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한대기후나 극지방 주변 나라에서의 건축물 공사는 낮은 외기온도로 인하여 콘크리트 관리가 매우 중요하다. 콘크리트 강도와 내구성은 일반적으로 상당히 밀접한 관계가 있지만, 초기동해를 받을 경우에는 시멘트 경화체의 조직이 변하여 그 관계가 성립되지 않을 수 있다. 또한 낮은 외기는 콘크리트 강도발현에 있어서 양생, 경화되는데 시간이 길어지고 수분이 얼게 될 위험이 있는 매우 혹독한 조건이기 때문에 일반적인 공사보다 더 많은 시간을 확보해야한다. 콘크리트는 경화전이나 양생 중의 온도변화에 의해 강도 및 내구성 등에서 다양한 결과를 갖게 된다. 동절기와 같이 일평균 기온이 4℃이하로 내려가는 저온환경 속에서는 콘크리트 결합수의 동결 등에 의하여 내구성 및 수밀성 저하가 발생한다. 또한 양생온도가 낮으면 콘크리트의 경화 속도 또한 저하되기 때문에 동절기 공사에서는 무엇보다도 양생온도 관리가 중요하다고 할 수 있다. 각 나라에서는 저온환경에서의 콘크리트 피해를 막기 위해 ...

한대기후나 극지방 주변 나라에서의 건축물 공사는 낮은 외기온도로 인하여 콘크리트 관리가 매우 중요하다. 콘크리트 강도와 내구성은 일반적으로 상당히 밀접한 관계가 있지만, 초기동해를 받을 경우에는 시멘트 경화체의 조직이 변하여 그 관계가 성립되지 않을 수 있다. 또한 낮은 외기는 콘크리트 강도발현에 있어서 양생, 경화되는데 시간이 길어지고 수분이 얼게 될 위험이 있는 매우 혹독한 조건이기 때문에 일반적인 공사보다 더 많은 시간을 확보해야한다. 콘크리트는 경화전이나 양생 중의 온도변화에 의해 강도 및 내구성 등에서 다양한 결과를 갖게 된다. 동절기와 같이 일평균 기온이 4℃이하로 내려가는 저온환경 속에서는 콘크리트 결합수의 동결 등에 의하여 내구성 및 수밀성 저하가 발생한다. 또한 양생온도가 낮으면 콘크리트의 경화 속도 또한 저하되기 때문에 동절기 공사에서는 무엇보다도 양생온도 관리가 중요하다고 할 수 있다. 각 나라에서는 저온환경에서의 콘크리트 피해를 막기 위해 시방서에 규정을 두고 있고 주로 국내에서는 급열장치를 이용한 양생을 실시하고 있다. 급열장치는 다른 방법에 비해 저렴하지만 위치에 따른 품질 불균일하고 화재의 위험성이 크다. 이외에도 국내외적으로 단열거푸집, 내한촉진제, 열선거푸집 등의 많은 연구가 진행되어왔다. 따라서 본 연구에서는 저온환경에서의 콘크리트 시공을 위해 기존방법과 진행된 연구와 다른 새로운 생석회의 화학적 특성을 이용한 발열시트를 직접 개발하고 거푸집에 적용하는 실험을 진행하였다. 발열시트의 특성을 확인한 후 몽골과 같이 더 낮은 외기온도에서 적용하기 위하여 단열재를 함께 사용하였고 이를 실험실 수준에서의 실험을 진행하고 검토한 후 몽골현지에서 직접 실험을 실시하였다.
먼저 –10℃의 온도에서 모르타르 수준으로 생석회를 활용한 발열시트 개발에 관한 실험을 진행하였는데 발열시트 내부의 생석회와 모르타르 내부의 수분이 반응하여 최고온도 약 90℃까지 상승하는 온도이력을 보여주었다. 또한 거푸집 내부의 표면뿐만이 아니라 중심부까지 온도가 전달되는 것을 온도이력 측정 결과를 통하여 확인할 수 있었다. 발열시트에서 생성된 열로 인하여 약 12시간 동안 0℃ 이상의 온도를 유지할 수 있었으며 압축강도 또한 발열시트를 사용한 거푸집이 약 2배 이상 높았다. 또한 TG/DTA, SEM 분석을 실시하였는데, TG/DTA를 통하여 Ca(OH)2의 중량함유율이 발열시트를 사용한 거푸집이 높은 것을 확인할 수 있었다. 발열시트의 열로 인하여 수화생성물 생성이 촉진되었기 때문으로 판단된다. SEM 분석결과 발열시트를 사용한 거푸집의 SEM 이미지에서 침상형의 수화생성물 형상이 많이 관찰되었다. 앞선 실험을 통하여 발열시트의 효과를 검증하고 –10℃의 정온조건에서 발열시트 및 단열재를 부착한 거푸집 실험을 진행하였다. 콘크리트로 실험을 진행하였으며 발열시트가 부착된 거푸집에서 초기 온도이럭 상승이 10℃이상 일어났으며 단열재를 부착한 거푸집은 온도상승은 없으나 온도보존 측면에서 큰 효과를 보였다. 특히 발열시트와 단열재를 함께 사용한 거푸집의 경우 재령 3일에서의 압축강도가 5MPa 이상으로 시방서 기준 거푸집 해체 가능 강도에 부합하는 것으로 측정되었다. 또한 몽골 현지에서 발열시트 및 단열재를 부착한 거푸집 실험을 진행하였는데 온도이력 그래프를 보면 발열시트가 초기 온도에서 10℃이상 상승시켜 주었으며 단열재는 외기온도의 영향을 막아 주어 최고온도값과 최저온도값의 차이가 적게 만들어 주었다. 이 실험 역시 발열시트와 단열재를 부착한 거푸집의 경우 최고온도 약 37℃ 솟으면서 가장 높은 온도이력을 보였고 측정기간동안 다른 거푸집의 온도이력에 비해 가장 높은 온도를 보여주었다. 이상의 결과를 종합하면 발열시트는 단열재와 함께 사용하였을 때 큰 효유을 보여주었고 초기온도상승으로 내부 콘크리트의 동결시점을 늦춰 동해저항성을 갖게 해주고 내부 콘크리트의 온도이력, 압축강도에 큰 효과가 있는 것으로 판단된다.

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