Cracking Behavior of Concrete Box Culvert for Power Transmission Due to Drying Shrinkage

The purpose of this study is to predict the cracking behavior and suggest the method of controlling the cracking in concrete box culvert for power transmission due to differential drying shrinkage. Drying shrinkage cracking is mainly influenced by the moisture diffusion coefficient that determines moisture diffusion rate inside concrete structures. In addition to the diffusion coefficient, surface coefficient of concrete surface and relative humidity of ambient air simultaneously affect the moisture evaporation from concrete inside to external air outside. Within the framework of drying shrinkage cracking mechanism, it is necessary to perform the numerical analysis, which involves these three influencing factors to predict and control the shrinkage cracking of concrete. In this study, moisture diffusion and stress analysis cor responding to drying shrinkage on concrete box culvert are performed with consideration of diffusion coefficient, surface coefficient, and relative humidity of ambient air. From the numerical results, it is found that cracking behavior due to differential drying shrinkage of box culvert shows the different feature according to three influencing factors and the methodology of controlling of drying shrinkage cracks can be suggested from this study.

전력구 콘크리트 구조물의 건조수축 균열특성에 관한 연구

이 연구의 목적은 개착식 전력구 콘크리트에 발생하는 부등건조수축에 의한 균열특성을 파악하고, 그 제어방법을 제시하는데 있다. 건조수축균열은 콘크리트 내부의 수분확산계수의 영향을 크게 받으며, 수분확산계수는 콘크리트 내부에서의 수분이동속도를 결정하는 주요인자이다. 수분확산계수와 더불어 콘크리트 표면의 표면계수와 외부의 상대습도는 콘크리트 내부에서 외부로의 수분이동에 영향을 미친다. 따라서 이 연구에서는 전력구 박스형 콘크리트 구조물의 부등건조수축에 의한 균열특성을 파악하기 위하여 세 가지 주요영향인자를 고려한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과, 수분확산계수와 표면계수가 증가할수록 상부슬래브의 부등건조수축에 의한 균열발생시점이 빨라지며, 세 가지 요인 중에 콘크리트의 부등건조수축에 의한 균열발생 특성에 가장 큰 영향을 미치는 것은 외기습도인 것으로 나타났다. 이 연구결과를 분석한 결과, 개착식 전력구 시공시에 콘크리트 타설 후 표면보습이나 살수양생과 같이 외기습도를 증가시키는 것이 부등건조수축에 의한 균열제어에 가장 효과적인 것으로 판단되며, 콘크리트 재료적 측면의 균열저감방법으로 수분확산계수와 표면계수를 결정하는 콘크리트의 배합이나 재료특성을 적절히 선정함으로써 균열의 진전속도나 발생시점을 제어할 수 있을 것으로 판단된다.