지침 한국도로공사_설계실무자료집_2014년_4-2_이상기후 및 제설환경을 고려한 콘크리트 소구조물 설계기준 개선
2024.06.28 15:14
2013년도 설계실무자료집 - 배수공사
140
4-2
이상기후 및 제설환경을 고려한
콘크리트 소구조물 설계기준 개선
설 계 처-2328
(2013. 8. 1)
I 검토배경
□ 최근 콘크리트의 조기열화로 인한 내구성 저하가 심각한 사회
문제로 대두
o 2002년 이후 습염식 제설방법 도입과 최근 염화칼슘 살포량의 급격한 증가
o 이상기후로 인한 기록적인 한파와 폭설로 반복적인 동해피해 발생으로
콘크리트 구조물의 열화발생 가속
□ 제설제 사용량 증가와 동해피해 등으로 인한 복합열화 피해
증가에 따른 콘크리트 소구조물의 내구성 강화 필요
* 열화 : 기후, 환경등외부요인에의해구조물재료의성질이변화되고, 내구성이 저하되는 현상
Ⅱ 그간 추진경위
□ 시멘트콘크리트 설계기준 강도 적용방안 (설계처, 2008)
▪타설 및 양생시 기온, 환경요소 등을 감안하여 설계기준 강도 차등 적용
- 특수지역 : 30MPa 이상, 일반지역 : 24MPa 이상
□ 콘크리트 배합기준 변경 적용 (설계처, 2009)
▪유지관리를 고려한 생애주기를 감안하여 상향된 콘크리트 배합기준 적용
▪특수지역 : 평균 염화물사용량 5.2ton/lane-km/yr 이상 구간 잠정 적용
□ 기계타설 소구조물 콘크리트 배합변경 (설계처, 2010)
▪노출환경 등급 지침(도로교통연구원)
- 특수환경 노출 지역 : 원주 등 10개 지사, 인제 등 3개 지역
□ 폐유리 슬러지를 활용한 고내구성 소구조물 및 시인성 유도
기술 개발 연구 (도로교통연구원, 2012)
▪산업부산물인 유리 연마슬러지, 폐유리 등을 혼입한 콘크리트 개발
- 내염 등 콘크리트 내구성 증가
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Ⅲ 관련기준 및 문제점
1. 기계타설 소구조물 관련기준
□ 설계적용기준
o 일반지역 : 24MPa, 특수지역 : 30MPa
o 특수환경 노출지역 정의 (도로교통연구원, 2010)
구 분 내 용 비 고
정 의
① 일평균 기온 0℃ 이하 45일 이상,
일평균 최저 온도 -2℃이하 90일 이상
② 연간 제설제 사용량이 13톤/2차선·km 이상
③ 연간 누적 적설량 60cm 이상
④ 연간 강설일수 14일 이상
⑤ 노선의 해발 평균이 450m 이상
3개 항목 이상
포함, ①은
반드시 해당
적용지사
▪강원본부 : 원주, 대관령, 홍천, 제천, 충주
▪충청본부 : 무주, 당진, 보은
▪호남본부 : 남원, 진안
10개 지사
□ 콘크리트 내구성 관련 시방기준
o 콘크리트 표준시방서 (2009)
노출상태
보통골재 콘크리트
최대 물-결합재비
보통골재 콘크리트와
경량골재 콘크리트의 최소
설계기준압축강도 (MPa)
물에 노출되었을 때 낮은
투수성이 요구되는 콘크리트
0.50 27
습한상태에서 동결융해 또는
제빙화학제에 노출된 콘크리트
0.45 30
제빙화학제, 염, 소금물, 바닷물에
노출되거나 이런 종류들이
살포된 콘크리트의 철근부식방지
0.40 35
〈특수노출상태에 대한 요구사항〉
o 콘크리트 구조기준 (2012년)
노출 등급 최대 물-결합재비 최소 설계기준 압축강도 (MPa)
F0 - 21
F1, F2, F3 0.45 30
〈노출등급에 따른 내구성 허용기준〉
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범주 등급 노출 조건
