• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.227-233
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• 2001

최근 비약적인 경제발전에 힘입어 장대교량, 항만, 댐, 도로, 원자력 발전소 등과 같은 대규모 기간구조물의 건설이 증가하고 있으며, 구조물은 대형화 혹은 고강도화되는 추세에 있다. 특히, 전술한 구조물을 매스콘크리트로 가설하게 되면 초기재령시에 수화열로 인한 균열이 발생할 가능성이 매우 높기 때문에 효율적인 매스콘크리트의 개발과 매스콘크리트 구조물의 설계기술 및 시공방법이 중요한 연구대상으로 등장하게 된다. 본 논문에서는 가로 52.6m, 세로 14.4m, 높이 8.5m의 기계기초 매스콘크리트의 시공에 적합한 온도관리기법을 다음과 같은 단계로 제안하고자 한다. 먼저 온도상승요인을 최소화하는 콘크리트의 배합비를 산정한다. 산정된 콘크리트의 열특성을 측정하기 위해 단열온도실험을 수행하여 각종 열특성상수와 단열온도 상승곡선식을 도출한다. 이와 같은 열특성치를 콘크리트 구조체에 적용하여 열응력해석을 수행한다. 이와 같은 열응력해석을 통하여 구조물의 분할타설높이에 따라 온도균열이 발생하지 않는 콘크리트 내외부의 온도차를 결정한다. 이때 열응력해석에 범용 유한요소 프로그램인 Diana을 사용한다. 콘크리트의 타설은 현장조건과 타설시점을 최대로 고려하고 양생방법으로 콘크리트 내외부의 온도차를 최소화하기 위해 이중단열효과가 있는 거푸집과 가열장비을 사용한다. 또한 콘크리트의 온도관리를 위하여 구조물 내외부에 온도게이지를 매립하고 30분마다 계측을 수행하면서 콘크리트 내외부 온도차가 허용 해석범위를 유지하도록 한다. 양생기간은 7-10일 정도를 유지한다. 전술한 온도관리기법을 통하여 완공후 수평정밀도가 기초의 허용침하량으로 환산하여 $1{\mu}m$ 인 고정밀도의 기계기초는 완벽하게 시공되었다. 따라서 매스콘크리트의 온도균열을 제어할 수 있는 시공방법으로 제안한다. 또한 매스콘크리트의 내외부 온도차를 단열온도실험과 온도해석으로부터 정한 값이내로 제어하고 충분한 양생관리를 병행하면 수화열에 의한 콘크리트의 온도균열을 최소화할 수 있을 것으로 기대한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.389-397
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• 2010

콘크리트는 역학적 성능, 내구성능, 경제성이 우수한 재료이지만 장경간 교량에 적용하기는 쉽지 않은데, 이는 콘크리트의 중량 대비 강도가 낮기 때문이다. 초고성능 콘크리트는 높은 압축강도를 가지며 굵은 골재를 사용하지 않으므로 단면의 크기를 줄일 수 있어, 장경간 교량 바닥판으로 활용이 기대된다. 그러나 초고성능 콘크리트는 재료 특성상 단위결합재량이 많으므로 바닥판 양생과정에서 수화열에 의한 균열이 발생할 수 있다. 이 연구에서는 UHPC 바닥판의 초기재령 균열 위험성을 평가하기 위한 기초 작업을 수행하였다. 먼저 단열온도 상승시험 결과를 바탕으로 2변수 모델과 S자형 함수의 중첩으로 단열온도 상승곡선을 모델링하고, 등가재령의 개념을 도입하여 UHPC의 아레니우스 상수를 결정하였다. 이상의 결과를 실물크기 시험체에 대한 수화발열 측정시험으로 검증하였다. 다음으로 초음파 속도 측정 결과와 하중 재하에 의하여 탄성계수, 인장강도, 압축강도와 같은 UHPC의 역학적 특성을 구하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.118-125
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• 2002

콘크리트는 수화과정을 통하여 재료가 성숙되고, 경화된다. 수화의 진행은 엄밀한 의미에서 재령에 의하지 않고 수화도에 의해 제어되므로, 경화가 진행되는 콘크리트의 모든 재료특성과 미세구조 형성과정은 수화도에 의해 정식화되는 것이 바람직하다. 기존 연구는 주로 양생온도가 수화발열속도에 미치는 영향을 고려한 반응함수 개념을 주로 사용하였고, 또한 내부 수분상태의 영향을 습도함수의 형태로 고려한 연구결과는 실제 수화기구를 반영하지 못하고 단지 각 연구자의 실험조건과 배합조건에만 부합하는 결과를 보인다. 따라서 본 연구는 기존 제안식의 단점을 보완하기 위하여 수화기구와 미세구조 형성 과정에 기초하여 반응속도함수를 모델링하였다. 수화반응속도는 온도 및 수분상태에 따라 변화하므로, 본 연구에서는 수화발열 속도에 영향을 미치는 인자로, 시멘트 종류, 물-시멘트비 등의 배합특성과 양생온도 빛 세공조직의 내부수분상태를 고려하였다. 똔 연구에서 제시한 콘크리트의 수화도 예측모델은 기존의 온도영향만을 주로 고려하는 반응속도함수를 콘크리트내부의 수분분포 상태를 고려하여 모델을 개선하였으며, 이는 실제 측정한 수화도에 매우 근접하여 그 유용성을 검증하였다. 또한 수화도의 정의와 제시한 모델을 이용하여 콘크리트 요소내의 온도, 습도 덴 수화도를 수치적으로 결정하여 단열온도상승곡선을 정확히 모사 할 수 있었다. 제안된 모델은 수화가 진행되는 콘크리트의 여러 역학적 특성 및 미세구조 형성과정을 적절히 표현하고, 수화과정이 온도 및 습도상태를 결정하는 초기재령 콘크리트의 단면 내 온 습도상태를 추정하여 궁극적으로 초기재령 콘크리트의 균열 위험성을 평가하는데 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.17-24
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• 2024

고로슬래그 미분말과 페로니켈슬래그 골재를 혼입한 저발열 콘크리트의 특성을 분석하고, 이 콘크리트의 LNG 저장탱크용 매스콘크리트에의 적용성을 검토하였다. 먼저 배합설계를 통해 콘크리트의 굳기 전 및 굳은 뒤 특성을 확인 하였으며, 단열온도 상승실험을 통해 단열곡선의 계수를 측정하였다. 측정된 계수를 이용해 LNG 저장탱크에 대한 수화열 해석을 진행하여 균열발생 가능성을 판단하였다. 실험 결과 적당한 유동성을 갖으면서도 28일까지 약 40 MPa의 압축강도를 확보할 수 있는 콘크리트 배합을 결정하였으며, 이 배합은 저열포틀랜드시멘트 콘크리트에 비해 최종 발열량은 낮고, 발열속도는 빨랐다. LNG 탱크의 여러 부재에 대한 수화열 해석 결과 균열 발생가능성은 낮음을 확인 하였다.