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고유동 자기충전 콘크리트의 압축강도 수준에 따른 수화발열 특성
Properties of Hydration Heat with Compressive Strength Level of High Flowing Self-Compacting Concrete 원문보기

大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers. A. 구조공학, 원자력공학, 콘크리트공학, v.29 no.5A, 2009년, pp.531 - 541  

최연왕 (세명대학교 토목공학과) ,  정재권 (세명대학교 토목공학과) ,  이재남 (한국건설품질시험원 건설재료연구실) ,  김병권 (세명대학교 토목공학과)

초록
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본 연구에서는 강도수준(30, 50 및 70 MPa)에 따른 고유동 자기충전 콘크리트의 수화발열 특성을 알아보기 위하여 2성분계 및 3성분계 고유동 자기충전 콘크리트를 제조하여 일반콘크리트와 수화열, 응결 및 역학적 특성을 분석 고찰 하였으며, 콘크리트에 사용된 분체에 대한 미소수화열량을 측정하여 얻은 분체의 열특성값, 간이단열온도실험을 실시하여 얻은 콘크리트의 열특성값 및 콘크리트에 사용된 재료의 일반적인 열특성값을 간편한 방법의 추정식을 이용하여 콘크리트 단열온도를 추정하였다. 또한, 온도해석에 의하여 얻어진 수화열 및 단열온도 특성값을 MIDAS CIVIL 06 프로그램을 이용하여 3차원 온도응력 해석을 실시하여 고유동 자기충전 콘크리트의 수화발열 특성 및 수화열에 의한 온도응력을 분석 고찰하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The research analyzes and investigates conventional concrete, hydration heat, set, and mechanical properties by making high flowing self-compacting concretes of binary blend and ternary blend as one of evaluations about the properties of the hydration heat of high flowing self-compacting concrete wi...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 국내 HSCC의 수화발열과 관련된 기존 연구는 국내의 경우 40 MPa 이상의 고강도 영역에서 일부 수행되어 왔으며, 보통강도(30 MPa) 수준에서의 연구는 찾아보기 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 강도수준(30, 50 및 70 MPa)에 따른 HSCC의 수화발열 특성을 알아보기 위하여 2성분계 및 3성분계 HSCC를 제조하여 CC와 수화발열, 응결 및 역학적 특성을 분석 고찰 하였으며, 콘크리트에 사용된 분체에 대한 미소수화열량 측정값과 간이단열온도 실험결과를 활용하고 간편하게 콘크리트 단열온도를 추정하는 방법을 제시하였다. 또한, 온도해석에 의하여 얻어진 수화열 및 단열온도 특성 값을 MIDAS CIVIL 06 프로그램을 이용하여 3차원 온도응력 해석을 실시하여 HSCC의 수화발열 특성 및 수화발열에 의한 온도응력을 분석 고찰하였다.
  • 따라서, 본 연구에서는 여러 가지 변수들이 복합적으로 작용한 단열온도상승속도 상수(α)를 간편한 방법으로 추정하기 위하여 미소수화열 및 간이단열온도의 상관성을 분석하여 단열 온도상승속도 상수를 추정 하였다.