F
(동결
융해)
무시 F0 동결융해의 반복작용에 노출되지 않는 콘크리트
보통 F1 간혹 수분과 접촉하고 동결융해의 반복작용에 노출되는 콘크리트
심함 F2 지속적으로수분과접촉하고동결융해의반복작용에노출되는콘크리트
매우심함 F3
제빙화학제에 노출되며 지속적으로 수분과 접촉하고 동
결융해의 반복작용에 노출되는 콘크리트
〈동결융해 노출범주 및 등급〉
o 도로교 설계기준 (한계상태 설계법, 2012년 고시, 2015년 적용)
노출환경
부식
탄산화에 의한 부식 염화물에 의한 부식 해수의염화물에의한부식
EC1 EC2 EC3 EC4 ED1 ED2 ED3 ES1 ES2 ES3
최소 콘크리트
강도 (MPa)
20 25 30 30 35 30 35
노출환경
콘크리트의 손상
위험없음 동결/융해 침투 화학적 침투
E0 EF1 EF2 EF3/EF4 EA1 EA2 EA3
최소 콘크리트
강도 (MPa)
12 30 25 30 30 35
〈노출환경듭급에 따른 최소 콘크리트강도 (MPa)〉
노출등급 환경조건 해당 노출등급이 발생할 수 있는 사례
염화물에 의한 부식
ED1 보통의 습도 ․공기 중의 염화물에 노출된 콘크리트 표면
ED2 습윤, 드물게 건조상태
․수영장
․염화물을 함유한 공업용수에 노출된 콘크리트 부재
ED3
주기적인 습윤과 건조
상태
․염화물을 함유한 비말대에 노출된 교량부위
․포장
․주차장 슬래브
동결/융해 침식
EF1
제빙화학제가 없는
부분 포화상태
․비와 동결이 노출된 수직 콘크리트 표면
EF2
제빙화학제가 있는
부분 포화상태
․동결과 공기 중 제빙화학제에 노출된 도로 구조물의 수직 콘크리트 표면
EF3
제빙화학제가 없는
완전 포화상태
․비와 동결에 노출된 수평 콘크리트 표면
EF4
제빙화학제가 있는
완전 포화상태
․제빙화학제에 노출된 도로와 교량 바닥판
․제빙화학제를 함유한 비말대와 동결에 직접 노출된 콘크리트 표면
․동결에 노출된 해양 구조물의 물보라 지역
〈환경 조건에 따른 노출 등급〉
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2. 문제점
□ 이상기후에 따른 동절기 한파 및 강설 발생빈도 증가
o 최근 동절기 최저기온 저하와 저온현상 지속
구 분 ’81~’90 ’91~’00 ’01~’10 2013년
평균기온(℃) 0.0 0.9 0.9 -1.0
평균최저기온(℃) -4.7 -4.1 -3.8 -5.7
강수량(mm) 91.9 84.7 89.8 139.3
강수일수(일) 21.5 18.6 19.0 25.5
일최저기온 영하 10℃
미만일수(일)
13.4 9.4 9.8 18.4
o 남부지역 이상저온 현상 발생 (2011~2012 동절기)
(단위 : ℃)
구 분 부산 통영 여수 목포
2011년 -12.8 -10.7 -10.4 -8.3
2012년 -9.9 -8.8 -9.2 -8.8
1월 평균기온
(1981~2010) -0.6 -0.8 -0.8 -1.5
□ 습염식 제설방법에 따른 염화칼슘 사용량 증가
o 강설일수는 과거 10년 동안 크게 증가하지는 않았으나, 염화칼슘 사용량은
약 3배 증가했으며,
o 기습강설 및 어는비에 대비한 예비살포, 고객 요구수준 향상으로 염화칼슘
사용량의 지속적 증가 추세임
<강설일수 및 염화칼슘 사용 추이>
※ 제설방법 변경
- 살포식(모래+염화칼슘) → 습염살포
※ 습염살포(Pre-wetted salt spreading)
- 고체소금(70%) + 염화칼슘수용액(30%)을
