• 콘크리트학회지
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• 제4권3호
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• pp.101-111
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• 1992

매스콘크리트 구조물에서의 시멘트 수화열은 구조물의 균열을 발생시킬 만큼 큰 내부온도를 발생시킨다. 따라서 매스콘크리트 구조물에서의 설계와 시공단계에서 내부온도응력을 예측할 수 있다면 이와같은 균열로 인한 구조물의 피해를 예방할 수 있을 것이다. 그리고 수화열에 의한 온도증가는 타설초기에 발생하므로 크리이프에 의한 영향도 매우크다. 따라서 온도응력해석시 크리이프와 건조수축의 영향을 고려하는 것이 구조물의 안전성과 사용성을 정확히 파악하는데 필요하다. 본 연구는 먼저 매스콘크리트의 온도이력을 유한요소법에 의해 해석하고, 작용하중이나 온도이력을 크리이프와 건조수축영향을 고려하여 콘크리트 구조물의 응력과 변형을 유한요소법에 의해 계산하였다. 본 연구에서 온도이력 계산과 콘크리트구조물의 응력과 변형의 계산을 위해 작성한 프로그램 결과를 실제 구조물의 실험결과와 비교하였을 때 양호한 결과를 얻었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.261-262
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• 2010

POSCO 글로벌 R&D 센터 구조실험동에 시공되는 반력상 및 반력벽은 구조실험을 수행하여야하기 때문에 구조물의 균열이나 손상은 치명적이다. 따라서 매스콘크리트 타설시 발생할 수 있는 온도균열을 최소화하기 위하여 수화열 해석을 시행하였다. 수화열 저감을 위해 몇가지 방법이 제안되었으며, 해석의 주요 변수는 타설 콘크리트의 종류, 타설 주기가 검토되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.1-7
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• 2006

콘크리트 댐, 원자력발전소 및 항만구조물등의 대형구조물을 시공하기 위해서는 짧은 기간에 막대한 양의 콘크리트를 타설하게 된다. 매스콘크리트 구조물을 시공하는 단계에서 발생되는 수화열은 심각한 온도균열을 발생시켜 본래의 기능수행능력과 사용수명에 있어서 심각한 저하를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 매스콘크리트 구조물의 대표적인 예라고 할 수 있는 교대구조물에 대하여 수화열 및 온도응력을 사전해석하고 그 결과를 바탕으로 구조물 성능확보를 위한 온도균열제어대책을 제시하였으며, 제시된 대책을 바탕으로 이루어진 시공현장에서 교대기초부 및 본체부에서의 온도분포와 응력을 계측하고 온도균열 발생양상을 관찰하여 제시된 대책의 타당성을 단계별로 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.1024-1029
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• 2009

콘크리트 구조물의 대형화에 따라 시공 중 수화열에 의한 온도 균열 발생 사례가 증가하고 있다. 지하철 콘크리트 BOX 구조물의 경우, 부재 두께가 1m 이상 되는 경우가 대부분이며, 특히 벽체는 외부구속에 의한 관통균열 발생으로 누수 및 조직 열화가 발생하여 내구성에 나쁜 영향을 주고 있다. 지하철은 일반적으로 도로를 따라 건설되므 로 교통체증을 줄이기 위한 공사기간 단축 시도가 종종 발생하게 된다. 본 연구에서는 공사시간 단축 방안으로서 한 지간씩 건너띠면서 콘크리트를 타설하는 시공방법을 제안하였으며, 이에 대한 온도균열제어에 미치는 영향을 검토하였다. 또한 벽체 높이, 타설온도, 대기온도 등을 현장조건에 따라 변화시켜 온도균열에 대한 민감도 분석을 실시하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권1호
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• pp.39-46
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• 2017

최근 건축물의 기초는 구조체의 안정성과 연관하여 두꺼운 매스콘크리트 형태가 설계되어지고 있다. 그런데, 이와 같은 매트 매스콘크리트는 800mm 이상의 두꺼운 부재로 설계되는 경우가 많아짐에 따라 수화열에 의한 균열이 문제점으로 제기 되고 있다. 이에, 본 연구에서는 상 하부를 구분하여 타설하는 실무조건을 고려하여, 컴퓨터 프로그램상으로 하부와 상부의 최적치를 도출한 다음, 실구조체에 적용 해석치와 실측치간을 비교하므로서 효율적인 수화열균열 저감방안을 제안하고자 하였다. 그 결과, 상 하부 타설 콘크리트간의 저발열 배합정도를 고려한 수화발열량차 적용은 침하균열 방지 및 수화열 균열제어에 효과적인 것으로 밝혀졌다.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권1호
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• pp.25-33
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• 2015

