Development of Predication Model of Early-Age Concrete Strength by Maturity Concept

성숙도 개념을 이용한 콘크리트 초기강도 예측 모델 개발 연구

Maturity is expressed as the integral of time and temperature of concrete above a datum temperature. The maturity concept proposes that concrete of the same mix at the same maturity has the same strength, whatever combination of temperature and time makes up that maturity. In this study, the Nurse-Saul function which was proposed to account for the effects of temperature and time on strength developrnent is used in computing maturity. After existing various functions are considered to relate concrete strength to the maturity value, new strength-maturity function is proposed. Tests ;ire conducted in order to determine d datum temperature and compare prechction value with measured concrete strength. The constants in proposed prediction equation are determined from test results, and the equation is adopted to predict the strength of slab. The slab was cast in the laboratory from the same batch of mold, and cores are cut from slab in order to estimate the actual strength. These values are used to compare with predicted value. The present study allows more realistic determination of early-age strength of concrete and can be efficiently used to control the quality in actual construction.

성숙도는 콘크리트의 양생 온도이력에서 구해지는 것으로 초기강도 예측을 위한 하나의 유용한 지표가 될 수 있다. 즉 성숙도 이론은 배합이 동일할 때 성숙도 값이 같으면 강도값은 같다는 이론이다. 본 연구에서는 성숙도 법칙의 이론적 전개과정을 살펴보고 그 값을 계산하기 위하여 가장 널리 알려진 Nurse-Saul함수를 검토하였다. 또한 성숙도 함수와 기준온도(datum temperature) 설정을 위한 일련의 포괄적인 실험연구를 수행하였다. 성숙도를 강도값에 연관시키기 위한 여러 가지 성숙도-강도함수를 비교해보고 그 장단점을 분석해 보았으며 이를 통하여 유용한 강도예측함수를 제안하였다. 성숙도 이론의 적용에 있어서 고려해야 할 변수들을 도출하기 위하여 양생조건과 시멘트의 종류, 그리고 물-시멘트비등을 달리 하였으며 이 경우에는 습도나 초기양생온도 등이 변수로 채택되었다. 마지막으로 제안된 함수의 타당성과 정확성을 검증하기 위하여 콘크리트 슬래브를 타설하고 시간단계별로 콘크리트 코아를 채취하여 예측된 강도값과 비교하여 보았다. 본 논문은 실제 콘크리트 구조물의 초기강도 예측을 위해 매우 유용할 것으로 사료되며 현장품질관리에 효율적으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.