혼합하여 살포하는 방식
☞ 융설·융빙시 염화칼슘 용액의 속효성과
소금의 지속성 향상
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□ 제설염화물에 의한 피해 증가 (구조물처, 2010)
o 연평균 보수비용은 2004년 이후 꾸준히 증가 추세임
〈제설제 사용량 및 열화 보수비용 현황〉
□ 일반환경과 특수환경 노출지역의 구분
o 지역특성에 따라 콘크리트 구조물의 피해정도는 차이가 있으나, 전국적인
피해양상을 나타내고 있음 (일반지역의 경우 시방기준 미준수)
o 지역환경(강설일, 강설량, 온도특성) 및 제설제 사용량 등은 최근 이상
기후의 원인으로 가변적이며,
o 지역별 노출환경 구분시 지사별 구분으로 되어 있어 설계․건설 중 적용
하기 어려움
지역본부별 열화발생 현황(개소) 열화발생 세부현황(개소)
구분 경기 강원 충청 전북 전남 경북 경남
계 180 396 165 96 26 21 8
중분대1) 85 159 77 46 4 5 4
교량난간 88 72 35 35 8 8 2
다이크 2 28 25 7 6 - -
방음벽 2 3 1 1 - 4 -
측구 3 126 27 2 8 1 2
기타 - 8 - 5 - 3 -
※ 교량 열화현황(2013년 조사자료), 부대시설 열화현황(2012년 조사자료)
※ 1) 중분대 : 교량구간, 토공구간, 소분리대 포함
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□ 콘크리트 표준시방서(2009) 등 관련기준 미준수
o 적용기준 : 일반지역 : 24MPa, 특수지역 : 30MPa
o 시방기준 : 제설제 및 동결/융해 환경 고려 30MPa 이상(W/B 0.45이하) 적용
☞ 콘크리트 하자발생시 처리주체 논란 우려
중분대 기초 L형 측구 다이크
IC 소분리대 V형 측구 방음벽
이상기후 및 제설제에 의한 시설물 피해예방을 위해
기계타설 소구조물 설계기준 강도 개선 필요
Ⅳ 개선방안 검토
1. 주요 검토사항
￭기계타설 소구조물 설계기준 강화
- 최근 이상기후 및 제설제 사용량 증가에 따른 대책검토
- 콘크리트 관련 시방서 설계기준강도 준용
￭소구조물용 고내구성 콘크리트 연구결과 반영 검토
- 폐유리를 혼입한 고내구성 콘크리트 적용성 검토 (도로교통연구원, 심재원)
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2. 기계타설 소구조물 시멘트콘크리트 설계기준강도 상향
□ 주변환경 변화에 따른 내구성 확보 필요
o 동절기 한파 및 염화칼슘 사용량 증가로 지속적인 피해 증가
o 시설물 피해예방을 위해 강도상향을 통한 내구성 확보
※ 주변환경 변화
- (이상기후) 최근 이상기후에 따른 기록적인 한파 등 동절기 최저기온
저하와 저온현상 지속으로 동해피해 발생
- (제설제 사용량 증가) 최근 3년간 제설제 사용량 증가(약 54%)에 따른
콘크리트 구조물 피해 증가
※ 조사결과 요약 (2010년도 조사 : 2006~1010년, 2013년도 조사 : 2010~1012년)
구 분 동결융해횟수
(일)
제설제 사용량
(톤/2차선·km)
강설일
(일)
강설량
(cm)
기 준 45일1)(90일2)) 이상 13이상 14일 이상 60cm 이상
당 초 42 (76) 12.3 13.3 57
변 경 59 (87) 18.9 25.7 51
증 감 증40% (증14%) 증54% 증93% 감11%
1) 일평균 기온 0℃ 이하 일수, 2) 연평균 최저 온도 -2℃ 이하 일수
