트의 블리딩 및 팽창률 제어를 위한 구성재료 135
3. 유동성 및 점도 제어를 위한 구성재료 분석 결과 및 고찰 141
3.1. 시험결과 141
3.2. 유동성 142
3.3. 블리딩률과 팽창률 146
3.4. 유동성과 점도 제어를 위한 적정 조합 분석 149
4. 블리딩률 및 팽창률 제어를 위한 구성재료 분석 결과 및 고찰 151
4.1. 시험결과 151
4.2. 유동성 152
4.3. 블리딩률과 팽창률 155
4.4. 블리딩과 수축 저감을 위한 적정 조합 분석 158
5. 그라우트 블리딩 예측 기술 분석 159
5.1. 개요 159
5.2. 블리딩 예측모델 관련 기존 연구 조사 159
5.3. 블리딩 시험결과와 기존 모델의 예측결과 비교 173
5.4. Rheometer 결과 분석 175
5.5. 수치해석을 이용한 블리딩 예측 179
6. 소론 182
제7장 결론 186
참고문헌 192
서지자료 201
Bibliographic Data 202
판권기 203
표 2.1.1. 영국에서 PSC 교량의 손상사례 28
표 2.1.2. PSC 교량에서 그라우트의 염화물 조사 결과 36
표 2.2.1. 점도에 의한 그라우트의 분류 44
표 3.2.1. 국내 시방규정 53
표 3.3.1. 미국의 그라우트 품질 규정 56
표 3.3.2. 유럽의 그라우트 품질 규정 57
표 3.3.3. 일본 및 뉴질랜드의 그라우트 품질 규정 58
표 3.4.1. 국내외의 그라우트 유동성 기준 비교 분석 60
표 3.4.2. 국내외의 그라우트 블리딩률 기준 비교 분석 62
표 3.4.3. 국내외의 그라우트 팽창률 기준 비교 분석 66
표 3.4.4. 국내외의 그라우트 압축강도 기준 비교 분석 67
표 3.4.5. 국내외의 그라우트 염화물량 기준 비교 분석 69
표 3.5.1. KS F 2433에서 인용표준 개정내용 비교 70
표 3.5.2. KS F 2433에서 실험실 조건 및 그라우트 제작방법 개정내용 비교 72
표 3.5.3. KS F 2433에서 시험방법 개정내용 비교 73
표 3.5.4. KS F 2433에서 블리딩 계산방법 개정내용 비교 73
표 3.5.5. KS F 2478에서 적용범위 및 인용규격의 개정내용 비교 78
표 3.5.6. KS F 2478에서 시험용 기계 기구, 시험순서 및 계산방법의 개정내용 비교 79
표 4.1.1. 기존 그라우트 혼화재의 시험변수 87
표 4.2.1. 국내외 그라우트재의 생산 및 판매 현황 88
표 4.2.2. 국내에서 사용되는 그라우트 혼화재의 화학조성 88
표 4.3.1. 그라우트 혼화재와 시멘트의 화학조성 90
표 4.3.2. 제조사별 그라우트 배합비 91
표 4.3.3. 긴장재의 물리적 특성 91
표 4.4.1. 긴장재 유무에 따른 제품별 유하시간 및 블리딩률 93
표 4.4.2. 긴장재 유무에 따른 제품별 유하시간 및 블리딩률 95
표 4.4.3. 긴장재 유무에 따른 제품별 유하시간 및 블리딩률 96
표 4.4.4. 긴장재 유무에 따른 시험용기 크기에 따른 블리딩률 98
표 4.4.5. 긴장재 유무에 따른 시료 높이에 따른 블리딩률 99
표 4.4.6. 그라우트의 W/C가 블리딩 및 팽창률에 미치는 영향 100
표 5.2.1. 연구내용 및 연구계획 108
표 5.2.2. 재령별 압축강도 및 쪼갬 인장강도 114
표 5.3.1. 긴장재 개수 및 쉬스의 단면 117
표 5.4.1. 연구내용 및 연구계획 122
표 6.2.1. 유동성 및 점도 제어를 위한 구성재료의 변수 135
표 6.2.2. 그라우트용 혼화재의 물리·화학적 성질 137
표 6.2.3. 블리딩 및 수축 저감을 위한 구성재료의 변수 137
표 6.3.1. 고성능 감수제와 증점제의 조합사용한 그라우트의 시험결과 141