가설 설정

  • 해석에 사용된 프로그램은 MIDAS CIVIL 06이며, 경계조건은 대칭 경계조건을 이용하여 1/4모델링을 하였다. 이때 기초(수중콘크리트) 구간은 양생이 완료되어 상시 20℃로 유지되고 발생온도 및 균열지수에 대하여 무시하는 것으로 가정(내부구속) 하였으며, 주탑은 1.5 m로 일괄 타설을 실시한 것으로 하였다. Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고유동 자기충전 콘크리트에 관심이 증대되는 이유는 무엇인가? 최근 급속시공과 현장인력감소 등에 대한 유용성으로 고유동 자기충전 콘크리트에 대한 관심과 현장적용이 점차 늘어나고 있으며, 또한 건설 구조물이 대형화 및 장대화 됨에 따라 대단면 매스콘크리트의 적용도 증가되고 있는 실정이다. 매스콘크리트 구조물은 시멘트 수화열에 의하여 콘크리트 내부에서 발생된 열이 콘크리트의 열전도율이 낮아 외부로 빠져나가는데 많은 시간이 소요됨에 따라 콘크리트 내부의 온도가 상당히 높게 상승되며, 이때 발생되는 온도응력은 콘크리트의 인장강도보다 큰 경우가 많아 균열을 유발시켜 구조물의 품질 및 내구성을 저하시키는 중요한 요인이 된다(문대중, 1998; 최성우 등 2006).
매스콘크리트 구조물의 특징은 무엇인가? 최근 급속시공과 현장인력감소 등에 대한 유용성으로 고유동 자기충전 콘크리트에 대한 관심과 현장적용이 점차 늘어나고 있으며, 또한 건설 구조물이 대형화 및 장대화 됨에 따라 대단면 매스콘크리트의 적용도 증가되고 있는 실정이다. 매스콘크리트 구조물은 시멘트 수화열에 의하여 콘크리트 내부에서 발생된 열이 콘크리트의 열전도율이 낮아 외부로 빠져나가는데 많은 시간이 소요됨에 따라 콘크리트 내부의 온도가 상당히 높게 상승되며, 이때 발생되는 온도응력은 콘크리트의 인장강도보다 큰 경우가 많아 균열을 유발시켜 구조물의 품질 및 내구성을 저하시키는 중요한 요인이 된다(문대중, 1998; 최성우 등 2006). 따라서 국내 건설 현장에서는 매스콘크리트 구조물의 수화열 저감 기술로 시공단계에서의 프리쿨링, 분할타설 및 파이프쿨링 등의 방안을 적용하는 사례가 많지만, 적용의 용이성 및 경제성 등을 고려할 경우 재료적 측면에서의 수화열 저감 방안에 대한 필요성이 요구되고 있다.
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참고문헌 (13)

  1. 김무한 외 4명(2002) 고강도 콘크리트의 수화열 저감에 미치는 혼화재 종류 및 대체율의 영향에 관한 연구, 한국건축시공학회 논문집, Vol. 4, No. 2, pp.145-150. 

  2. 김진근 외 4명(1995) 시멘트 및 콘크리트의 수화발열특성에 관한 연구, 콘크리트학회지, Vol. 7, No. 3, pp. 211-219. 

  3. 김진근, 양은익(1997) 매스 콘크리트의 수화열 및 온도 응력에 대한 영향 요인, 콘크리트학회지, Vol. 7, No. 3, pp. 15-23. 

  4. 문대중(1998) 광물질혼화재를 사용한 콘크리트의 단열온도상승 추정에 대한 연구, 한양대학교 토목공학과 토목구조재료학전공 박사논문. 

  5. 최성우, 조현태, 유득현(2006) 결합재 조건에 따른 콘크리트의 수화발열 특성에 관한 연구, 콘크리트학회 논문집, Vol. 18, No. 6, pp. 769-776. 

  6. 한국전력공사 전력연구원(1998) 콘크리트 구조물에서의 수화열 저감 방안 연구, 최종보고서. pp. 55-79. 

  7. Choi, Y.W., Kim, Y.J., Shin, H.C., and Moon, H.Y. (2006) An experimental research on the fluidity and mechanical properties of high-strength lightweight self-compacting concrete, Cement and Concrete Research 36, pp. 1595-1602. 

  8. Dhir, R.K. (1986) Pulerized-Fuel Ash, Cement Replacement Materials, Surrey University Press., pp. 197-255. 

  9. Hwang, C.-L. and Shen, D.-H. (1991) The Effects of Blast-Furnace Slag and Fly Ash on the Hydration of Portland Cement, Cement and Concrete Research, 21, pp. 1137-1147. 

  10. James H. Espenson (1996) CHEMICAL KINETICS AND REACTION MECHANISMS, Second Edition, 정우식 , 박윤열 공역, pp. 1-52. 

  11. Mehta, P.K. and J.M. (2004) Monteiro, Concrete:structure, properties, and materials, Third Edition, Prentice-Hall, Inc., 이종득 역 pp. 209-260. 

  12. Taplin, J.H. (1959) A Method for Fllowing the Hydration Reaction in Portland Cement Paste, Austral. J. Appl. Sci., 10, pp. 329-345. 

  13. Zhang, Y.S. and Sifeng, W.S. (2002) Study on the hydration heat of binder paste in high-performance concrete, Cement and Concrete Research, Vol. 32, pp. 1483-1488. 

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