1. No category

K-UHPC 재료 특성
Material Characteristics of K-UHPC
*
고 경 택
Koh, Kyung Taek
류 금 성
**
Ryu, Gum Sung
박 정 준
**
김 성 욱
Park, Jung Jun
*
Kim, Sung Wook
ABSTRACT
Ultra High Performance Concrete(UHPC) has very high compressive and tensile strength,
ductility as well as good durability. This paper introduces the materials, mix proportions, curing
method, mechanical properties, shrinkage characteristics and durability of K-UHPC developed by
Korea Institute of Construction Technology(KICT).
요 약
UHPC는 기존 콘크리트에 비해서 압축·인장강도 및 인성은 물론 내구성도 뛰어난 콘크리트이다.
이 논문은 한국건설기술연구원에서 개발한 UHPC인 K-UHPC의 구성재료, 배합, 양생방법 및 역학적
특성, 수축특성, 내구특성에 대해서 소개한다.
1. 서 론
한국건설기술연구원에서 독자적으로 압축강도 180MPa 이상의 초고성능 콘크리트(K-UHPC)를 개
발하고 있다. 이 K-UHPC는 인장강도, 수축 등의 성능과 경제적인 측면에서 세계적인 수준으로 평
가 받고 있으며, 이를 기반으로 사장교를 비롯한 교량에 활용되고 있다. 이 논문에서 K-UHPC의
구성재료, 배합 및 양생방법, 역학적 특성, 수축특성 및 내구특성 등 재료특성에 대해 소개한다.
2. K-UHPC의 재료특성
2.1 재료구성 및 배합
K-UHPC는 초고강도, 고인성, 자기충전성 및 고내구성
을 갖춘 시멘트 복합물이다. 굵은 골재의 사용을 배제하고
구성재료의 입자 크기와 간격을 최소화하여 수화물과 채
움재의 입자 간격을 최대한 좁혀 밀도를 높인 복합물이다.
그림 1. K-UHPC의 배합 일례
그림 1은 K-UHPC의 배합 일례이다.
* 정회원, 한국건설기술연구원 인프라구조연구실, 연구위원
** 정회원, 한국건설기술연구원 인프라구조연구실, 수석연구원
한국콘크리트학회 2012 가을 학술대회 논문집
K-UHPC의 시공성 확보를 하기 위해 다량으로 사용하는 고성능 감수제의 국산화는 물론 사용량
을 줄여 제조비용을 절감하였으며, 제조의 효율성을 높이기 위해 전용 믹서를 개발하여 배치 플랜
트를 운영하고 있다. 그리고 K-UHPC의 인장강도 및 인성을 향상시키기 위해 다양한 강섬유를 단
독 또는 하이브리드 형태로 사용하고 있다.
2.2 K-UHPC의 역학적 특성
그림 2는 강섬유의 혼입률에 따른 K-UHPC의 인장강도 분포이다. 직경 0.2mm, 길이 20mm와
16mm를 1%씩 혼합한 K-UHPC는 동일한 혼입률에서 인장강도 17MPa 정도 달성하였고, 직경
0.16mm, 길이 16mm를 2% 사용한 경우에는 19MPa 이상을 달성하는 것으로 나타났다. 이것은 동
일한 강섬유 혼입률 범위내에서 세계에서 가장 뛰어난 인장강도로 분석된다. 그림 3은 K-UHPC를
"Super Bridge" 프로젝트 설계 및 해석에 반영할 수 있도록 직접인장강도에 대해 도수분포를 구한
값이다.
25
인장강도(MPa)
20
15
D0.2mm
10
5
D0.16mm
0
0
1
2
3
13mm
16mm
20mm
13(1%)+16(0.5%)
16(1%)+20(0.5%)
16(0.5%)+20(1%)
13(1%)+20(1%)
16(1%)+20(1%)
13mm
16mm
T16(0.5%)+20(1%)
T0.2-20mm
4
5
6
섬유혼입률(Vf%)
그림 2. 강섬유 혼입률에 따른 직접인장강도
그림 3. K-UHPC의 직접인장강도
2.3 K-UHPC의 수축 및 내구특성
UHPC는 건조수축이나 크리프는 무시할 정도로 아주 작으나, 초기재령에서 자기수축이 크게 발생
하나, K-UHPC는 수축저감재료를 적절히 사용하여 전체적으로 수축변형률은 고강도 콘크리트와 비
슷한 수준 이하로 제어가 가능하다. 그리고 K-UHPC는 아주 밀실한 시멘트 조직을 가지고 있으므
로 내구성이 탁월하며, 염소이온 침투에 대한 내구수명이 200년 이상 확보가 가능하는 것으로 분석
된다.
3. 결 론
본 논문에서 한국건설기술연구원에서 개발한 K-UHPC의 재료구성, 배합, 역학적 특성 그리고 수
축 및 내구특성 등 재료특성에 대해 기술하였다. K-UHPC는 교량 등 적용할 경우, 내구수명을 획
기적으로 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조비용을 외국산 대비 70% 이상 저감시켰기 때문에 경
제적으로 다양한 부재에 적용이 가능할 것이다.
감사의 글
본 연구는 한국건설기술연구원 주요사업(초고성능 콘크리트 활용기술 개발)의 연구비 지원에 의
해 수행되었습니다.
참고문헌
1. 고경택 외, “하이브리드 사장교용 초고성능 콘크리트의 인성 향상 기술 개발 연차보고서”, 한국건
설기술연구원, 2009, 2010, 2011.