[논문]실시간 온도측정을 이용한 매스콘크리트 수화열 관리

류종현; 정진수

문제 정의

본 기사에서는 GTG 기초 구조물에 대한 수화열 관리를 기술하였다. GTG 기초 구조물은 두께가 2.
특히, 두 기계를 받치는 기초구조물은 두께가 2m가 넘는 매스 콘크리트로 수화열 제어가 중요한 관리항목이며, 기계를 공급하는 업체에서도 매스 콘크리트 구조물에 대한 수화열 관리를 까다롭게 요구하고 있다. 본 기사에서는 이러한 발전소시공 현장에서 발생되는 매스 콘크리트 구 조 물에 대하여 보온 양 생과 실시간 수화열 모니터 링을 통하여 수화열을 관리한 기술에 대하여 소개하고자 한다.
본 기사에서는 현장에서 실시간으로 측정한 수화열을 분석하여, 매스 콘크리트 구조물에 대한 양생을 최적의 시기에 적절한 방법으로 대처함으로써, 구조물의 품질을 확보하는 방법을 제시하고 있다. 수화열 측정은 단순히 구조물의 온도 이력을 확보하는 것이 아닌 구조물의 품질을 확보하기 위해서 반드시 사전에 계획하고 이를 수행하는 것이 중요하다고 볼 수 있다.
이는 발주처에서 요구하는 위치와 동일하였다. 온도를 계측하는 주기는 10 분 간격으로 하였는데, 이는대기 온도에 대기온도에 따라 변화는 콘크리트의 온도를 보다 세밀하게 측정하여 온도변화 패턴을 분석함으로써 즉각적인 현장의 양생 방법을 변경하기 위해서였다.

제안 방법

기초 구조물에 대한 설계 강도는 24 MPa이고, 배합조건은에 나타낸 바와 같이, 수화열을 고려해 플라이애시를 10% 치환하여 사용하였다.
배치 플랜트(batch plant)에서 발생 호].는 콘크리트 온도를 현장에서 요구하는 20°C 이하로 생산관리하기 위하여 냉각플랜트 (chiller plant)를 가동하여 물 온도를 8X3까지 낮추어 사용하였고 골재 및 모래 야적장은 차양막을 설치하여 골재의 온도상승을 최소화하였다.
또한, 양생조건은 대기 온도의 영향을 최소화하기 위하여과 같이 구조물의 노출부위를 비닐 한 겹과 양 생포 한 겹으로 둘러싸는 보온양생 (insulation curing)을 실시하였다.
수화열 관리를 위한 양생 방법은 실시간 측정된 콘크리트 수화열을 주기적으로 확인하여 시간에 따른 수화열의 변화를 분석한 후 구조물의 온도 상황에 맞는 적절하게 바꾸었다.<그림 6>은 타설 후 15 일간 구조물의 측정 위치별 중심부와 표면 부의 온도 차이를 나타낸 것이다.
수화열에 대한 관리 계획은와 같은 순서도에 나타난 바와 같이, 타설될 콘크리트 배합의 열적 특성을 이용하여 유한요소 프로그램으로 수화열 해석을 실시하였으며, 해석된 결과를 이용하여 수화열에 취약한 구조물의 위치를 사전에 확인한 후 실시간 온도계 측에 의해 양생 방법을 보강하였다.
온도계 측은 타설 1시간 전부터 시작하였으며, 대기 온도 변화를 수시로 확인하여 생산하는 콘크리트 온도관리에 활용하였다.
대한 대책이 필요하게 된다. 중심부와 표면부의 온도 차 관리기준인 20P 내에서 살수작업을 주기적으로 실시하였으며, 온도가 하강하는 시기에는 표면부의 하강 온도를 느리게 하기 위하여 추가적인 표면 보양을 실시하였다. 이후, 중심부와 표면 부의 온도하강 속도가 유사해 지는 것을 확인할 수가 있었다.

대상 데이터

공장에서 현장까지 레미콘은 드럼에 외부 직사광선에 의한 온도상승을 저감하기 위하여 보온재가 있는 레미콘 차량만을 사용하여 운반하였다. 또한, 양생조건은 대기 온도의 영향을 최소화하기 위하여<사진 1>과 같이 구조물의 노출부위를 비닐 한 겹과 양 생포 한 겹으로 둘러싸는 보온양생 (insulation curing)을 실시하였다.
현상을 해소하고 안정적인 에너지를 공급해 지속적인 산업 발전을 이루는데 밑거름이 될 것으로 예상된다. 본 프로젝트는 국내외에서 발전사업을 하고 있는 GS EPS(주)에서 발주하였으며. 주요 장치인 가스터빈은 효율이 기존보다 우수한 H-Class(294.
본 프로젝트는 국내외에서 발전사업을 하고 있는 GS EPS(주)에서 발주하였으며. 주요 장치인 가스터빈은 효율이 기존보다 우수한 H-Class(294.2MW) 2기를 사용하고 있으며, 증기터빈은 재열복수식(314.4 MW) 1기를 이용하는 발전소이다. 공사개요는<표 1>에 나타내었으며, <그림 1>은 발전소의 전경을 나타낸 것이다.

성능/효과

<그림 7>은 GTG 기초 구조물의 최종 수화열을 측정한 결과이다. GTG 기초 구조물에 발생된 수화열의 최고온도는 60°C 이하로 나타났으며, 중심부와 표면 온도 차이는 20°C 이하로 관리된 것을 확인할 수 있다.
<사진 2>는 최종 구조물의 표면 상태를 나타낸 것이며, 수화열에 의한 균열은 발견되지 않아, 수화열에 대한 양생관리를 통하여 구조물의 성능과 안정성을 확보할 수 있었다.

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