□ 콘크리트 관련 시방서 기준 준수
o 설계기준별 내구성을 만족하는 최소기준 적용(W/B, 강도 등)
구 분 제설제 환경 동결/융해 환경
콘크리트 구조기준
0.45 이하
30MPa 이상
0.45 이하
30MPa 이상
콘크리트 표준시방서
0.45 이하
30MPa 이상
0.45 이하
30MPa 이상
한계상태설계법 30MPa(ED1, ED2)
수직면 30MPa(EF1)
수평면 30MPa(EF3)
☞ 최근 이상기후 및 제설제 사용량 증가, 콘크리트 관련 시방기준 등을
종합적으로 고려하여 콘크리트 설계기준강도 상향조정
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□ 경제성 분석
o 강도상향(24MPa→30MPa)에 따른 생산비 증가는 미미함
구 분 24MPa 30MPa 비 고
생산비(㎥) 56,393원 58,707원 증 4%
※ 염해로 인한 구조물 보수(재시공)비용 감안시 강도상향이 경제적으로 유리
o 유지관리를 고려한 생애주기(LCC) 분석
(단위 : 원)
구 분 24MPa 30MPa
개 요
L형측구(형식2) 100m 설치시
유지보수주기 8년 유지보수주기 20년
공사비
최초공사비 4,356,154 4,477,176
1차보수비 7,983,608 4,199,230
2차보수비 5,202,110 -
계 17,541,872
8,676,406
(감 8,865,466)
3. 소구조물용 콘크리트 내구성 향상 방안
□ 고내구성 콘크리트 개발 개요
o 폐유리粉(미세분)을 활용하여 콘크리트 내구성 증진
o 내구성 증진에 따른 소구조물 공용연수 연장 및 비용절감
* 폐유리분 이란?
유리 절단 및 표면가공시 물을 살포하여 처리하는데, 이때 발생되는 유리분진과
물이 섞여 슬러지 케이크가 발생되고 이 슬러지를 건조한 것
입도 23㎛ 입도 34㎛ 입도 12㎛
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※ 폐유리 재활용 관련 법적근거【별첨#1】
- 폐기물 종류와 재활용 방법 근거 (폐기물 관리법 시행규칙 제14조 3항)
․폐유리를 파쇄·분쇄하여 유리제품이나 건축·토목자재의 원료로 가공
- 폐기물 처리업 근거 (폐기물 관리법 제25조 1항)
․폐기물의 수집·운반, 재활용 또는 처분하는 업
․환경부장관 또는 시·도지사에게 폐기물처리사업계획서 제출
□ 폐유리(슬러지) 처리과정
o 폐유리 슬러지 처리과정
유리가공 슬러지
발생
슬러지
처리(탈수)
매립
유리가공
폐유리
슬러지 발생
슬러지
처리(탈수) 건조 재활용
o 폐유리 처리과정
폐유리 수집 분류․파쇄 재활용
폐유리 수집 분류․파쇄 분쇄 재활용
□ 역학적 성능 및 내구성능 검증【별첨#2】
o 각 항목별 배합성능 비교
구 분 항 목 배합1 배합2 배합3 배합4 배합5 비 고
역학적성능 압축강도(MPa) 27.31 30.15 33.18 33.26 30.14
내 구
성 능
동결융해저항성 60 88 85 84 85
300cycle
동탄성계수(%)
염소이온투과저항성 32.5 26.3 23.5 29.1 24.6
300cycle
침투깊이(mm)
박리저항성 4.65 3.32 2.87 2.57 2.92
50cycle
중량감소율(%)
알칼리실리카반응성 폐유리 혼입량 증가에 따라 알칼리 실리카 반응에 의한 팽창 감소
※ 성능비교를 위한 배합 기준표
구분 배합1 배합2 배합3 배합4 배합5
WGS/FA (%wt) 0/20
10/10
(W/B 45%)
10/10
