Abstract
This paper presents the experimental results on volumetric changes in ordinary portland cement concrete made with various water-to-cement ratios(W/C's) ranging from 0.32 to 0.50 and cured in low different conditions. Curing regimes employed in this work were designed to exhibit autogenous and drying shrinkage as well as swelling of concrete. The concrete avoided any moist evaporation(Regime f showed only autogenous shrinkage and the lower the W/C, the feater the autogenous shrinkage. The concrete exposed to air drying conditions at $20{\pm}1^{\circ}C$ and $60{\pm}3%$ RH after 6-day water curing at $20{\pm}1^{\circ}C$(Regime II) swelled and then started to shrink. The maximum swelling value of concrete developed in water curing was between 15 and $40{\pm}10^{-6}$, and the greatest total shrinkage(autogenous+drying shrinkage) was obtained for the mixture made with W/C of 0.32. The concrete let to air drying conditions(Regime III) showed greater total shrinkage compared to the concrete cured in Regime II. The concrete exposed to air drying condition after 6-day sealed curing(Regime IV) exhibited slightly smaller total shrinkage than that of the concrete cured in Regime III. Net drying shrinkage that can be derived from the results of Regime I, III, and IV increased as the W/C increased despite of similar total shrinkage. This result indicated that drying shrinkage governs total shrinkage of high-W/C concretes. In other words, a portion of autogenous shrinkage in total shrinkage increased in low-W/C concretes. Therefore, it should be controlled in terms of cracking potential. Finally, total shrinkage of high-strength and high-performance concrete made with low W/C can be effectively reduced by appropriate early moisture curing.
본 연구에서는 서로 다른 양생 조건하에서 W/C가 0.32~0.50인 콘크리트의 체적 변화를 실험을 통해 조사하였다. 콘크리트의 팽창뿐만 아니라 자기수축 및 건조수축을 측정하기 위해 4개의 서로 다른 양생 방법이 적용되었다. 밀봉을 통하여 수분 증발을 억제한 양생(조건 I)에서의 콘크리트는 자기수축만을 나타내었으며, W/C가 낮을수록 자기수축이 증가하였다. 처음 6일간 수중 양생한 후 $20{\pm}1^{\circ}C,\;60{\pm}3%$ RH의 조건에 노출시킨 기건 양생(조건 II)에서는 콘크리트가 팽창하였다가 수축하였다. 최대 팽창량은 $15{\sim}40{\pm}10^{-6}$ 정도였으며, W/C가 0.32인 콘크리트에서 가장 큰 전체 수축(자기수축+건조수축)량을 보였다. 처음부터 기건 양생(조건 III)한 콘크리트의 전체 수축은 양생 조건 II에서보다 증가하였다. 6일간의 밀봉 양생 후 기건 양생(조건 IV)한 경우에는 전체 수축이 양생 조건 III에 비해 다소 줄어들었다. 양생 조건 I, III, IV에서의 수축 결과로부터 순수한 건조수축량을 구할 수 있으며, 전체 수축량은 비슷함에도 불구하고 W/C가 증가함에 따라 건조수축이 증가하였다. 이는 W/C가 큰 콘크리트에서는 건조수축이 전체 수축을 지배함을 의미한다. 다시 말해, W/C가 낮은 콘크리트인 경우 전체 수축에서 자기수축이 차지하는 비율이 증가하기 때문에 잠재적인 균열 발생 측면에서 자기수축에 대한 검토가 반드시 요구된다. 결론적으로, 고강도 또는 고성능 콘크리트의 전체 수축은 적절한 초기 수중 양생을 통하여 효과적으로 줄일 수 있을 것으로 판단된다.
