가속 양생

Accelerated curing

가속 양생법은 콘크리트에서 높은 조기 강도를 달성하는 모든 방법이다. 이러한 기법은 특히 조립 전 산업에서 유용하며, 높은 조기 강도로 인해 24시간 이내에 거푸집 제거가 가능하여 주기 시간을 단축하여 비용 절감 효과를 얻을 수 있다.[1] 가장 일반적으로 채택되는 양생기술은 대기압에서의 증기양생, 온수양생, 끓는 물양생, 오토클라빙이다.

일반적인 경화 주기는 2시간에서 5시간 사이의 "지연 기간"으로 알려진 예열 단계를 포함한다. 22 °C/시 또는 44 °C/시의 속도로 최대 온도가 50-82 °C에 도달할 때까지 가열한 다음, 최대 온도로 유지한 다음, 마지막으로 냉각 기간을 포함한다. 전체 주기는 가급적 18시간을 초과해서는 안 된다.[2][3]

메커니즘

온도가 높아지면 수화 과정은 더욱 빠르게 이동하며 규산칼슘 하이드레이트 결정의 형성은 더욱 빠르다. 젤과 콜로이드의 형성이 더 빠르고 젤의 확산 속도도 더 높다. 그러나 반응 속도가 빨라 수화물이 적절하게 배열되는 시간이 짧기 때문에 노년기 강도나 최종 압축 강도는 보통 경화된 콘크리트에 비해 낮다. 이것은 크로스오버 효과라고 불렸다.[4]

최적 온도는 65~70℃ 사이로 조사되었으며, 그 이상으로 노년기 강도의 손실이 상당히 높은 것으로 밝혀졌다.[3]

지연기간

가속화된 경화 기술은 항상 고온을 수반한다. 이는 콘크리트에 열응력을 유발할 수 있다. 게다가, 모공 속 물은 더 높은 온도에서 압력을 행사하기 시작한다. 모공압력과 열응력이 결합되면 콘크리트 체내 인장응력이 발생한다. 콘크리트를 부은 직후 가속 양생 공정이 시작되면 콘크리트는 어느 정도 힘을 얻는 데 시간이 필요하기 때문에 인장응력을 견디지 못할 것이다. 더욱이 형성된 이러한 마이크로 크랙은 측정 가능한 모노황산염의 변형에 의해 형성되는 에트링라이트 형성을 지연시킬 수 있다. 지연된 에트링라이트 형성(DEF)은 콘크리트의 확장을 유도하여 콘크리트를 약화시킨다. DEF는 물이 쉽게 들어갈 수 있는 균열 형성에 의해 촉진된다. 따라서 양생 공정 개시 전에 지연 기간이 경과하여 콘크리트가 일정 최소 인장 강도를 얻을 수 있도록 한다. 콘크리트의 설정시간은 지연기간을 결정하는 중요한 기준이다. 일반적으로 지연 기간은 만족스러운 결과를 제공하는 것으로 확인된 초기 설정 시간과 동일하다. 지연 기간이 짧을수록 압축 강도 손실이 발생한다.[1]

과도한 온도

과도한 온도는 "크로스오버" 효과로 인한 압축강도의 저하를 야기한다. 온도가 높을수록 사이클 시간이 감소하고 따라서 제조 공정의 경제성이 향상되지만, 얻어진 압축 강도 또한 더 낮아질 것이다. 따라서 원가절감효익과 압축강도의 손실 사이의 절충이다. 프로젝트 유형과 경제적 고려사항에 따라 사이클 타임이 콘크리트 혼합에 적합하도록 설계되거나 그 반대의 경우도 설계된다.[3]

포졸란 물질의 역할

포졸로나는 수산화칼슘과 반응해 콘크리트의 노년기 강도를 높여 칼슘-실산수소(C-S-H)로 바꾼다. 그러나 포틀랜드 포졸로나 천장은 활성화에너지가 높아 일반 포틀랜드 시멘트(OPC)에 비해 수화율이 낮다. 이는 OPC에 비해 조기 강도의 저하를 초래한다. 가속화된 경화 기술은 강도 상승 속도를 높이는 데 근본적으로 도움이 된다. 핼릿 외 연구진은 증기양생술이 고부적 플라이애시 콘크리트 혼합물의 1일 압축강도 값(교체시 40%, 50%, 60% 플라이애시)을 10MPa에서 약 20MPa로 개선해 거푸집 제거가 가능하고 프리캐스트 콘크리트 산업에 큰 도움이 되는 것으로 나타났다.[5]

참조

  1. ^ a b Erdem, T. (2003). "Setting time: an important criterion to determine the length of the delay period before steam curing of concrete". Cement and Concrete Research. 33 (5): 741–050. doi:10.1016/S0008-8846(02)01058-X.
  2. ^ ACI 517.2 R-87, 대기압 상태에서 콘크리트의 가속 양생, 1992년 콘크리트 ACI 설명서 개정.
  3. ^ a b c Turkel, S.; Alabas, V. (2005). "The effect of excessive steam curing on Portland composite cement concrete". Cement and Concrete Research. 35 (2): 405–411. doi:10.1016/j.cemconres.2004.07.038.
  4. ^ Paya, J.; Monzo, J.; Perismora, E.; Borrachero, M.; Tercero, R.; Pinillos, C. (1995). "Early-strength development of portland cement mortars containing air classified fly ashes". Cement and Concrete Research. 25 (2): 449–456. doi:10.1016/0008-8846(95)00031-3.
  5. ^ Yazici, H.; Aydin, S.; Yigiter, H.; Baradan, B. (2005). "Effect of steam curing on class C high-volume fly ash concrete mixtures". Cement and Concrete Research. 35 (6): 1122–1127. doi:10.1016/j.cemconres.2004.08.011.