표제지
목차
국문요약 16
제1장 서론 17
1.1. 연구 배경 및 목적 17
1.2. 연구 내용 및 범위 19
1.3. 논문 구성 20
제2장 이론적 고찰 및 연구동향 21
2.1. 해양콘크리트 정의 및 열화원인 21
2.1.1. 정의 및 연구동향 21
2.1.2. 해양환경에서의 콘크리트 열화원인 33
2.2. 해양콘크리트 부유체 손상 55
2.2.1. 정의 및 연구동향 55
2.2.2. 균열 저감을 위한 콘크리트 보강용 섬유종류 및 특성 64
2.2.3. 해수에 의한 콘크리트의 손상 저감을 위한 혼화재료 75
2.3. 해양콘크리트 부유체 설계기준 90
2.3.1. 정의 및 연구동향 90
2.3.2. 해양콘크리트 부유체의 설계 필요 요소 90
2.3.3. 해양콘크리트 부유체의 설계기준 93
제3장 해양콘크리트 부유체 품질 특성 103
3.1. 개설 103
3.2. 실험 개요 104
3.2.1. 실험 계획 104
3.2.2. 사용 재료 106
3.2.3. 실험 방법 108
3.3. 실험결과 및 고찰 117
3.3.1. 고로슬래그 혼입 모르타르 품질 특성 117
3.3.2. 섬유보강 콘크리트 품질 특성 122
3.3.3. 현장 적용을 위한 간이 Mock-up test 132
3.4. 소결론 135
제4장 해양콘크리트 부유체 구조 성능 136
4.1. 개설 136
4.2. 염해에 대한 해양콘크리트의 성능 평가 140
4.3. 해양콘크리트 부유체의 균열 평가 142
4.3.1. 섬유 보강된 콘크리트의 균열 및 인장강도 142
4.3.2. 섬유 보강된 콘크리트의 인장강도 보정 145
4.4. 해양콘크리트 부유체의 구조 평가 146
4.4.1. 해양콘크리트 부유체의 구조평가검토 방법 146
4.4.2. 해석 결과 149
4.5. 소결론 153
제5장 해양콘크리트 부유체 경제성 154
5.1. 개설 154
5.2. 해석 개요 155
5.2.1. 해석 계획 155
5.2.2. 해석 요소 157
5.2.3. 해석 방법 159
5.3. 해석결과 및 고찰 161
5.3.1. LCC 분석 163
5.3.2. 탄소저감 성능 169
5.4. 소결론 172
제6장 종합 결론 173
참고 문헌 175
Abstract 181
표 2.1. 재료적 관점 부함의 종류 24
표 2.2. 콘크리트 균열 발생원인 57
표 2.3. 균열의 특징 60
표 2.4. 섬유별 주요 사양 및 특성 69
표 2.5. 나일론, 폴리프로필렌, 유리섬유(E-glass) 및 바잘트 섬유별 특성 70
표 2.6. 고로슬래그 미분말의 품질(KS F 2563) 77
표 2.7. 플라이애시 품질규정 83
표 2.8. 섬유보강 콘크리트의 쪼갬인장강도 추정식 92
표 2.9. 내구성으로 정해지는 최소 단위 결합재량 94
표 2.10. 공기연행 콘크리트 공기량의 표준값 95
표 2.11. 특수 환경에 노출되는 콘크리트의 피복두께 95
표 2.12. 영역별 물시멘트비와 압축강도 ACI 기준 97
표 2.13. 영역별 철근의 피복두께 97
표 2.14. 적용부위(zone)별 고려사항 99
표 2.15. 영역별 물시멘트비와 압축강도 국내기준 99
표 2.16. 시멘트 시험 100
표 3.1. 실험계획 및 내용 105
표 3.2. 실험 변수 105
표 3.3. 화학성분 및 물리적 성질 106
표 3.4. 잔골재의 물리적 성질 106
표 3.5. 골재의 물리적 성질 107
표 3.6. 폴리칼본산계 고성능 유동화제의 물리적 성질 107
표 3.7. 섬유보강 콘크리트 배합표 111
표 3.8. 공기량 측정값 124
표 3.9. 염소이온의 확산계수 분석결과 129
표 3.10. Mock-up test 배합표 132
표 3.11. Mock-up test 휨인장 실험 결과 133
표 4.1. 해상구조물에 따른 표면염화물량과 준공에서 부터의 증가율 139
표 4.2. 해석 주요 조건 140
표 4.3. Life 365 해석결과 141
표 4.4. 휨인장실험에 의한 균열폭 비교 143
표 4.5. 실험에 의한 공시체의 쪼갬인장강도 비교 143
표 4.6. 부함에 작용 하중 146
표 4.7. 부함의 제원 146
표 4.8. 부함의 계수하중 149
표 4.9. 부함의 철근 검토 150
표 4.10. 실시설계 및 금회 설계의 압축강도에 기초한 균열 검토 151
