표면개량 버블시트 종류 변화가 서중환경 콘크리트의 온도 및 균열발생에 미치는 영향 Effect of the Kind of Modified Bubble Sheets on the Temperature Profiles and Crack Reduction of the Concrete under Hot Weather원문보기
여름철 콘크리트는 수분증발에 의한 소성 및 건조수축균열, 슬럼프 저하, 콜드조인트 발생 등 다양한 문제가 발생한다. 이에 국내에서는 수분증발을 방지하고, 단열성능을 확보하기 위해 표면피복 양생을 위한 다양한 형태의 버블시트를 제작하여 사용하고 있으나, 여름철에는 적용사례가 없었다. 따라서 본 연구에서는 여름철 시공중인 아파트 현장에 1중의 투명, 백색 및 알루미늄 증착 버블시트와 PE필름 및 표면노출의 5가지 표면피복 양생재를 적용하여 콘크리트의 온도 및 균열특성 등 품질에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과 알루미늄 증착 버블시트가 온도저감, 균열저감 면에서 가장 뛰어난 것으로 나타났지만, 알루미늄 재질의 특성상 빛이 반사되어 시공자의 눈부심에 따른 시각공해가 발생하기 때문에 백색 버블시트의 사용이 가장 효과적인 것으로 밝혀졌다.
여름철 콘크리트는 수분증발에 의한 소성 및 건조수축균열, 슬럼프 저하, 콜드조인트 발생 등 다양한 문제가 발생한다. 이에 국내에서는 수분증발을 방지하고, 단열성능을 확보하기 위해 표면피복 양생을 위한 다양한 형태의 버블시트를 제작하여 사용하고 있으나, 여름철에는 적용사례가 없었다. 따라서 본 연구에서는 여름철 시공중인 아파트 현장에 1중의 투명, 백색 및 알루미늄 증착 버블시트와 PE필름 및 표면노출의 5가지 표면피복 양생재를 적용하여 콘크리트의 온도 및 균열특성 등 품질에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과 알루미늄 증착 버블시트가 온도저감, 균열저감 면에서 가장 뛰어난 것으로 나타났지만, 알루미늄 재질의 특성상 빛이 반사되어 시공자의 눈부심에 따른 시각공해가 발생하기 때문에 백색 버블시트의 사용이 가장 효과적인 것으로 밝혀졌다.
There are various quality deteriorations of concrete such as plastic, drying shrinkage due to abrupt moisture evaporation, slump loss and cold joint under hot weather condition. To protect from above deteriorations, several kinds of modified bubble sheets have been applied to secure heat insulation ...
There are various quality deteriorations of concrete such as plastic, drying shrinkage due to abrupt moisture evaporation, slump loss and cold joint under hot weather condition. To protect from above deteriorations, several kinds of modified bubble sheets have been applied to secure heat insulation performance. But, there is not enough application cases of bubble sheets at job site under hot weather condition. The objective of the paper is to investigate the temperature profile and crack occurrence of the concrete covered with five different kinds of surface curing sheets, which is placed under hot weather condition. Single layer transparent bubble sheet, white colored bubble sheet, aluminum metalizing bubble sheet and PE film are adopted for surface curing sheets. Test results indicated that application of aluminum metalizing bubble sheet had most favorable effect on the reduction of on temperature rise and on the crack reduction of concrete. But due to larger reflection of light by aluminum, it brings about visual pollution to the workers. Hence, the application of white colored bubble sheet can be the most desirable alternative to protect the concrete from hot weather in the field.
There are various quality deteriorations of concrete such as plastic, drying shrinkage due to abrupt moisture evaporation, slump loss and cold joint under hot weather condition. To protect from above deteriorations, several kinds of modified bubble sheets have been applied to secure heat insulation performance. But, there is not enough application cases of bubble sheets at job site under hot weather condition. The objective of the paper is to investigate the temperature profile and crack occurrence of the concrete covered with five different kinds of surface curing sheets, which is placed under hot weather condition. Single layer transparent bubble sheet, white colored bubble sheet, aluminum metalizing bubble sheet and PE film are adopted for surface curing sheets. Test results indicated that application of aluminum metalizing bubble sheet had most favorable effect on the reduction of on temperature rise and on the crack reduction of concrete. But due to larger reflection of light by aluminum, it brings about visual pollution to the workers. Hence, the application of white colored bubble sheet can be the most desirable alternative to protect the concrete from hot weather in the field.
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문제 정의
그러므로 본 연구에서는 여름철 시공중인 아파트 슬래브의 표면에 각종 버블시트 변수 및 기존 양생방법을 적용하여 온도 및 균열 등 품질특성에 미치는 영향을 분석하고자 한다.
