한국 대부분의 고속도로는 콘크리트로 포장되고 있으며, 플라이애쉬를 포장용 콘크리트에서 재활용하면 콘크리트의 성능을 향상시킴과 동시에 경제적 이익과 환경보호에 큰 기여를 할 것이다. 본 연구에서는 플라이애쉬를 포장 콘크리트에 재활용하고자, 플라이애쉬 치환율, 물-시멘트비, 굵은골재 최대치수를 주요실험 변수로 하여 이들이 플라이애쉬를 혼입한 포장용 콘크리트의 역학적 특성에 미치는 영향을 살피기 위해서 실험하여 통계처리 분석하였다. 이러한 분석결과를 바탕으로 포장 콘크리트의 적정배합을 제시하였으며 결과는 다음과 같다.
플라이애쉬를 혼입한 포장콘크리트의 휨강도에 영향을 미치는 인자는 플라이애쉬 치환율이 가장 큰 것으로 나타났으며, 다음으로 굵은골재 최대치수와 물-시멘트비 순으로 영향을 미친다. 또한, 플라이애쉬 치환율과 굵은골재 최대치수의 상관관계가 가장 큰 것을 알 수 있었다. 목표압축강도를 목표 휨강도의 6배로 선택하여 적정구간을 결정하였으나, 적정배합구간이 목표압축강도에 의해서 결정되었다. 이는 플라이애쉬의 작은 수화물이 공극을 효과적으로 채움으로써 휨강도의 증진에 크게 기여하기 때문으로 판단된다.
고속도로 포장에 적용할 수 있는 32mm의 굵은골재 최대치수와 45%의 물-시멘트비를 사용하는 목표 휨강도 45kg/㎠의 적정배합에서는 5.0%까지 플라이애쉬를 치환 가능하고, 50kg/㎠의 적정배합에서는 2.5%까지 치환 가능하다. 공항 포장에 적용할 수 있는 40mm의 굵은골재 최대치수와 37%의 물-시멘트비를 사용하는 목표 휨강도 45kg/㎠의 적정배합에서는 4.5%까지 플라이애쉬를 치환 가능하고, 50kg/㎠의 적정배합에서는 2.0%까지 치환 가능하다.
The most of highway in Korea have been paved by concrete since last ten years. The recycling of fly ash in pavement concrete may result in economics, the improvement of concrete quality and the reservation of environment. This paper focused on the series of experiment and statistics analysis with experimental variables such as fly ash substitute ratio, water-cement ratio and maximum size of coarse aggregate in order to investigate the feasibility of recycling of fly ash in pavement concrete, to see the strength characteristics and t propose the optimum mix design based on previous results. The results of experiments and analysis were follows;
The fly ash substitute ratio affected most seriously to the flexural strength of concrete among main variables, followed by maximum size of coarse aggregate and water-cement ratio. The interaction between fly ash substitute ratio and coarse aggregate size was the biggest. The optimum mix design was determined by target compressive, which was selected as 6 times of flexural strength. This indicated that the small hydrate of fly ash in concrete filled in effectively and resulted in the enhancement of flexural strength.
the optimum mix design for highway pavement concrete with 32mm of maximum size of coarse aggregate and 45% of W/C can incorporate up to 5.0% and 2.5% of fly-ash at 45 kg/cm² and 50 kg/cm² of target flexural strength, respectively. The optimum mix design for airport pavement concrete with 40mm of maximum size of coarse aggregate and 37% of W/C can incorporate up to 4.5% and 2.0% of fly ash at 45 kg/cm² and 50 kg/cm² of target flexural strength, respectively.
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