[논문]성덕 다목적댐 가물막이댐의 수화열 해석

김진근; 추인엽; 장봉석; 하재담; 박병국; 김정수

성덕 다목적댐 가물막이댐의 수화열 해석
Hydration Heat Analysis of Seongdeok Cofferdam 원문보기

김진근 (한국과학기술원 건설 및 환경공학과) , 추인엽 (한국과학기술원 건설 및 환경공학과) , 장봉석 (한국수자원공사 수자원연구원) , 하재담 (쌍용양회 기술연구소) , 박병국 (한국수자원공사 성덕댐건설단) , 김정수 (한국수자원공사 성덕댐건설단)

콘크리트 구조물의 온도균열은 타설 초기 시멘트의 수화열에 의한 온도상승 및 강하에 따라 생기는 체적변화가 내부 또는 외부적으로 구속을 받아 발생하는 것으로, 댐과 같은 매스콘크리트 구조물일수록 온도균열 발생가능성은 높아진다. 성덕 다목적댐은 경상북도 청송군에 건설 중인 중력식 다목적 댐으로, 분할 타설고 설정 및 수화열계측을 통한 균열유무 조사 등의 목적으로 가물막이댐 시험시공이 이루어졌다. 본 연구는 성덕 다목적댐 가물막이댐의 수화열 해석을 수행하여 분할 타설고에 따른 수화열 비교, 수화열에 의한 온도균열 발생 유무, 현장 계측 결과 값과의 비교 분석을 하고자 한다.열 비교, 수화열에 의한 온도균열 발생 유무, 현장 계측 결과 값과의 비교 분석을 하고자 한다.

The temperature crack of concrete structure is caused by the phenomenon which the concrete volume is restricted in the inside or outside part due th the temperature variations induced by the hydration heat of cement. And mass concrete structures are weak in temperature crack. Seongdeok multi-purpose dam is gravity dam which is being constructed in Cheongsong-gun, Gyeonsangbuk-do. Upstream cofferdam was constructed to examine the temperature crack due to hydration heat and to decide the height of placement. Therefore this study performed the hydration heat analysis of Seongdeok upstream coffer dam to analyze the hydration heat according to different height of placement and to compare with measured results.

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문제 정의

본댐 시공에 앞서 분할타설고 설정, 수화열 계측을 통한 온도관리 및 균열유무 조사 등의 목적으로 가물막이댐 시험시공이 이루어 졌다. 이 연구는 성덕댐 가물막이댐의 수화열 해석 수행을 통해 온도균열 발생 유무, 현장 계측 결과 값과의 비교 분석을 하고자 한다.

성능/효과

수화열 해석 결과는 그림 5에 나타내었다. 결과에서 확인 할 수 있듯이 해석값과 현장계측 온도 결과값이 거의 일치하는 것을 확인할 수 있다. 또한 저발열배합 콘크리트의 사용으로 인해 내부(중단)와 외부(하단,상단)의 최고점 온도차가 10℃ 이내로 발생하는 것을 확인할 수 있다.
결과에서 확인 할 수 있듯이 해석값과 현장계측 온도 결과값이 거의 일치하는 것을 확인할 수 있다. 또한 저발열배합 콘크리트의 사용으로 인해 내부(중단)와 외부(하단,상단)의 최고점 온도차가 10℃ 이내로 발생하는 것을 확인할 수 있다.
성덕댐 가물막이댐의 수화열 해석 수행 결과 저발열 배합 콘크리트를 사용하였을 경우 타설고 1.5m와 타설고 2.0m 모두 내외부 온도차가 15℃ 이내이며 발생한 온도 응력이 인장응력에 도달하지 않는 것으로 나타났다. 이를 통해 성덕댐 상류 가물막이댐은 온도 균열이 발생하지 않는 것으로 결론지을 수 있으며, 실제에도 균열이 발생하지 않았다.

후속연구

이를 통해 성덕댐 상류 가물막이댐은 온도 균열이 발생하지 않는 것으로 결론지을 수 있으며, 실제에도 균열이 발생하지 않았다. 그러나 본 댐에서 온도균열 발생여부의 정확한 예측을 위해서는 타설온도, 외부기온 등 다양한 현장 조건과 계측 정보가 필요하며, 특히 10일 이상의 장기적인 단열온도상승시험이 필요한 것으로 사료된다.

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