An Advanced Assessment Strategy of Thermal Cracks Induced by Hydration Heat and Internal Restraint

Control of the temperature difference across a section is an effective strategy to minimize the hydration-heat-induced cracks for the structures where internal restraint is dominant. The domestic code, however, overestimates probability of the crack occurrence judging from the foreign codes and construction experiences of real structures. Therefore, the background of the equation presented in the domestic code was investigated step by step to examine validity of the equation, and, as a result, it was found that the equation is established on a basis of simple elastic model where the change of elastic modulus in an early age is not considered. An advanced assessment strategy was proposed taking into account the hypoelastic model which corresponds to an incremental constitutive equation. The presented procedure resulted in an increased crack index, i.e. decreased crack risk, the value of which depends on various conditions of the mix and structures. Also, a prediction equation of the temperature difference was proposed which can readily consider the effect of the curing condition and ambient temperature in a hand calculation. For further study, the assessment equation may be more classified to strictly consider the characteristics of the mix and structures if the analytical and experimental data are accumulated.

내부구속에 의한 수화열 균열의 개선된 평가 방법

수화열 균열 저감 기법 중 내부구속이 지배적인 구조물에서 단면의 내외부 온도차를 관리하는 방식은 그 활용도가 매우 높다. 그러나 현 국내 기준의 내외부 온도차와 온도균열지수 관계식은 균열 발생 가능성을 과대평가하는 경향이 있다. 본 연구에서는 그러한 평가식이 유도된 배경을 단계별로 추적하여 타당성을 검증해 보았으며, 그 결과 재령에 따른 탄성계수의 변동성이 고려되지 않은 단순한 재료모델을 사용한 경우에 해당됨을 밝혔다. 개선된 재료모델로 증분형태 구성방정식인 hypoelastic 모델을 사용한 결과 온도균열지수가 기존 식보다 증가되었으며, 그 증가량은 다양한 조건들에 의존하는 것으로 나타났다. 본 연구의 분석 결과와 해외사례를 참조하여 평가식의 개선된 형태를 고찰하였으며 또한 평가시 필요한 내외부 온도차를 시공 조건들의 영향을 고려하여 용이하게 추정할 수 있는 식도 제안하였다. 추후 해석 및 실험 자료가 축적되면 구조물과 배합의 주요 특징들을 반영하여 평가식을 세분화하는 것도 바람직하다고 생각된다.