표 6.3.2. 유동성과 점도 제어를 위한 적정 배합 도출 150
표 6.4.1. 플라이애시, 고로슬래그 및 실리카퓸의 조합사용에 따른 시험결과 151
표 6.5.1. Rheometer 실험 결과 175
표 6.5.2. 해석에서 사용한 그라우트의 물성치 180
표 6.5.3. 해석 변수 180
그림 1.1.1. 연도별 도로교 현황 21
그림 1.1.2. 최근 10년간 가설교량의 재료별 교량 점유율 22
그림 2.1.1. 영국에서 447개 교량의 포스트 텐션 긴장재 조사 결과 29
그림 2.1.2. Ynys-y-Gwas 교량의 붕괴 31
그림 2.1.3. Niles Channel Bridge의 긴장재 부식 사례 31
그림 2.1.4. Mid-Bay Bridge에서 긴장재의 부식 사례 32
그림 2.1.5. Mid-Bay Bridge에서 그라우트의 탄산화 32
그림 2.1.6. Mid-Bay Bridge에서 그라우트의 물-시멘트비 변화 33
그림 2.1.7. Bob Graham Sunshine Skyway Bridge의 긴장재 부식 사례 34
그림 2.1.8. Varina-Enon Bridge에서 긴장재 파단 사례 35
그림 2.1.9. 염화물량과 긴장재의 부식 정도 비교 분석 37
그림 2.1.10. PSC 교량의 내구성에 영향을 미치는 요인 38
그림 2.1.11. 그라우트 충전도 및 PS 긴장재의 부식현황 조사 결과 39
그림 2.1.12. Omi대교에서 발생한 긴장재의 열화 39
그림 2.1.13. 오스트리아에서 PSC 교량의 조사 결과 40
그림 2.2.1. PSC 그라우트의 개념도 41
그림 2.2.2. PSC 그라우트 재료의 변천 42
그림 2.2.3. 저점도 그라우트에서 잔류공기 발생 메커니즘 44
그림 2.2.4. 고점도 그라우트에서 복수의 주입구 45
그림 2.2.5. 유동곡선에서 요변성(thixotropy)의 값 46
그림 2.2.6. 점도에 따른 그라우트 충전 상황 비교 46
그림 2.2.7. 그라우트 종류에 따른 주입압력 47
그림 2.2.8. 그라우트 종류에 따른 유동성과 블리딩 48
그림 2.2.9. 금속성 팽창제를 사용한 그라우트의 가스발생 50
그림 3.4.1. 그라우트에서 블리딩 발생 과정 개념도 63
그림 3.4.2. 국내외 PSC 그라우트 블리딩 시험방법 비교 64
그림 4.2.1. AASHTO LRFD 규격 89
그림 4.3.1. 3종 그라우트 혼화재 및 시멘트의 형상 90
그림 4.3.2. 유하시험 측정 91
그림 4.4.1. 그라우트 제품별 유하시간 94
그림 4.4.2. 긴장재 유무에 따른 그라우트 제품별 블리딩률 94
그림 4.4.3. 시료 경사에 따른 그라우트 제품별 블리딩률 96
그림 4.4.4. 시험용기 재질이 그라우트 블리딩에 미치는 영향 97
그림 4.4.5. 시험용기 직경이 그라우트 블리딩에 미치는 영향 98
그림 4.4.6. 시험체 높이가 그라우트 블리딩에 미치는 영향 99
그림 4.4.7. W/C가 유하 시간에 미치는 영향 100
그림 4.4.8. W/C가 블리딩과 팽창률에 미치는 영향 101
그림 4.4.9. 현장에서 제조된 그라우트의 블리딩 102
그림 4.4.10. 블리딩률과 팽창률과의 관계(긴장재 없는 경우) 103
그림 4.4.11. 블리딩률과 팽창률과의 관계(긴장재 있는 경우) 103
그림 5.2.1. 그라우트의 자유수축 모식도 108
그림 5.2.2. 그라우트의 자유수축 실험 과정 109
그림 5.2.3. 그라우트 주입시 블리딩 및 에어포켓 발생 110
그림 5.2.4. 그라우트의 초기 수축 거동 111
그림 5.2.5. 덕트 직경에 따른 그라우트의 온도거동 112
그림 5.2.6. 초기 자유수축/팽창 변형률 112
그림 5.2.7. 30일 자유수축/팽창 변형률 113