(W/B 40%)
5/0 10/0
* WGS : 유리슬러지, FA : 플라이애시
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☞ 유리슬러지 10% 혼입 시 염화물 침투저항성 및 동결융해 저항성능 개선효과
(기존 플라이애쉬 배합의 경우 동결융해 저항성(180싸이클 이후) 급격히 저하)
☞ 하이브리드 배합(유리슬러지+플라이애쉬) 시 생산설비(사일로) 추가 설치 필요
<염소이온 투과저항성: (좌) 담수, (우) 4% 제설액 >
<동결융해 실험결과: (좌) 담수, (우) 4% 제설액 >
☞ 폐유리 슬러지 혼입(10%) 시 충분한 압축강도 발현 및 동결융해 및
염화물 침투저항성 등 내구성능 향상
※ 콘크리트 다이크 현장 시험시공
- 시공시기 : 2012년 9월
- 시공위치 : 주문진-속초 4공구 양양분기점 Ramp-C 80m씩 5구간
- 시공구간별 상세배합표
구분 강도(MPa) W/B(%) S/a(%) WGS(%) FA(%) Air(%) Slump(cm)
1구간 30 41 46 0 0
5~7 2~5
2구간 30 41 46 10 0
3구간 24 45 48 10 0
4구간 24 45 48 10 10
5구간 24 45 48 0 20
- 시험시공 사진
다이크 시공전경 1구간 2구간 3구간 4구간 5구간
☞ 운반 중 손실로 현장 슬럼프(평균 2.2cm) 및 공기량(5.8%)은 다소 감소하나, 시공성
및 내구성 확보에 적합한 것으로 판단
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□ 폐유리 자재 수급
o 폐유리 슬러지 발생현황
- 국내에 17개 업체에서 연간 4,700톤 규모의 폐유리 슬러지 발생
구 분 발생규모
(톤/년) 개소 총 발생량
(톤/년)
폐기물
처리비용(원/톤)
비 고
소 형 0~10 8개소 24.2 50~100
중 형 10~500 6개소 834 80~100
대 형 500 이상 3개소 3,900 70 일부 재활용
- 폐유리 슬러지 공급가액은 60~80원/kg 대에 형성됨
o 폐유리 생산현황
- 대부분 유리병 원료로 재활용, 국내 발생량은 약 30,000톤/년
- 국내에 21개 폐유리 생산업체가 있으며, 상위 7개 업체가 전체 생산량의
약 93%을 생산
- 폐유리 거래량과 공급량이 일정하여 가격변동 없이 보합세 유지
구 분 수도권 강원 충북 충남 전북 전남 경북 경남
백색(원/kg) 61 - 46 59 55 66 62 59
갈색(원/kg) 48 - 33 44 34 46 37 40
청록색(원/kg) 45 - 26 43 35 47 38 8
* 폐유리 슬러지 및 폐유리 생산업체 현황【별첨#3】
☞ 현재 운영중인 12개 건설사업단(민자 제외)에 적용 시 폐유리 슬러지
자재수급에는 문제가 없을 것으로 판단됨【별첨#4】
o 기계타설 소구조물(L형측구, 다이크) 잔여물량 : 235,249㎥
o 준공년도를 감안한 콘크리트 잔여물량 : 100,366㎥/년
o 폐유리 슬러지 사용량 : 3,372ton/년 (100,366㎥/년×0.0336ton/㎥)
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□ 폐유리 슬러지의 안전성 여부
o 안전성 시험 항목 및 결과【별첨#5】\
구 분 시 험 결 과
성분분석
▪법정 11개 항목 중 9개 항목 미검출
▪구리 0.125mg/L 검출 (기준 3mg/L 이하)
▪기름성분 0.001% 이하 (기준 5% 이상)
