Hydration Heat Analysis of Mass Concrete considering Heat Transfer Coefficient and Hydration Heat Difference

수화발열량차 및 열전달계수 변화를 고려한 매스콘크리트의 수화열 해석

In recent large-scale structures, as mass concrete type structure is frequently applied to the building, temperature crack due to hydration heat needs to be considered. Since a volume change is internally or externally restricted in a mold after placing concrete, temperature crack of mass concrete takes place. By this reason, the reduction method to control this crack is required. In this study, low heat mixture and hydration heat difference is used to execute the analysis of hydration heat, considering the changes of heat transfer coefficient according to curing conditions and block placement of mass concrete. For the analytical modelling, original portland cement and concrete of low heat mixture are placed in the upper and lower payer, respectively. A convection boundary condition is fixed because mass concrete of block placement is characterized by the difference of mold form and curing condition. Through the analysis results considering the changes of low heat mixture, block placement, and heat transfer coefficient, we check out the temperature and stress distribution and analyze the temperature crack reduction effect.

최근 대규모화된 건축 구조물에서 매스콘크리트 형식의 구조체가 많이 적용됨에 따라 수화열에 의한 온도균열의 발생이 가장 큰 문제점으로 대두되고 있다. 매스콘크리트의 온도균열은 타설 후 시멘트의 수화열에 의한 온도상승 및 강하에 따라 생기는 체적변화가 내부 또는 외부적으로 구속을 받아 발생하는 것으로, 이를 제어하기 위한 수화열 저감대책이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 저발열배합 및 수화발열량차를 이용하여 분할타설된 매스콘크리트를 대상으로 양생조건에 따른 열전달계수 변화를 고려한 수화열 해석을 수행한다. 이를 위한 해석모델은 분할타설을 고려하여 상부층은 일반콘크리트를 타설하고 하부층은 저발열배합 콘크리트를 타설한다. 분할타설된 매스콘크리트는 외기노출 부분과 거푸집 부분, 양생조건부분이 다르기 때문에 그에 따른 대류경계조건을 설정한다. 이에 따라 저발열배합 및 분할타설, 열전달계수 변화 등을 고려한 수화열 해석결과를 통해 온도분포 및 응력분포를 확인하고, 온도균열저감효과를 분석한다.