[논문]댐 콘크리트

장봉석; 배수호; 이승한; 이준구; 하재담

doi:10.22636/mkci.2010.22.1.40

댐 콘크리트
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문제 정의

또한 댐 콘크리트는 일반 매스 콘크리트에 비하여 체적이 매우 커 일반 매스 콘크리트와는 다른 특징을 가진다. 따라서 이러한 댐 콘크리트의 특성에 필요한 사항들을 이번 시방서 개정 내용에 반영하고자 하였다.
본 기사에서는 1996년 당시에 반영된 시방서의 내용은 제외하고 금번에 추가된 사항들을 위주로 설명하고자 한다.
이번에 개정된 콘크리트표준시방서 댐 콘크리트편은 지난 20여년 동안 국내에서는 시공되지 않았던 콘크리트 중력식 댐이 최근 활발하게 건설되고 있는 시점에, 현장에서 꼭 필요한 사항들을 최대한 반영하기 위하여 노력하였다. 보다 자세한 사항들은 발간 예정인 콘크리트표준시방서 해설을 참조할 것을 권하며, 본 고가 새로운 시방기준을 이해하는데 조금이나마 도움이 되기를 기대한다.

가설 설정

(1) 댐 콘크리트는 작업에 알맞은 워커빌리티를 갖는 범위 내에서 될 수 있는 대로 된 반죽이어야 한다.

제안 방법

따라서 시공중에는 수화열에 의한 온도응력 발생이 큰 문제를 보이지 않더라도 준공 이후 10여년이 지난 운영중인 상태에서 온도응력에 의한 관통 균열이 발생할 수 있다. 따라서 댐 콘크리트는 최종 안정단계까지의 온도응력 거동을 고려하여 설계시 시공 계획(리프트 두께나 타설 간격 등의 리프트 스케줄 조정, 수축이음설치, 댐 콘크리트 재료의 선행 냉각 등)을 수립할 것을 5.1 일반 사항에 제시하였다.
신설된 ｢댐 콘크리트｣는 콘크리트표준시방서와 콘크리트구조설계기준으로 이원화 취지에 맞추기 위하여 설계부분을 제외한 시공 사항들을 1996년 제정 당시의 시방내용을 근간으로 작성하였다. 또한 국내에서 처음 시공 중인 롤러다짐 콘크리트의 시공에 필요한 항목들과 지난 20여 년간 국내 대댐의 주요 형식으로 채택되었던 표면차수벽형 석괴댐(CFRD)에서 차수 기능을 담당하는 중요한 구조물일 표면차수벽(face slab) 콘크리트에 필요한 사항들을 추가하였다<;표 1>.
용어의 정의에는 롤러다짐 콘크리트의 품질관리에 필요한 VC 값, RI 시험, 그린 컷(green cut) 등을 새롭게 추가하였다.
제조에 있어서는 콘크리트 댐에서의 콘크리트의 주요한 품질관리 항목이 온도와 슬럼프(또는 VC값)이므로, 이의 관리를 위하여 3.1.1 골재의 저장에 골재저장 빈의 설치 및 사전냉각 검토를 반영하였으며, 또한 큰 굵은 골재의 입경별 관리를 언급하였다. (1) 골재는 잔 골재와 굵은 골재로 분리하고, 또한 굵은 골재는 소정의 입경별로 따로 저장하여야 한다.
진동 롤러로 다짐 후 다짐면의 다짐 정도를 판단하기 위해 라디오 아이스토프(Radio Isotope)을 이용하여 다짐도를 판정하는 것