제안 방법
타설된 콘크리트의 온도이력 측정은 Figure 3과 같이 상부철근, 스페이서 중앙, 하부철근에 열전대(T-type)를 설치한 후 48시간 동안 Data logger로 기록하였고[8,9], 균열조사의 경우에는 콘크리트 타설 완료 후 2, 3, 28일 경과 후에 균열 개수, 길이 및 면적을 측정하였다. Figure 4는 콘크리트 타설 모습을 나타낸 것이고, Figure 5 및 6은 표면 피복 양생재 시공완료 후의 모습을 나타낸 사진이다.
본 연구에서는 여름철 아파트 건설현장에 표면노출 및 PE 필름과 투명, 백색, 알루미늄 증착 버블시트의 5가지 표면피복 양생재 변화에 따른 슬래브 콘크리트의 온도이력 및 균열양상 등 품질에 미치는 영향을 분석하였는데 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
실험사항으로는 굳지 않은 상태에서 슬럼프, 염화물량 및 공기량을 측정하는 것으로 계획하였고, 경화상태에서는 재령 7, 28일 압축강도 및 슬래브 콘크리트의 온도이력과 재령 2, 3, 28일 균열조사를 실시하는 것으로 계획하였다.
즉, 현장에 사용된 레디믹스트 콘크리트의 규격은 호칭강도 24 MPa, 목표 슬럼프 150 mm 이었다. 표면피복 양생방법은 3, 4층 슬래브에 표면피복 양생방법 변수는 표면노출, PE 필름 및 1중의 투명 버블시트, 백색 버블시트, 알루미늄 증착 버블시트의 5수준으로 계획하였다[6].
대상 데이터
본 실험에 사용한 재료로써, 먼저 콘크리트는 세종시에 위치한 레미콘을 사용하였다. 표면피복 양생재로 버블시트는 국내 G사에서 제조·시판중인 1중 투명, 백색, 알루미늄 증착 버블시트를 사용하였고, 폴리에틸렌 필름은 시중에서 판매되고 있는 재료를 구입하여 사용하였는데, 그 물리적 성질은 Table 2와 같고, 그 모습은 Figure 1과 같다.
본 연구는 여름철 고온조건에서 진행된 실험으로 2016년 8월 23일부터 25일, 9월 2일부터 4일까지 2회에 걸쳐 실시하였다. 적용위치는 Figure 2와 같이 3, 4층 슬래브로 4개 세대에는 왼쪽부터 1중 투명, 백색 버블시트, PE필름, 1중 알루미늄 증착 버블시트를 포설하였고, 공용부분 2개소는 표면노출로 계획하였다.
본 연구의 대상인 구조물은 충남 천안시에 위치한 H건설사의 Apt.로 지하 1층, 지상 25층, 13동 아파트 중 104동에 대하여 적용하는 것으로 하였다.
즉, 현장에 사용된 레디믹스트 콘크리트의 규격은 호칭강도 24 MPa, 목표 슬럼프 150 mm 이었다. 표면피복 양생방법은 3, 4층 슬래브에 표면피복 양생방법 변수는 표면노출, PE 필름 및 1중의 투명 버블시트, 백색 버블시트, 알루미늄 증착 버블시트의 5수준으로 계획하였다[6].
본 실험에 사용한 재료로써, 먼저 콘크리트는 세종시에 위치한 레미콘을 사용하였다. 표면피복 양생재로 버블시트는 국내 G사에서 제조·시판중인 1중 투명, 백색, 알루미늄 증착 버블시트를 사용하였고, 폴리에틸렌 필름은 시중에서 판매되고 있는 재료를 구입하여 사용하였는데, 그 물리적 성질은 Table 2와 같고, 그 모습은 Figure 1과 같다.
이론/모형
굳지 않은 콘크리트의 실험으로 슬럼프는 KS F 2402,염화물량은 이온전극법, 공기량은 KS F 2421, 에 의거하여실시하였고, 경화콘크리트의 압축강도는 Ø100×200mm 원주형 공시체를 KS F 2405에 의거하여 실시하였다
성능/효과
1) 슬래브 콘크리트의 온도이력 측정 결과는 표면노출, 알루미늄 증착 버블시트, 백색 버블시트, 투명 버블시트 및 PE필름 순으로 온도저감에 효과적인 것으로 나타났는데, 표면이 노출되는 경우이거나 혹은 태양빛 반사에 유리한 재질일수록 온도저감에 효과적이었다.
2) 균열양상의 경우 표면노출과 PE필름 시공 부분에서 침하균열과 다수의 소성 및 건조수축 균열이 발생하였으며, 버블시트 시공 부분에서는 침하균열만 발생하였을 뿐 소성 및 건조수축 균열은 발생하지 않아 양호한 균열저감 효과를 확인할 수 있었다.
4) 이상과 같이 여름철 콘크리트 타설에서 표면피복 양생재의 종류변화에 따른 콘크리트의 온도, 균열특성을 종합하여보면 알루미늄 증착 버블시트가 가장 우수한 방법이지만 시공자의 눈부심에 따른 시공성까지도 고려한다면 백색버블시트가 최적의 방법임을 알 수 있었다.
