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문제 정의
- 위의 검토에서 탈형시의 콘크리트 강도는 시방서에 명기한 3MPa을 적용하기 보다는 4MPa을 적용하는 것이 라이닝의 균열을 방지하는데 효과적이라 판단되어서 본 연구에서는 4MPa을 기준으로 콘크리트 강도를 검토하였다.
제안 방법
- 겨울철은 터널외부의 온도가 영하 10℃ 정도 되더라도 터널내의 기온은 10℃에 약간 못미치는 정도였고, 터널내의 기온이 10℃ 이하일 때는 수화열에 의한 콘크리트의 내부온도 상승이 미미하였으므로(그림 6), 터널내의 기온이 낮을 때는 콘크리트의 양생온도를 일정하게 유지하기 위하여 Sliding Form에 부착한 보온장치를 가동하였다.
- 재령은 18(19)시간, 24시간, 30시간, 48시간 및 72시간으로 하였고, 각 재령별로 압축강도시험은 6회 시행하여 평균 하였다. 그러나 양생온도 30℃ 이상에서는 압축강도가 4MPa 이상이 발현되어 30℃와 40℃의 양생온도에서는 다시 14시간부터 압축강도시험을 시행하였다. 양생온도별 각 재령에서의 평균압축강도시험결과는 표 2와 같고, 이를 그래프로 나타내면 그림 7과 같다.
- 겨울철의 시방조건은 한중콘크리트의 시방기준에 의하고, 콘크리트는 생산에서 타설시까지 10℃ 이상을 유지하였고, 양생기간에는 터널의 온도에 영향을 받기 때문에 양생조건을 최소 10℃부터 시작하였다. 따라서 양생온도는 10℃, 20℃, 30℃, 40℃로 설정하였다.
- 또, 콘크리트의 설계강도의 확인을 위해 재령 7일과 28일의 압축강도를 확인하였다. 겨울철(1월)에 양생한 라이닝콘크리트의 평균압축강도시험 결과는 재령 7일에서는 23.
- 이는 콘크리트 타설을 위한 거푸집 역할은 물론 환기 등 각종 설비 라인의 통과 공간 확보 및 작업차량을 통과시킬 수 있도록 배치하였다. 또한 동절기에 라이닝 콘크리트 타설후 보온양생을 시행하기 위하여 보온장치를 부착하였고, 양생대차를 별도로 제작하였다. 양생대차에도 보온 양생장치를 부착하였다(그림 2).
- 당 현장의 경우는 동절기 콘크리트의 보온양생을 위한보온장치를 추가로 설치하였다. 또한 초기강도 확보를 위한 양생대차를 별도로 운영하였다. 이 외에도 터널내에 청정공간을 유지하기 위하여 별도로 집진설비를 운영하였다.
- 온도측정의 방법은 터널내부와 콘크리트내부에 온도센서를 장치하고 자동온도측정장치를 이용하여 경과시간별로 측정하였다. 라이닝 콘크리트를 타설하는 동안 계절별로 터널내의 기온과 타설한 라이닝콘크리트의 내부온도를 비교하였다.
- 라이닝콘크리트 주변 온도의 변화가 콘크리트 강도에 미치는 영향을 검토하기 위해 터널내부와 콘크리트 내부의 온도변화를 측정하였다. 온도측정의 방법은 터널내부와 콘크리트내부에 온도센서를 장치하고 자동온도측정장치를 이용하여 경과시간별로 측정하였다.
- 라이닝콘크리트를 타설한 후 그림 9와 같이 양생하였을 때, 콘크리트 타설 후 20시간이 경과한 후 거푸집을 탈 형하고, Core를 채취하여 성형하고, 압축강도를 시험하였다. 이때의 Core 압축강도는 타설후 28시간이 경과한 시점에서 시행되었는데 Core 평균압축강도는 6.
- 라이닝콘크리트용 거푸집은 타설한 콘크리트의 압축강도가 4MPa에 도달한 이후에 거푸집을 탈형하기 위하여 양생온도별로 콘크리트의 압축강도 변화를 측정하였다.
- 병렬터널에서 동시시공으로 라이닝콘크리트를 타설할때는 양쪽터널을 교대로 반복하여 작업하는 방법을 선택 하였다. 당 현장에서는 터널굴착과 라이닝콘크리트의 동시시공을 시행하기 위하여 환기설비와 작업차량이 통과되도록 기존의 Sliding Form을 개선하였고, 동절기에 대비하여 Form 자체에 열선을 배치하여 콘크리트를 보온양생할 수 있는 새로운 개념의 Sliding Forming을 제작하여 사용하였고, 양생대차를 별도로 제작하여 운행하였다.
- 라이닝콘크리트 주변 온도의 변화가 콘크리트 강도에 미치는 영향을 검토하기 위해 터널내부와 콘크리트 내부의 온도변화를 측정하였다. 온도측정의 방법은 터널내부와 콘크리트내부에 온도센서를 장치하고 자동온도측정장치를 이용하여 경과시간별로 측정하였다. 라이닝 콘크리트를 타설하는 동안 계절별로 터널내의 기온과 타설한 라이닝콘크리트의 내부온도를 비교하였다.
- 항온항습조에서 10℃, 20℃, 30℃, 40℃로 설정한 양생온도에서 각 재령별로 압축강도시험을 측정하였다. 재령은 18(19)시간, 24시간, 30시간, 48시간 및 72시간으로 하였고, 각 재령별로 압축강도시험은 6회 시행하여 평균 하였다. 그러나 양생온도 30℃ 이상에서는 압축강도가 4MPa 이상이 발현되어 30℃와 40℃의 양생온도에서는 다시 14시간부터 압축강도시험을 시행하였다.
- 항온항습조에서 10℃, 20℃, 30℃, 40℃로 설정한 양생온도에서 각 재령별로 압축강도시험을 측정하였다. 재령은 18(19)시간, 24시간, 30시간, 48시간 및 72시간으로 하였고, 각 재령별로 압축강도시험은 6회 시행하여 평균 하였다.
성능/효과
- (2) 거푸집 탈형시기는 콘크리트 강도가 온도변화에 영향받지 않고, 라이닝콘크리트의 자중에 견딜 수 있는 강도인 4MPa을 기준하였다.
- (3) 수화열의 발생에도 불구하고 터널내부의 온도가 낮으면 콘크리트 내부 온도의 상승폭이 낮았다.
- (4) 실내에서 항온항습장치로 시험한 결과 양생온도가 높을수록 압축강도가 크게 나타났다.
- (5) 양생시간 20시간에 4MPa을 발현하는 양생온도는 23℃ 이상이었다.
- (6) 콘크리트를 타설한 후 계획대로 양생한 후, 거푸집을 탈형한 후의 Core 압축강도를 확인한 결과는 6.0MPa로서 온도균열과 라이닝콘크리트의 자중에 의한 균열이 발생하지 않는 강도를 충분히 발현하고 있었다.
- (7) 라이닝 콘크리트의 재령 28일 압축강도가 32.8MPa 로서 설계강도 이상이 발현되고 있었다.
- 라이닝콘크리트를 타설한 후 그림 9와 같이 양생하였을 때, 콘크리트 타설 후 20시간이 경과한 후 거푸집을 탈 형하고, Core를 채취하여 성형하고, 압축강도를 시험하였다. 이때의 Core 압축강도는 타설후 28시간이 경과한 시점에서 시행되었는데 Core 평균압축강도는 6.0MPa로서 온도균열과 자중에 의한 처짐균열이 발생하지 않는 강도를 충분히 발휘할 수 있음을 확인하였다.
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