콘크리트의 압축강도별 기체 투과 특성 평가 (Evaluation of Air Permeability Characteristics of Concrete According to Compressive Strength)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 25권 / 12호 / 321 ~ 327페이지
· 저자명 : 강재윤, 안기홍

초록

본 연구에서는 미래 초고속 교통수단으로 주목받고 있는 하이퍼루프 시스템의 인프라 건설에 있어서 콘크리트재료 적용 가능성을 평가하기 위한 실험 연구를 수행하였다. 콘크리트 압축강도에 따른 진공 환경 유지성능 평가하기위하여 압축강도 40 MPa의 보통 콘크리트와 80~180 MPa의 초고성능 콘크리트(Ultra High Performace Concrete, UHPC)를 주요 대상으로 하였다. 일반적인 투기성능 측정 시험법인 토렌트(Torrent) 시험법을 이용하여 콘크리트 압축강도별 투기계수를 측정한 결과, 보통 콘크리트에 비해 UHPC의 투기계수가 300배 이상 작은 값을 보여 기밀 성능이상대적으로 매우 우수한 것으로 나타났다. 하이퍼루프 시스템의 진공도 운영 범위인 1/1000~1/100 atm 범위에 대한기밀성능을 비교하기 위하여 내경 600 mm의 튜브 시편으로 수행한 진공 실험에서는 진공도 유지 시간이 보통 콘크리트가 약 45분, UHPC가 20 시간 진공압을 유지하는 것으로 나타나 UHPC가 월등히 우수한 기밀성능을 갖는 것으로나타났다. 실험 결과로부터 하이퍼루프 인프라의 진공환경 유지 성능을 만족하기 위해서는 미세공극이 적은 UHPC 재료가 적합함을 알 수 있었으며, 향후 UHPC 재료의 공극률을 정량적으로 측정 비교하고, 튜브의 크기 효과를 고려한 진공압 유지 성능을 평가할 것으로 판단된다.

영어초록

This study examined the applicability of concrete materials for constructing infrastructure in the emerging Hyperloop transport system, emphasizing the vacuum performance of concrete relative to the compressive strength. The study used normal concrete with a 40 MPa compressive strength and ultra-high-performance concrete (UHPC) with strengths between 80 and 180 MPa were used to assess the vacuum sustainability or air-tightness properties. A Torrent test, a common method for permeability measurement, showed that the permeability coefficient of UHPC was over 300 times lower than standard concrete, confirming that UHPC has superior air-tightness compared to normal concrete. In further vacuum tests on a 600 mm-diameter tube specimen, UHPC maintained vacuum levels for more than 20 hours compared to just 45 minutes for normal concrete, underscoring the suitability of UHPC for the vacuum environment requirements of a Hyperloop system. Thus, UHPC, with fewer microvoids, is optimum for maintaining a stable vacuum in Hyperloop infrastructure. Future research will quantify UHPC porosity and evaluate the vacuum performance while considering the scale effect in larger tubes.

참고자료

· 없음