354

6-2 플라이애시 콘크리트포장 배합설계 적용방안 검토 설 계 처-2690

(2009. 5. 19)

1. 검토배경

플라이애시를 사용한 콘크리트 포장(알카리-실리카 반응 억제) 설계 적용방안을 검토코자 함.

※ 플라이애시 콘크리트 포장배합 심의결과(도로교통연구원, 2009. 2)

○ ASTM C 1260 시험방법에 의해 14일에 0.1% 이상 팽창이 발생하는 골재를 사용하는 콘크리트포장에 대해 알카리-실리카 반응

(ASR) 저감을 위하여 플라이애시를 혼합토록 적용

- 혼합 방법 : 현장배치플랜트 또는 프리믹스 혼합 방법

- 포장설계 배합(안)

구분

설계

기준

강도

(MPa)

골재

최대

치수

(cm)

슬럼프

(cm)

공기량

(%)

물/

시멘트

비

(%)

잔골

재율

(%)

단위재료투입량(kg/m3)

물 시멘트

플라이

애시

잔골재

굵은

골재

AE 감수제

AE제

(g)

감수제

(kg)

기존 4.5 32 4～6 4～6 45 38 147 326 - 692 1,122 - 0.963

개선 4.5 32 4～6 5～7 43 36 150

280이상

(80%)

70이상

(20%)

630 1,150

70

(CF*0.02)

1.050

(CF*0.3)

개선

(한중)

4.5 32 4～6 5～7 43 36 159

300이상

(81%)

70이상

(19%)

610 1,110

74

(CF*0.02)

1.110

(CF*0.3)

※ 현장의 골재상태와 플라이애시 및 혼화제 특성에 따라 현장배합실시 필수

355

2. 시행현황

□ 우리공사

구 분 구간(STA) 연장(m) 시행시기 비 고

익산～장수고속도로 9+814～10+000 180 2006. 11

시험시공

부산～울산고속도로 3+140～ 3+940 800 2008. 7

○ 시행목적 : 알칼리-골재 반응을 억제방안 시험시공

○ 적용내용 : 시멘트 중량의 20% 플라이애시 대체

※부산～울산고속도로 : 프리믹스 플라이애시시멘트 사용

○ 효과분석

구 분 주요내용 비 고

블리딩 시간경과에 따라 블리딩이 크지 않음

동결-융해 특성 내구성(동결-융해) 측면에서 유리

휨강도

일반콘크리트에 비해 약간 낮은 강도 발현

※ 28일이후 장기강도 지속적으로 발전

-28일 재령 휨강도 :

4.22Mpa

-90일 재령 휨강도

: 5.31Mpa

□ 국도, 지방도

○ 플라이애시를 혼합한 콘크리트(구조물, 부대공 등)를 사용중

※ 부체도로 시공시에도 플라이애시를 혼합 사용(지방도)

○ 플라이애시 혼합비율 : 5～25%

○ 우리공사와 같이 별도의 표준배합표는 없고, 감리원의 레미콘

공급원승인을 통하여 콘크리트를 수급

356

3. 플라이애시 수급현황 및 문제점 분석

□ 플라이애시 수급현황 분석(2007년 기준)

○ 생산시설 : 태안화력 등 7개 발전소

⇨ 재활용량 : 405만ton

○ 최근 2년간 고속도로 준공현황

구 분 2007 2008 비 고

준공 고속도로연장(km) 250 33.3 4차로 기준

플라이애시 소요물량(ton) 86,000 11,455 344ton/km당

○ 분석결과

- 관련 협회(사단법인 한국석탄회 재활용협회) 확인결과

․정제 플라이애시는 대부분 레미콘회사 시멘트 대체재로 사용

※ 연간 약 “350만톤” 사용

․추가건설 발전소(8기) 가동으로 플라이애시 발생량 증가 예상

(연 150여만톤)

- 따라서 전체 포장콘크리트에 소요될 것으로 예상되는 플라이애시

량은 전체 생산량과 비교시 확보에 문제가 없을 것으로 판단됨

□ 플라이애시 콘크리트의 품질관리상 문제점

○ KS규격에 미달되는 플라이애시 공급 우려

○ 온도에 따른 강도발현이 늦어짐에 따른 줄눈커팅시기 지연

(온도 낮은시기 : 초봄, 늦가을 등)

⇨ 철저한 품질관리 등을 통한 해소대책 강구 가능

357

4. 추진방안

□ 설계 시행방안

구 분 전구간 적용 일부구간 적용 비 고

개 요

토질조사(터널, 절토부, 토취장)

결과와 상관없이 포장설계시

전 구간에 대하여 플라이애시

시멘트 설계 반영

토질조사(터널, 절토부, 토취장)

결과 알카리 골재 반응구간에

대하여 부분적으로 플라이애시

시멘트 설계 반영

특 징

- 품질확보 및 경제적인 설계

시행

- 시공시 설계변경 불필요

- 현장 세부조사를 통하여 적용

방안을 재검토토록 조사비용

설계 반영도 필요

- 시공시 설계변경 요인으로 작용

공 사 비 39,245원/㎥ 41,354원/㎥

적용방안 ○

□ 플라이애시 혼합시 적용방법

구 분 현장배치플랜트 프리믹스 비 고

개 요

배치플랜트에 별도의 플라이애시

사일로와 계량장치 설치 생산

시멘트 공장에서 미리 혼합된

플라이애시시멘트를 생산

특 징

- 품질관리 측면 보통

- 경제성 유리

- 품질관리 측면 유리

- 경제성 불리

공 사 비 39,245원/㎥ 50,188원/㎥

적용방안 ○

358

5. 검토결과

○ 경제성 및 유지관리 효율성 등을 고려하여 포장설계시 전 구간에

플라이애시 콘크리트 배합(안)을 적용

※ 시공시 반응성골재 사용구간은 필히 심의결과 배합기준을 적용

하고, 기타 반응성 골재가 발생되지 않는 구간은 플라이애시 수급

여건 등을 고려 배합기준 범위내에서 플라이애시 배합비율을

조정(0～20%)하여 적용 가능

○ 혼합방법은 플랜트 혼합방법을 적용

※ 현장여건에 따라 시공자 부담으로 “프리믹스”방법도 적용 가능

6. 적용방안

○ 2009. 5월 이후 설계중인 노선부터 적용

붙 임 : 1. 공사시방서 1부

2. 단가설명서 및 산출서 1부.