급성독성시험 ▪물질 투여에 의한 사망이나 이상소견은 관찰되지 않음
급성피부자극성시험 ▪홍반, 가피의 형성 및 부종형성 등이 관찰되지 않음
급성안자극성시험 ▪결막의발적및부종이관찰되었으나, 자극성은72시간이내정상회복
☞ 모든 항목에서 안전성 기준 만족
□ 경제성 검토
o 콘크리트 배합단가 비교 (폐유리 슬러지 가격 60원/kg 적용시)【별첨#6】
(금액단위 : 원)
구 분
24MPa 30MPa 24MPa
일반 FA(20%) 일반 FA(20%) 폐유리(10%)
생산비(㎥) 56,393 52,854 58,707 54,863 52,089
☞ 폐유리 슬러지 혼입시 기존 배합보다 다소 경제적임
o 유지관리를 고려한 생애주기(LCC) 분석
(금액단위 : 원)
구 분 24MPa 폐유리혼입
개 요
L형측구(형식2) 100m 설치
유지보수주기 8년 유지보수주기 20년
공사비
최초공사비 4,356,154 4,131,055
1차보수비 7,983,608 4,199,230
2차보수비 5,202,110 -
계 17,541,872
8,330,285
(감 9,211,587)
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Ⅴ 검토결론
□ 기계타설 소구조물 설계기준 강화
o (설계기준강도) 콘크리트 관련 시방서 및 주변 환경변화 등을 감안하여
설계기준 강도 상향
최대 물-결합재비 최소 설계기준압축강도(MPa)
0.45 30
※ 노출환경 등급(일반, 특수)과 관계없이 통일된 배합강도 적용
o (대상구조물) 기계타설 소구조물(중분대, L형측구, 다이크)에 적용
※ 기계타설 소구조물 이외의 구조물(교량난간 포함)은 도로교통연구원 연구
과제 완료 후 적용방안 검토 예정
□ 기계타설 소구조물 고내구성 콘크리트 적용
o (배합설계) 동결융해 및 염화물 침투저항성 등에 우수한 폐유리 혼입
시멘트콘크리트 설계기준 배합 추가
W/B
(%)
S/a
(%)
Air
(%)
Slump
(cm)
WGS
(%wt)
FA
(%wt)
Unit weight (kg/㎥)
W C WGS FA F.agg C.agg
45 48 5~7 2~5 10 0 151 302.0 33.6 0.0 849.1 937.5
o (적용방안) 현 시멘트콘크리트 설계기준 배합과 병행하여 사용
- 대상 구조물 : 기계타설 소구조물 (L형측구, 다이크)
※ 현장여건 및 자재수급여건 등을 고려하여 조정가능
□ 설계적용
o 기계타설 소구조물(중분대, L형측구)에 30MPa(설계기준압축강도, fck) 적용
o 폐유리 혼입 콘크리트는 최초 시행, 자재수급 여건 등을 고려하여 다이크에
적용하고 향후 모니터링을 통한 확대시행 검토
2013년도 설계실무자료집 - 배수공사
153
Ⅵ 적용방안
□ 실시설계 중인 노선 : 본 방침 적용
□ 건설 및 공용중인 노선 : 주관(시행)부서 판단 후 적용
별 첨 #1. 폐유리 재활용 관련 법적근거
#2. 고내구성 콘크리트 내구성능 검증
#3. 폐유리슬러지 및 폐유리 생산업체 현황
#4. 소구조물 콘크리트 잔여 물량 검토
#5. 폐유리 품질관리 기준
#6. 형식별 경제성 검토
#7. 콘크리트 생산 단가산출서
2013년도 설계실무자료집 - 배수공사
154
폐유리 재활용 관련 법적근거
□ 폐기물 관리법 시행규칙
제14조 3(재활용기준 등)
- 이전 생략 -
② 법 제13조의2제1항 및 제2항에 따른 재활용 기준, 재활용하여야 하는 폐기
물의 종류 및 구체적인 재활용 방법은 별표 5의2와 같다.
