DOI QR코드

DOI QR Code

Heat of Hydration and Thermal Crack Control for Floating Concrete Mass Foundation

부상식 매스콘크리트 기초의 수화열 관리 및 온도균열 제어

  • 이인규 (한국철도기술연구원 정책전략연구실) ;
  • 김광돈 ((주)고려이엔씨기술사사무소) ;
  • 김태욱 (한국철도기술연구원 차륜궤도연구실) ;
  • 이준석 (한국철도기술연구원 차륜궤도연구실)
  • Received : 2009.08.31
  • Accepted : 2009.12.18
  • Published : 2010.01.30

Abstract

A total of 6 stepwise constructions were made for building the floating mass concrete foundation. The optimal curing strategies and specialized construction guidelines were adoptively extracted from the 1.5m cube mock-up test prior to the main concrete work. Two different thermal crack index(TCI) calculations from current construction manual exhibit relatively low values as comparing the measured temperature data. This implies that the hydration-induced cracking could be developed in parts of concrete mass. However, the controversial phenomenons in reality were observed. No significant surface cracks are detected at the successive construction stages. Thereby, this paper raises the question regarding on the existence of characteristic length with varying size and shape of a target specimen which are missing in the current construction manual. The isothermal core area and high thermal gradient area in the edge volume should be identified and be introduced to TCI calculation for the purpose of an accuracy.

부상식 면진기초 매스콘크리트의 시공이 6차에 걸쳐 분리타설로 이루어졌다. 선행 Mock-up실험을 통하여 각각 온도이력계측과 수화열해석이 병행되었고 최선의 양생조건과 시공순서가 부여되었다. 그 결과 수화발열과 냉각시 발생가능한 온도균열은 나타나지 않았다. 그러나 현행 콘크리트 시방서 매스콘크리트편의 온도균열지수의 간이식, 정밀식 모두 낮은 범위의 지수를 나타내었다. 이는 수화열 거동 및 균열예측에 있어 온도균열 발생확률이 높은 것으로 나타나, 실제 타설경과 내용과 상이함을 알 수 있었다. 각 시공단계의 계측 및 해석결과는 대상 부재의 크기와 형상을 고려하여 부재내부를 등온도분포영역과 상대적으로 온도경사가 높은 영역으로 분리할 필요가 있음을 추정케 하였다. 결론적으로, 구조형태별 수화발열/냉각시 온도변화에 보다 민감한 특성두께를 정의하여, 현실적인 온도균열지수를 계산하는 과정과 방법이 필요하다고 사료된다.

Keywords

References

  1. 김광돈, 김춘호, "초기재령하의 양생조건이 매스콘크리트 온도관리에 미치는 영향 연구", 한국콘크리트학회 가을학술발표회 논문집, Vol. 19, No. 2, 2006, pp.1049-1052.
  2. 김광돈, 김춘호, 김정찬, 오성영, "변온대기양생이 매스콘크리트 수화열 및 양생온도에 미치는 영향 연구", 한국콘크리트학회 봄 학술발표회 논문집, Vol. 19, No. 1, 2007, pp.791-794.
  3. 김성수, 조태준, 이정배, "매스콘크리트의 열경사 조절에 의한 수화열과 온도균열의 방지", 구조물진단학회지, Vol. 12, No. 6, 2008, pp.164-172.
  4. 김진근, 김국한, "크리이프와 건조수축영향을 고려한 매스콘크리트에서의 수화열에 대한 온도응력해석", 콘크리트학회 논문집, Vol. 4., No. 3, 1992, pp.101-111.
  5. 김진근, 양은익, "매스콘크리트의 수화열 및 온도응력에 대한 요인", 콘크리트학회지, Vol. 9, No. 3, 1997, pp.15-23.
  6. 오병환, 백신원, "대형콘크리트구조물의 수화열 예측 및 균열 제어 연구", 콘크리트학회논문집, Vol. 7, No. 1, 1995, pp. 97-108.
  7. 오병환, 전세진, 유성원, "매스콘크리트 구조물의 연속분할타설시 타설블록의 크기 및 타설순서를 고려한 합리적인 수화 열해석", 콘크리트학회논문집, Vol. 11, No. 3, 1999, pp. 59-67.
  8. 이상수, "매스기초에 적용되는 콘크리트의 수화열 해석을 통한 온도균열 제어방안", 레미콘, 제91호, 2007, pp.31-50.
  9. 전세진, "범용구조해석 프로그램에서 수화열응력의 올바른 산정을 위한 제언", 한국콘크리트학회지, Vol. 14, No. 6, 2002, pp.82-87.
  10. 전세진, 최명성, 김영진, "내부구속에 의한 수화열 균열의 개선된 평가방법", 콘크리트학회 논문집, Vol. 18, No. 5, 2006, pp.677-685.
  11. 한국콘크리트학회, 콘크리트 표준시방서 해설, 2004.
  12. Neville, A.M., Properties of Concrete 4th Eds., John Wiely & Sons, Inc., 2004, pp.359-405.
  13. Willam, K., Rhee, I. and Shing, B., "Interface Damage Model for Thermodynamical Degradation of Heterogeneous Materials", Computer Methods in Applied in Mechanics and Engineering, Vol. 193, 2004, pp.3327-3350. https://doi.org/10.1016/j.cma.2003.09.020
  14. Willam, K., Rhee, I. and Xi, Y., "Thermal Degradation in Heterogeneous Concrete Materials", J. of Materials in Civil Engineering, ASCE, Vol. 17, No. 3, 2005, pp. 276-285. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(2005)17:3(276)
  15. Midas IT Inc., Midas-Civil: On-line Manual, 2009.
  16. Mehta, P.K. and Monteiro, P.J.M., Concrete: Microstructure, Properties and Materials, McGraw-Hill, 2006, pp.230-251.