표 4.11. 기대효과 151
표 5.1. 전라남도 G지역의 부잔교 공사비용 161
표 5.2. 부잔교의 재료비 163
표 5.3. 재료비 LCC평가 반영요소 및 기존 금액 164
표 5.4. 재료비의 수량변경에 따른 공사비 저감 감소율 165
표 5.5. 사용기계 총괄표 166
표 5.6. 필요인력 167
표 5.7. 유지관리를 위한 수명주기 가정표 168
표 5.8. 고로슬래그 미분말의 콘크리트의 혼입에 관한 CO₂ 배출량 평가 169
표 5.9. CO₂ 배출 원단위 및 단가 170
표 5.10. 운송장비별 CO₂ 배출량 평가 171
표 5.11. CO₂ 배출량 분석 171
표 5.12. 경제성 분석(배합비 변경) 171
그림 2.1. 해저지반에 계류삭 연결방식 23
그림 2.2. 섬유와 매트릭스의 응력-변형도 관계 26
그림 2.3. 섬유보강 콘크리트의 파괴특성 26
그림 2.4. 섬유의 인발특성 및 섬유보강 콘크리트의 파괴 메카니즘 27
그림 2.5. 콘크리트 중의 철근 부식 메카니즘 36
그림 2.6. 염소이온에 의한 철근 부식 메카니즘 37
그림 2.7. 동결융해의 수압설 메카니즘 42
그림 2.8. 동결융해의 정수압설 메카니즘 43
그림 2.9. 동결융해의 침투압설 메카니즘 44
그림 2.10. 크기에 따른 공극의 종류 45
그림 2.11. 시간별 균열 폭에 따른 염화물 및 수분 누적 흡수량 52
그림 2.12. 수치파동실험의 모델링 54
그림 2.13. 수치파동실험에 따른 동파력 54
그림 2.14. 콘크리트 균열의 원인 56
그림 2.15. 초기균열의 응력분포 및 전달 길이 61
그림 2.16. 바잘트 섬유종류 및 형상 69
그림 2.17. 섬유의 방향성 72
그림 2.18. 유효 섬유길이의 인장과 섬유길이의 관계 73
그림 2.19. 골재의 크기에 따른 섬유의 배열 74
그림 2.20. 고로슬래그 미분말 치환율과 AE제 첨가량의 관계 78
그림 2.21. 고로슬래그 미분말 치환율 별 재령경과에 따른 단열 온도 상승 81
그림 2.22. 플라이애시의 혼합률과 콘크리트 압축강도와의 관계 85
그림 2.23. 실리카흄의 혼합률과 단위수량의 관계 88
그림 2.24. 실리카흄의 혼합률과 AE제 사용량과의 관계 88
그림 2.25. 실리카흄의 필러효과 89
그림 3.1. 모르타르 믹서기 108
그림 3.2. 모르타르의 플로우 시험방법 109
그림 3.3. 압축강도 및 휨강도 시험방법 110
그림 3.4. 콘크리트 믹싱방법 112
그림 3.5. 콘크리트 믹서기 112
그림 3.6. 슬럼프 플로 시험 113
그림 3.7. 공기량 시험 113
그림 3.8. 역학적 특성 실험 114
그림 3.9. 동결융해 시험 116
그림 3.10. 염소이온침투시험 116
그림 3.11. GGBF 혼합률과 플로우의 관계 117
그림 3.12. 재령에 따른 GGBF 혼합률과 압축강도의 관계 119
그림 3.13. 재령에 따른 GGBF 혼합률과 휨강도의 관계 120
그림 3.14. 섬유종류와 600 mm 도달시간의 관계 122
그림 3.15. 섬유종류와 슬럼프 플로우의 관계 123
그림 3.16. 재령에 따른 섬유종류와 압축강도의 관계 125
그림 3.17. 재령에 따른 섬유종류와 휨강도의 관계 126
그림 3.18. 섬유종류와 쪼갬 인장강도의 관계 127
그림 3.19. 섬유종류와 염소이온 침투깊이의 관계 128
그림 3.20. 동결융해사이클과 상대동탄성계수의 관계 131
그림 3.21. Mock-up test 전경 133
그림 3.22. 배합별 Mock-up test 부재 초기균열 검토 134
그림 4.1. 접안시설의 계획평면도 137
그림 4.2. 접안시설의 표준단면도 137
그림 4.3. Life 365 프로그램 139
그림 4.4. 휨인장실험의 공시체 제원 및 실험전경 142
그림 4.5. 추정식에 따른 압축강도와 쪼갬인장강도의 관계 144
그림 4.6. 부함의 일반도(상화도항 실시설계, 2021) 147
그림 4.7. Linear Spring 148
그림 4.8. 하중 방향에 따른 계류삭의 장력 작용 148
그림 4.9. 해석 모델 148
그림 4.10. 철근 배근도 152
그림 5.1. 시설물 전체의 LCC분석 프로세스 160