본 연구에서는 콘크리트 레벨에서의 프리케스트 콘크리트 개발을 목적으로 하며 수화열에 의한 균열발생을 확인하기 위해 FEM해석을 실시하여 초기균열 지수를 평가하였다. 평가결과 경화촉진제 사용량이 증가할수록 조기 압축강도가 증가하는 것으로 나타났으며 응결 시간 또한 단축되는 것을 알 수 있었다. 이는 경화촉진제에 의하여 시멘트 화합물중 $C_3A$의 반응에 의해서 응결시간이 단축되는 것으로 판단된다. 또한 단열온도 상승 시험 결과 경화촉진제의 사용량이 증가 할수록 콘크리트 중심부 온도 $80^{\circ}C$이상의 온도를 나타냈으며 경화촉진제에 의해서 최고 온도 발열시간을 단축시키는 것으로 나타났다. 이는 경화촉진제가 시멘트 수화반응을 촉진시켜 수화열을 짧은 시간에 높게 나타나는 현상으로 판단된다. 또한 높은 수화열은 균열을 발생시킬 수 있음으로 FEM 해석을 통하여 균열지수 평가를 실시하였다. FEM 해석 결과 조기에 높은 수화열이 증가하여도 균열에는 영향이 없는 예측된다. 이는 초기강도가 높기 때문에 허용응력이 증가로 인하여 인장강도가 증가하기 때문이다.

• 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.

• 건설안전기술
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• 제2권1호통권3호
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• pp.65-77
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• 1992

철근콘크리트 건물에 발생하는 균열은 그 원인이 크게 표1과 같이 콘크리트의 재료성질과 시공 그리고 외적요인과 하중으로 분류되고 있다. 그중 외벽에 발생하는 균열의 원인은 콘크리트 수축에 기인하는 것외에 다짐불량에 의한 코올드 조인트와 철근 부식 등에 의한 팽창균열 등 여러가지가 있다. 본고는 특히 중요한 수축균열에 한정하여 그 실태와 대책의 동향을 설명한다.「수축에 의해 발생하는 균열」의 원인은 콘크리트의 건조수축, 수화열에 의한 열수축 및 외기온의 변동에 의한 온도수축으로 대별될 수 있다. 실제의 건물 외벽균열은 이들이 복합적으로 작용하여 발생한다. 따라서 본 고에서는 이러한 종류의 균열실태에 대해 조사사례와 연구보고를 소개함과 동시에 균열 메카니즘. 방지대책 등에 대해 이해를 돕기 위한 자료를 제공한다. 본고는 1992년 2월에 소유가 발표한 일본 콘크리트 공학의 "RC건물외벽의 수축균열의 실태와 그 대책"을 중심으로 요약한 내용이다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권5호
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• pp.379-388
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• 2014

본 연구의 목적은 실험 및 FEM 해석을 통해 캡슐형 슬러리 PCM이 혼입된 매스콘크리트의 수화열 및 온도균열 평가하는 것이다. 자재, 시멘트 혼입, 콘크리트 혼입 단계에서의 수화열 평가 실험을 진행하였으며, FEM 해석을 위해 압축강도시험을 실시하였다. 실험 결과를 토대로 캡슐형 슬러리 PCM이 혼입된 콘크리트의 발열함수계수를 FEM 역해석에 의해 도출하였으며, 도출된 발열함수계수를 실구조물 규모 매스콘크리트 FEM 해석에 적용하였다. PCM 소재 단계 실험을 통해 $31^{\circ}C$ PCM이 과냉각 현상 없이 흡열, 발열 특성이 정상적으로 나타나는 것을 확인하였다. PCM의 시멘트 혼입 단계에서는 PCM 1g당 34.61J 만큼의 수화열을 흡열하는 것으로 나타났으며, 콘크리트 혼입 단계에서는PCM 혼입율이 증가함에 따라 최고수화온도 도달시간은 지연되고, PCM 6% 혼입 시 수화열 저감성능이 가장 높게 나타났다. 실험결과를 토대로 역해석을 실시한 결과, PCM 혼입율이 증가함에 따라 반응속도계수는 낮게 도출되었으나, 최고온도계수는 6%에서 최소로 나타나고, 초과할 경우 오히려 증가하는 것으로 해석되었다. 역해석을 통해 도출한 발열함수계수를 실구조물 규모 매스콘크리트의 수화열 해석에 적용한 결과, PCM 1% 혼입 당 온도균열 지수가 0.05 증가하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.157-164
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• 2008

종래의 수화열 저감 공법에서 문제가 되었던 시공성, 공기, 공사비 등의 효율성을 높이기 위해 새로운 공법을 개발하였다. 개발된 공법의 원리는 히트파이프라는 열전달 매체를 콘크리트에 매입하고, 이 히트파이프의 빠른 열전달을 통해 매스콘크리트 내부에서 발생된 수화열을 콘크리트 외부로 발산시켜 내부 수화열을 저감시키는 공법이다. 현장 실험을 통한 연구 결과를 요약하면, 기존의 수화열저감공법 적용 시 최고온도 도달시간이 2$\sim$4일 정도 소요되지만, 본 연구의 히트파이프를 사용할 경우 24시간 이내로 단축시키는 효과를 얻을 수 있었다. 또한 본 연구에서 개발된 히트파이프를 사용하는 공법으로 온도균열지수를 산정해 본 결과 균열발생을 제한할 수 있는 수준인 1.2 이상으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발된 히트파이프를 이용한 수화열 제어공법을 적용할 경우 시공성 및 공기단축뿐만 아니라 경제성도 뛰어날 것으로 기대된다.