성능/효과

1 골재의 저장에 골재저장 빈의 설치 및 사전냉각 검토를 반영하였으며, 또한 큰 굵은 골재의 입경별 관리를 언급하였다. (1) 골재는 잔 골재와 굵은 골재로 분리하고, 또한 굵은 골재는 소정의 입경별로 따로 저장하여야 한다.
(1) 댐 콘크리트는 많은 양의 콘크리트를 연속적으로 시공하는 관계로 매스 콘크리트로 취급하여야 한다. 또한 댐 콘크리트는 일반적으로 대규모 구조물로 시공기간이 길어서 하절기나 동절기에 시공되는 경우가 있으므로 이 경우의 댐 콘크리트는 서중 콘크리트나 한중 콘크리트로 취급하여야 한다.
(1) 댐 콘크리트의 단열온도 상승량, 열전도율, 비열 및 열확산율의 값은 콘크리트댐의 온도제어 계획에 사용한 값에 대해서 설계상 허용되는 변동폭 이내이어야 한다.
(1) 콘크리트 표면차수벽은 균열의 발생을 최대한 억제하여야 하며, 연속 타설 공정에서 배부름이 발생하지 않도록 슬럼프 관리에 주의하여야 한다.
(1) 콘크리트 표면차수벽은 프린스에서 댐 정상까지 수평시공이음 없이 한 번에 타설하도록 계획하여야 한다.
(1) 타설 장소에 콘크리트를 배출할 때에는 재료의 분리를 최소한 억제하도록 주의하여야 한다.
(2) 골재의 저장설비는 표면수율이 안정적인 골재를 공급할 수 있는 구조이어야 한다.
(2) 댐 콘크리트에서 시멘트의 일부를 혼화재로 치환하는 경우, 혼화재 치환율은 댐 콘크리트에 필요한 품질을 만족하도록 정하여야 한다.
(2) 댐체 내부의 온도가 최종 안정 온도에 도달했을 때의 온도응력을 충분히 고려하여야 한다.
(2) 콘크리트 표면차수벽은 CFRD에서 차수를 담당하는 핵심기능의 구조물로서 차수성능을 확보하기 위하여 타설이음을 두지 않도록 시공하여야 한다.
(2) 콘크리트 표면차수벽은 균열의 발생을 최대한 억제하여야 하며, 연속 타설 공정에서 배부름이 발생하지 않도록 슬럼프 관리에 주의하여야 한다.
(3) 골재의 저장은 알맞은 배수설비와 배수시간에 의하여 표면수가 일정한 골재를 사용할 수 있도록 하여야 한다.

후속연구

이번에 개정된 콘크리트표준시방서 댐 콘크리트편은 지난 20여년 동안 국내에서는 시공되지 않았던 콘크리트 중력식 댐이 최근 활발하게 건설되고 있는 시점에, 현장에서 꼭 필요한 사항들을 최대한 반영하기 위하여 노력하였다. 보다 자세한 사항들은 발간 예정인 콘크리트표준시방서 해설을 참조할 것을 권하며, 본 고가 새로운 시방기준을 이해하는데 조금이나마 도움이 되기를 기대한다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

콘크리트중력식 댐의 시공방법이 설자리를 잃어버리게 된 이유는 무엇인가?

이는 보통 15 × 15 m 의 크기로 상․하류방향과 댐 축방향으로 블록을 나누어 매 리프트마다 관로식 냉각(pipe cooling)을 통하여 타설 블록의 내부 온도를 일정 기준 이하로 냉각시킨 후 다음 리프트를 타설하는 시공 방법으로<사진 1>, 현재에는 거의 사용되지 않은 콘크리트중력식 댐의 시공방법이다. 이 공법은 콘크리트의 온도관리를 위한 관로식 냉각의 번거로움과 공사기간 및 비용 증가 등의 이유로 그 설자리를 잃어버리게 된 것이다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 이미 30여 년 전부터 세계 각국에서는 매우 빈 배합(단위결합재량 110 ∼ 130kg/m3)의 무 슬럼프 콘크리트를 댐 축 수평방향으로 전 구간에 걸쳐 롤러다짐 장비를 이용하여 다짐 타설하는 롤러다짐 콘크리트를 개발하여 적용해오고 있다<그림 2>.

롤러다짐 콘크리트의 품질관리에 필요한 VC값이란 무엇인가?

롤러다짐용 콘크리트의 반죽질기를 나타내는 값으로서 진동대식 반죽질기 시험 방법에 의하여 얻어지는 시험값을 초(秒)로서 나타낸 것

슬럼프실험는 무엇을 평가할 때 사용되어지는가?

따라서 균질의 콘크리트를 확실하게 다짐할 수 있는 워커빌리티의 범위 내에서, 댐 콘크리트는 가능한 한 되게 배합하여야 한다. 굳지않은 콘크리트의 반죽질기를 평가하는 데는 일반적으로 슬럼프실험을 이용한다. 내부진동기를 이용하여 확실히 다질 수 있는 댐 콘크리트의 슬럼프값은 체가름을 하여 40 mm 이상의 굵은 골재를 제거하고 측정된 값이 일반적으로 20 ∼ 50 mm 정도이다.

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