- 이하 생략 -
※ [별표 5의2] 폐기물의 재활용 기준 및 구체적인 재활용 방법
- 이전 생략 -
9. 폐유리를 파쇄·분쇄하여 유리제품이나 건축·토목자재의 원료[일정한 규격의 용기
또는 상자(벌크백을 포함한다)에 넣거나 포장하여야 한다]로 가공하는 경우
- 이하 생략 -
□ 폐기물 관리법
제25조(폐기물처리업)
① 폐기물의 수집·운반, 재활용 또는 처분을 업(이하 “폐기물처리업”이라 한
다)으로 하려는 자(음식물류 폐기물을 제외한 생활폐기물을 재활용하려는
자와 폐기물처리 신고자는 제외한다)는 환경부령으로 정하는 바에 따라
지정폐기물을 대상으로 하는 경우에는 폐기물 처리 사업계획서를 환경부
장관에게 제출하고, 그 밖의 폐기물을 대상으로 하는 경우에는 시·도지사
에게 제출하여야 한다. 환경부령으로 정하는 중요 사항을 변경하려는 때에도
또한 같다.
- 이하 생략 -
붙 임 #1
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155
고내구성 콘크리트 성능 검증
1. 역학적 성능
□ 압축강도
배합1 배합2 배합3 배합4 배합5
☞ 배합1에 대비하여 각각 23.81, 20.81, 7.03, 5.98% 강도 증가
2. 내구성능
□ 동결융해저항성 시험 결과 (KS F 2456)
배합1
배합2
배합3
배합4
배합5
(담수조건)
붙 임 #2
2013년도 설계실무자료집 - 배수공사
156
배합1
배합2
배합3
배합4
배합5
(염수조건)
☞ 배합1은 120cycle 이후 뚜렷히 감소하여 240cycle 이후 측정 불가
☞ 배합2~5는 상대동탄성계수 83~88%로 동결융해 저항성 우수
□ 염소이온투과저항성 시험 결과 (NT Build 492)
o 염화물 침수깊이 측정 결과
(담수조건)
배합1
배합2
배합3
배합4
배합5
(염수조건)
배합1
배합2
배합3
배합4
배합5
☞ 폐유리 슬러지를 혼입한 배합과 W/B가 낮은 배합에서 작게 측정
2013년도 설계실무자료집 - 배수공사
157
o 염화물 확산계수 측정 결과
(담수조건)
배합1
배합2
배합3
배합4
배합5
(염수조건)
배합1
배합2
배합3
배합4
배합5
☞ 염화물 확산계수 : 배합1 > 배합4 > 배합2 > 배합5 > 배합3
☞ 120cycle까지 증가, 염수조건에서 약 10~40% 이상 확산계수 측정
2013년도 설계실무자료집 - 배수공사
158
□ 박리저항성 시험 결과 (ASTM C 672)
(담수조건)
배합1
배합2
배합3
배합4
배합5
(염수조건)
배합1
배합2
배합3
배합4
배합5
☞ 박리 저항성 : 배합4 > 배합3 > 배합5 > 배합2 > 배합1
☞ 배합1의 경우 표면 손상 심함, 염수조건에서 35cycle에서 시험 중단
2013년도 설계실무자료집 - 배수공사
159
□ 알칼리 실리카 반응성 시험 결과 (ASTM C 1260)
o 시험 변수
구 분 폐유리 슬러지(wt%) 플라이애시(wt%) 유리골재(wt%) (1.18~2.36mm)
배합1 0 0
0
배합2 10 0
배합3 20 0
배합4 0 10
배합5 10 10
배합6 0 0
25
배합7 10 0
배합8 20 0
배합9 0 20
배합10 10 10
※ 알칼리 실리카 반응 팽창을 유도하기 위해 W.Jin 외 다수에 의해 수행된 알칼리
실리카 팽창 시험에서 팽창성이 가장 큰 입도인 1.18~2.36mm 유리 혼합
o 시험 결과
배합1
배합2
배합3
배합4
배합5
배합6
배합7
배합8
배합9
배합10
☞ 폐유리 슬러지 혼입량이 증가함에 따라 알칼리 실리카 반응에 의한 팽창 감소,
플라이애시 혼입시와 유사한 알칼리 실리카 반응 억제성능 보임