그림 5.2.8. 재령별 압축강도 114
그림 5.2.9. 재령별 쪼갬 인장강도 115
그림 5.2.10. 공시체 표면 균열 115
그림 5.3.1. 그라우트의 구속수축/팽창 실험 117
그림 5.3.2. 그라우트의 구속수축/팽창 실험(긴장재 1가닥 사용) 118
그림 5.3.3. 긴장재의 축방향 변형률 산정 118
그림 5.3.4. 긴장재 개수에 따른 구속수축/팽창 온도 119
그림 5.3.5. 긴장재 개수에 따른 구속수축/팽창 변형률 120
그림 5.4.1. 그라우트의 구속수축 실험 123
그림 5.4.2. 그라우트 주입 후 실험체 상세 124
그림 5.4.3. 구속수축/팽창 변형률 및 온도 거동(ø 12.7) 126
그림 5.4.4. 구속수축/팽창 변형률 및 온도 거동(ø 15.2) 127
그림 5.4.5. 구속 수축 균열 128
그림 6.2.1. 폴리칼본산계 고성능 감수제의 화학구조 134
그림 6.2.2. 셀룰로오스계 증점제의 화학구조 134
그림 6.2.3. 시멘트 입자에서 셀룰로오스계 고분자의 점도 개념도 134
그림 6.2.4. 그라우트의 플로우 실험 138
그림 6.2.5. 그라우트의 유하 시험 138
그림 6.2.6. 그라우트의 블리딩 실험 139
그림 6.2.7. Rheometer 140
그림 6.2.8. Rheometer 실험 결과 양상 140
그림 6.2.9. Bingham fluid model 140
그림 6.3.1. 증점제 사용량에 따른 유동성 143
그림 6.3.2. 고성능 감수제 사용량에 따른 유동 144
그림 6.3.3. 고성능 감수제와 증점제의 조합사용에 따른 플로우 144
그림 6.3.4. 고성능 감수제와 증점제의 조합사용에 따른 유하시간 145
그림 6.3.5. 유하시간과 플로우의 관계 145
그림 6.3.6. 증점제 사용량에 따른 블리딩률과 팽창률 147
그림 6.3.7. 고성능 감수제 사용량에 따른 블리딩률과 팽창률 147
그림 6.3.8. 증점제와 고성능 감수제의 조합사용에 따른 블리딩률 148
그림 6.3.9. 증점제와 고성능 감수제의 조합사용에 따른 팽창률 148
그림 6.3.10. 고성능 감수제 사용량에 따른 블리딩률과 팽창률 149
그림 6.4.1. 플라이애시 혼입률에 따른 유동성 153
그림 6.4.2. 고로슬래그 혼입률에 따른 유동성 153
그림 6.4.3. 실리카퓸 혼입률에 따른 유동성 154
그림 6.4.4. 혼화재의 조합사용에 따른 유동성 154
그림 6.4.5. 플라이애시 혼입률에 따른 블리딩률과 팽창률 156
그림 6.4.6. 고로슬래그 혼입률에 따른 블리딩률과 팽창률 156
그림 6.4.7. 실리카퓸 혼입률에 따른 블리딩률과 팽창률 157
그림 6.4.8. 혼화재 조합사용에 따른 블리딩률과 수축 157
그림 6.5.1. 그라우트 블리딩에 대한 수화 및 응집현상의 영향 160
그림 6.5.2. 블리딩에 대한 압밀충전의 영향 160
그림 6.5.3. 입자 침하에 의한 블리딩 개념도 164
그림 6.5.4. 강연선 유무에 따른 블리딩 비교 174
그림 6.5.5. 블리딩 실험결과와 예측결과의 비교 174
그림 6.5.6. SP 및 VMA 혼입률에 따른 Rheometer 실험 결과(Viscosity) 176
그림 6.5.7. SP 및 VMA 혼입률에 따른 Rheometer 실험 결과(Yield stress) 177
그림 6.5.8. 측정 시간에 따른 Viscosity 및 Yield stress 변화 178
그림 6.5.9. 실험체 형상 및 유한요소 모델링 179
그림 6.5.10. 변형 형상(3시간 경과 후) 181
그림 6.5.11. 시간에 따른 침하량 해석 결과 181
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