[논문]한중콘크리트 시공시 표면 단열재 변화에 따른 콘크리트의 온도이력 특성

문학용; 신동안; 김경민; 김기철; 오선교; 한천구

문제 정의

그러므로 본 연구에서는 선행연구에 대한 일련의 실험으로 슬래브 상부 양생 방법에 관한 실험을 통하여 한중 환경하에서의 콘크리트에 미치는 단열효과 및 강도 증진 특성 등을 분석하므로써, 한중 콘크리트의 효율적인 시공 방안을 제안하고자 한다.
본 연구는 한중 콘크리트 시공시 표면 단열재 변화에 따른 콘크리트의 온도 이력 특성을 분석한 것으로 실험 결과를 요약하면 다음과 같다.

가설 설정

단열 거푸집 평가용 공시체는 그림 2에 나타난 것처럼, 일반적인 슬래브로서 두께가 12cm인 것으로 가정하여 30X30 X 12cm인 시험체를 제작하였는데, 이때 측면은 슬래브가 연속된다고 가정하여 T=100mm인 스티로폴로 밀봉하였다. 양생 조건은 우리나라 겨울철의 열악한 시공 조건을 고려하여 -1 01의 항온조에서 7일 동안 양생하였다.

제안 방법

양생 조건은 우리나라 겨울철의 열악한 시공 조건을 고려하여 -1 01의 항온조에서 7일 동안 양생하였다. 양생 완료 후 0 1OX2Ocm의 코어를 채취하고 양쪽 면을 유황 캐핑한 후 7일 압축 강도를 측정하였고, 그 이후 시험체는 201C에서 표준 양생한 후 28일째 다시 코어를 채취하여 압축 강도를 측정하였다.
단열 거푸집 평가용 공시체는 그림 2에 나타난 것처럼, 일반적인 슬래브로서 두께가 12cm인 것으로 가정하여 30X30 X 12cm인 시험체를 제작하였는데, 이때 측면은 슬래브가 연속된다고 가정하여 T=100mm인 스티로폴로 밀봉하였다. 양생 조건은 우리나라 겨울철의 열악한 시공 조건을 고려하여 -1 01의 항온조에서 7일 동안 양생하였다. 양생 완료 후 0 1OX2Ocm의 코어를 채취하고 양쪽 면을 유황 캐핑한 후 7일 압축 강도를 측정하였고, 그 이후 시험체는 201C에서 표준 양생한 후 28일째 다시 코어를 채취하여 압축 강도를 측정하였다.
5%로 하였다. 표 면양생재 종류로 1(노출), U(1중 버블 시트), 皿(2중 버블 시트), 17(1중 버블시트+부직포), V(2중 버블시트+부직포)의 5수준으로 실험계획 하였다.
표면 단열 양생 종류별 내부 온도 이력은 시험체의 표면, 중심부 및 하부에 온도 측정용 열전대(T-type)를 매입한 후 Data logger로 10분 간격으로 온도를 기록하여 양생중의 콘크리트 내부 온도를 측정하였다.

대상 데이터

잔. 굵은 골재는 충북 청원군 옥산산 강모래와 20mm 부순 굵은 골재를 사용하였고, 혼화제는 나프탈렌계 AE감수제를 사용하였는데, 각각의 물리적 성질은 표 3~5와 같다. 단열 거푸집 및 표면 양생에 사용한 단열재는 국내에서 시판되는 것으로, 표 6 및 7의 재료를 이용하여 그림 1 및 표 1과 같이 제작하였다.
굵은 골재는 충북 청원군 옥산산 강모래와 20mm 부순 굵은 골재를 사용하였고, 혼화제는 나프탈렌계 AE감수제를 사용하였는데, 각각의 물리적 성질은 표 3~5와 같다. 단열 거푸집 및 표면 양생에 사용한 단열재는 국내에서 시판되는 것으로, 표 6 및 7의 재료를 이용하여 그림 1 및 표 1과 같이 제작하였다.
본 실험의 사용재료로써, 시멘트는 국내산 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였다. 잔.
본 연구의 실험 방법으로 콘크리트의 혼합은 강제식 팬믹서를 사용하여 혼합하였다. 슬럼프 시험은 KS F 2402, 공기량 시험은 KS F 2421에 의거하여 실시하였다.

이론/모형

본 연구의 실험 방법으로 콘크리트의 혼합은 강제식 팬믹서를 사용하여 혼합하였다. 슬럼프 시험은 KS F 2402, 공기량 시험은 KS F 2421에 의거하여 실시하였다.