☞ 유리 잔골재를 혼합하여 알칼리 실리카 반응에 의한 팽창을 유도한 배합에서도
유사한 팽창 억제성능이 나타남
2013년도 설계실무자료집 - 배수공사
160
폐유리 품질관리 기준
시험 대상 시험 내용 측정 인자 기준 시험법
폐유리
슬러지 분말
안전성
급속경구 독성시험
GHS
Category
5 이상
첨부 #1
급성피부자극 총점 0
급성안자극 총점 34 이하
기초 물성
SiO2 (%) 68 이상
KS L 3128
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 (%) 78 이상
수분a (%) 15 이하
KS L 5405
강열 감량 (%) 1.1 이하
밀도 (g/cm3) 2.88 이상
분말도 (cm2/g) 4,140 이상
평균입경 (μm) 15 이하
모르타르b
플로 값 비 (%) 재령 무관 87 이하
KS L 5105
활성도 지수 (%)
재령 7일 강도비 85 이상
재령 28일 강도비 100 이상
콘크리트b
슬럼프 재령 무관 (mm) 20~50 KS F 2402
공기량 재령 무관 (%) 6±1 KS F 2421
압축강도
재령 7일 (MPa) 25 이상
재령 28일 (MPa) 30 이상 KS F 2405
재령 90일 (MPa) 32 이상
건조수축 재령 28일 (μm) 360 이하 KS F 2424
동결융해 저항성 동탄성 계수(%)
60 cycle 93.4 이상
KS F 2456
120 cycle 92.6 이상
염소이온 침투
침투깊이(mm)
60 cycle 20 이하
NT BUILD
492
120 cycle 25 이하
확산계수
(×10-12 m2/s)
60 cycle 11.8 이하
120 cycle 12.3 이하
알칼리실리카
반응 팽창
재령 3일 팽창율 (%) 0.008 이하 ASTM C
재령 16일 팽창율 (%) 0.085 이하 1260
a : 분쇄를 위한 최소 함수비
b : 시멘트 중량의 10%가 폐유리 슬러지 분말로 치환된 모르타르와 콘크리트
붙 임 #5
2013년도 설계실무자료집 - 배수공사
161
안정성 시험법
「화학물질유해성시험연구기관의 지정 등에 관한 규정」
1. 급성경구독성시험 : 국립환경과학원고시 제 2010-23호 (별표 5)
2. 급성안자극 및 급성 피부자극시험 : 국립환경과학원고시 제 2010-29호 (별표 5 제 5항)
「예시 : 급성경구독성시험 성적서」
붙 임 #1
2013년도 설계실무자료집 - 배수공사
162
형식별 경제성 검토
(단위 : 원/m, 직접공사비)
구 분 형 식
콘크리트 강도
24MPa 비고
(일반)
30MPa
(일반)
24MPa
(폐유리10%)
L형측구
형식1 6,183
6,373
(증190)
5,830
(감353)
형식2 43,562
44,772
(증1,210)
41,311
(감2,251)
다이크
형식1-1 6,615
6,822
(증207)
6,230
(감386)
형식1-2 7,144
7,368
(증224)
6,728
(감417)
형식2-1
콘크리트
포장연결부
(T=33cm)
6,530
6,733
(증203)
6,153
(감377)
콘크리트
포장연결부
(T=30cm)
6,170
6,360
(증190)
5,816
(감353)
형식2-2
아스콘
포장연결부
(T=33cm)
7,147
7,371
(증224)
6,730
(감417)
아스콘
포장연결부
(T=30cm)
6,775
6,986
(증211)
6,382
(감393)
형식3 6,170
6,360
(증190)
5,816
(감353)
중앙분리대
아스콘포장구간
(일체형)
40,834
41,849
(증1,016)
38,944
(감1,889)
붙 임 #2