균열 면적도 표면노출의 3층 32.00mm2, 4층 21.77mm2로 가장 넓고, 알루미늄 증착 버블시트의 3층 2.10mm2, 4층 0.83mm2로 균열개수 및 길이와 동일한 경향으로 가장 좁게 나타났다.
균열저감의 경우는 3가지 버블시트는 유사한 균열저감 효과를 나타내었으며, PE필름과 표면노출은 수분증발에 의한 소성 및 건조수축 균열이 다수 발생하였다.
먼저 균열개수는 표면노출의 3층 0.25개, 4층 0.20개로 가장 많은 반면, 알루미늄 증착 버블시트의 3층 0.05개, 4층0.02개로 가장 적게 조사되었는데, 전반적으로 표면노출에 비해 PE 필름, 버블시트 순으로 균열개수가 저감하는 경향을 나타내었다.
종합적으로 온도저감의 경우 표면노출, 알루미늄 증착 버블시트, 백색 버블시트, 투명 버블시트, PE필름의 순으로 온도저감에 효과적인 것으로 나타났는데, 당연한 결과이겠지만, 태양빛을 반사시키는 표면재질의 재료가 온도 저감에 효과적인 것으로 나타났다.
종합적으로 표면노출과 PE 필름 시공시 다수의 균열이 발생 하였지만, 버블시트의 경우에는 종류에 관계없이 유사하게 균열이 적은 경향을 나타내었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
여름철 콘크리트는 어떤 문제가 발생하는가?
여름철 콘크리트는 수분증발에 의한 소성 및 건조수축균열, 슬럼프 저하, 콜드조인트 발생 등 다양한 문제가 발생한다. 이에 국내에서는 수분증발을 방지하고, 단열성능을 확보하기 위해 표면피복 양생을 위한 다양한 형태의 버블시트를 제작하여 사용하고 있으나, 여름철에는 적용사례가 없었다.
본 논문에서 콘크리트 온도저감에 효과적인 것은 무엇인가?
종합적으로 온도저감의 경우 표면노출, 알루미늄 증착 버블시트, 백색 버블시트, 투명 버블시트, PE필름의 순으로 온도저감에 효과적인 것으로 나타났는데, 당연한 결과이겠지만, 태양빛을 반사시키는 표면재질의 재료가 온도 저감에 효과적인 것으로 나타났다.
계절별 콘크리트 품질문제는 어떻게 해결하고 있는가?
즉, 여름이나 겨울철의 경우에는 고온 및 저온에 의한 콘크리트 품질문제가 빈번히 발생하고 있어, 이 시기에는 특별한 품질확보 대책을 마련해야 한다. 일례로 겨울철의 경우에는 초기동해 방지를 위해 내한제사용, 단열 및 가열보온양생 등을 통해 콘크리트의 품질을 확보하고 있다. 하지만, 여름철의 경우에는 Pre-cooling등의 냉각공법, 살수나 피복 등의 조치를 취하는 양생방법이 제시되어 있지만, 공기단축등의 이유로 철저히 시행되지 않음에 따라 소성 및 건조수축균열, 콜드조인트 등을 방지하는데 한계가 있는 실정이다[2].
참고문헌 (9)
Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs. Concrete Standard Specification; 2009 Sep. p. 182.
Korea Concrete Institute. Curing of Concrete. 2nd ed. Seoul: Kimoondang; 2015. Chapter 3, Curing of Winter; p. 40-54.
Han CG, Lee JG. Plastic and Drying Shrinkage Cracking Reduction by the Bubble Sheet Curing. Journal of the Korea Institute of Building Construction. 2016 Jun;16(3):211-7.
Han CG, Lee JG, Reduction of Concrete Cracking by Various Surface-Covered Curing Materials. Journal of the Architectural Institute of Korea. 2016 May;32(5):29-36.
Jang DB, Choi HK. Performance Evaluation by Field Application of Improved Bubble Sheet for Heating-Insulation Curing Sheet of Cold Weather Concrete. Journal of the Architectural Institute of Korea. 2011 Nov;27(11):169-76.
Hong SM. Efficiency of heat insulation curing method applying bubble sheets in field application[Doctor's thesis]. [Cheongju (Korea)]:Cheongju university; 2010. 129 p.
Lee JG. Evaluation of field applicability on crack reduction method of the concrete by curing with white-colored bubble sheet[Doctor's thesis]. [Cheongju (Korea)]:Cheongju university; 2018. 55 p.
Kyung YH. Effects of surface-covering methods by bubblesheets on temperature history of spliced steel-bar in winter concreting[Master's thesis]. [Cheongju (Korea)]:Cheongju university; 2017. 50 p.
Baek. DH. Development of heat insulation curing method of cold weather concrete using bubble sheet[Doctor's thesis]. [Cheongju (Korea)]:Cheongju university; 2011. 56 p.
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