잔골재 조합에 따른 초고성능 콘크리트의 압축강도 및 압축성 충진밀도의 특성에 관한 연구

A Study on the Characteristics of Compressive Strength and Compressible Packing Density of Ultra-High-Performance Concrete according to Sand Combination

본 연구에서는 압축성 충진밀도 기법(CPM)을 활용한 초고성능 콘크리트(UHPC)의 배합설계 가능성을 판단하고자, 2호, 4호, 6호, 7호사 잔골재를 대상으로 2성분계 조합에 따른 충진밀도를 분석하였다. 잔골재 혼합비의 실험적 충진밀도를 기반으로 CPM의 입자간 상호작용계수를 보정하였으며, 이를 통해 2호사/7호사 70/30% 조합에서 최대 충진밀도를 갖는 최적 잔골재 조합을 도출하였다. 이 조합을 적용한 UHPC 압축강도 실험 결과, 2호사/7호사 80/20% 비율에서 150 MPa로 최대 강도가 발현되었으며, CPM 기반 UHPC 충진밀도 역시 80/20% 및 70/30% 조합에서 가장 높게 나타났다. UHPC의 CPM 기반 충진밀도와 압축강도는 결정계수 R2 = 0.92의 2차 함수 관계를 보였다.

This study aims to assess the feasibility of a mix design for ultra-high-performance concrete (UHPC) using the compressible packing model (CPM). To this end, the packing densities of binary combinations of Nos. 2, 4, 6, and 7 fine aggregates were analyzed. The particle interaction coefficients of the CPM were calibrated based on the experimental packing densities of fine aggregate mixtures. The optimal fine aggregate combination, exhibiting the maximum packing density, was derived at 70/30% of No. 2/No. 7 sand. In the subsequent UHPC compressive strength tests, the maximum strength of 150 MPa was achieved at an 80/20% ratio of No. 2/ No. 7 sand. The CPM-based UHPC packing density was also highest at the 80/20% and 70/30% combinations. The CPM-based packing density and compressive strength of UHPC exhibited a quadratic relationship with a coefficient of determination of R2 = 0.92.