콘크리트의 부등건조수축으로 인한 응력의 해석

Stress Analysis for Differential Drying Shrinkage of Concrete

콘크리트의 건조수축은 수분확산과 밀접한 관계가 있으며, 수분확산과정은 온도와 습도에 의해 많은 영향을 받는다. 또한 물-시멘트비나 골재의 품질등에 의해서도 영향을 받기 때문에 고차의 비선형성을 보인다. 이 연구에서는 먼저 시간에 따른 콘크리트내의 수분분포를 해석하는 프로그램을 개발하고, 그리고 크리이프 및 온도와 숙성도에 따른 탄성계수의 변화를 고려하여 부등건조수축 및 부등응력을 계산하는 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램에 의한 해석값들을 BP-KX 모델에 의해 계산된 건조수축값 및 실험값과 비교하여 좋은 결과를 보여 주었으며, 콘크리트내의 응력은 시간과 위치에 따라 정량적으로 계산되었다.

The drying shrinkage of concrete has a close relation to the water movement. Since the diffusion process of water in concrete is strongly dependent on the temperature and the pore humidity, the process is highly nonlinear phenomena. This study consists of two parts. The first is the development of a finite element program which is capable of simulating the rnoisture distri- ,bution in concrete, and the other is the estimation of the differential drying shrinkage and stress considering creep by using the modified elastic modulus due to inner temperature change and maturity. It is shown that the analytical results of this study are in good agreement with experlimental data in the literatures, and results calculated by BP-KX model. The internal stress caused by moisture distribution which was resulted from the diffusion process, was calculated :quantitatively. The tensile stress which occured in the drying outer zone mostly exceeded the tensile strength of concrete, and necessarily would result in crack formation.