성능/효과

1) 한중 콘크리트 시공에서 콘크리트 표면단열재 조합별 콘크리트의 내부 온도 이력을 측정한 결과, 1(노출) 및 n(i 중 버블시트)의 경우에는 초기 24시간 내에 온도가 영하로 저하하여 초기 동해가 발생하였지만, 2중 버블시트 및 부직포와의 조합인 단열 양생의 경우는 초기 24시간 내에 최저 온도가 영상을 유지하므로써 양호한 단열효과를 나타내었다.
2) 콘크리트 표면 단열재 조합별 콘크리트의 7일 및 28일 코어 압축 강도를 측정한 결과, V(2중 버블시트+부직포)의 경우가 가장 큰 강도를 나타내었다. 그러나, 단열성능, 경제적인 측면 및 시공 편이성 등을 종합적으로 고려해볼 때 한중 콘크리트 시공에서 효율적인 표면 단열 양생재의 조합은 IV(1중 버블시트+부직포)인 것으로 사료된다.
2) 콘크리트 표면 단열재 조합별 콘크리트의 7일 및 28일 코어 압축 강도를 측정한 결과, V(2중 버블시트+부직포)의 경우가 가장 큰 강도를 나타내었다. 그러나, 단열성능, 경제적인 측면 및 시공 편이성 등을 종합적으로 고려해볼 때 한중 콘크리트 시공에서 효율적인 표면 단열 양생재의 조합은 IV(1중 버블시트+부직포)인 것으로 사료된다.
또한, 24시간(피크 온도) 이후 0P 도달 시간을 보면 V, IV, m, Ⅱ의 순으로 약 74시간, 69시간, 56시간, 13시간 후에도 달하였는데, 이는 각 단열 방법의 단열성능을 평가할 수 있는 것으로써 V, IV, m, Ⅱ의 순으로 단열효과가 우수한 것으로 나타났다. 특히, 본 실험에서 사용된 버블 시트는 기존의 양생포를 이용하는 방법보다 운반, 보관 및 철근 주위의 단열 시공성 측면에서도 용이할 것으로 사료된다.
슬럼프 및 공기량은 모두 계획한 목표 유동성(15± 1.5cm)과 목표 공기량(4.5±1.5%)의 범위를 만족하는 것으로 나타났다.
반면, in, IV, V의 경우에는 콘크리트 내부 및 표면 온도가 초기 24시간 이전에 01。이하로 저하하지 않았고, 최저 온도가 각각 9t, iot, inc로 영상을 유지하므로써, I 및 h와 비교하여 우수한 단열효과를 나타내었다. 따라서, 한중 콘크리트트 시공 시 버블시트와 부직포를 이용한 표면 보온 양생을 실시한다면 콘크리트의 초기 동해를 방지할 수 있을 것으로 사료되어진다.
종합적으로 한중 콘크리트 시공에서 구조체 표면의 단열재 변화에 따른 단열효과만을 고려하면 v(2중 버블시트+부직 포)가 가장 우수한 것으로 분석되지만, 경제적인 측면 및 시공성까지도 복합적으로 고려한다면 IV(1중 버블시트+부직 포)인 조합이 가장 적합할 것으로 사료된다.

후속연구

반면, in, IV, V의 경우에는 콘크리트 내부 및 표면 온도가 초기 24시간 이전에 01。이하로 저하하지 않았고, 최저 온도가 각각 9t, iot, inc로 영상을 유지하므로써, I 및 h와 비교하여 우수한 단열효과를 나타내었다. 따라서, 한중 콘크리트트 시공 시 버블시트와 부직포를 이용한 표면 보온 양생을 실시한다면 콘크리트의 초기 동해를 방지할 수 있을 것으로 사료되어진다.
또한, 24시간(피크 온도) 이후 0P 도달 시간을 보면 V, IV, m, Ⅱ의 순으로 약 74시간, 69시간, 56시간, 13시간 후에도 달하였는데, 이는 각 단열 방법의 단열성능을 평가할 수 있는 것으로써 V, IV, m, Ⅱ의 순으로 단열효과가 우수한 것으로 나타났다. 특히, 본 실험에서 사용된 버블 시트는 기존의 양생포를 이용하는 방법보다 운반, 보관 및 철근 주위의 단열 시공성 측면에서도 용이할 것으로 사료된다.

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