초록 ▼

본 "매스콘크리트 구조물에서의 수화열 저감기법에 관한 연구"는 균열발생 원인 규명을 통해 사전에 수화열에 의한 균열을 예측할 수 있는 프로그램을 개발하고 근본적으로 수화열을 저감할 수 있는 시멘트를 개발하며, 이들을 실 구조물에 적요하여 그 효율성을 검증·활성화하고자 하는데 그 목적을 갖고 있다.
본 연구에서는 기존 자료를 통해 균열발생의 메카니즘을 규명하였고 수화열을 억제할 수 있는 대책으로 재료 및 공법조사를 실시하였으며 3차원적으로 온도변화와 온도응력해석을 할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 또한 개발한 혼합형 저발열시멘

본 "매스콘크리트 구조물에서의 수화열 저감기법에 관한 연구"는 균열발생 원인 규명을 통해 사전에 수화열에 의한 균열을 예측할 수 있는 프로그램을 개발하고 근본적으로 수화열을 저감할 수 있는 시멘트를 개발하며, 이들을 실 구조물에 적요하여 그 효율성을 검증·활성화하고자 하는데 그 목적을 갖고 있다.
본 연구에서는 기존 자료를 통해 균열발생의 메카니즘을 규명하였고 수화열을 억제할 수 있는 대책으로 재료 및 공법조사를 실시하였으며 3차원적으로 온도변화와 온도응력해석을 할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 또한 개발한 혼합형 저발열시멘트와 기존의 다른 시멘트들을 사용하여 물리·화학적 특성을 서로 비교하였고, 단열온도상승, 압축 및 인장강도, 블리딩, 응결, 정탄성계수, 염소이온침투 하였고, 단열온도상승, 압축 및 인장강도, 블리딩, 응결, 정탄성계수, 염소이온침투 저항성 측면에서 비교하여 그 우수성을 평가하였다. 이상의 개발한 프로그램과 신 재료를 실 구조물인 광안대교 하부기초 구조물에 적용 해석하여 균열발생을 억제 할 수 있는 최적의 블록크기 및 타설고를 도출하였고 각 인자별 영향을 평가하였다.

Abstract ▼

The objectives of this research are to develop a program which can predict cracks due to the hydration heat at early aged concrete, to develop low heat cement to basically reduce hydration heat in a point of material view, and finally to verify the efficiencies of those by applying to pratical field

The objectives of this research are to develop a program which can predict cracks due to the hydration heat at early aged concrete, to develop low heat cement to basically reduce hydration heat in a point of material view, and finally to verify the efficiencies of those by applying to pratical field. Principles of crack occurrence are studied and various materials and cooling methods for the control of thermal cracks are investigated in the first year study. Through those studies, a program which temperature change and thermal stress can be analyzed in a three dimension is developed. Developed low heat cement, in addition, and other conventional cements are compared in terms of chemical and physical characteristics. This report also presents the superiority of the developed cement to others by comparing adiabatic temperature rise, compressive and tensile strength, bleeding, setting time, elastic modulus, resistance to chloride ion penetration and so on.
The optimized block size and lift height are obtained theoretically by applying to practical field of Kwang An Grand Bride which is under construction.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약문...3
• EXECUTIVE SUMMARY...6
• 목차...9
• CONTENTS...18
• 표목차...22
• 그림목차...31
• 1장 서론...49
• 1.1절 연구의 필요성...49
• 1.2절 연구 목적...51
• 1.3절 연구 목표 및 범위...52
• 2장 국내외 기술개발 현황...55
• 2.1절 국내현황...55
• 1. 수화열 해석 분야...55
• 2. 재료분야...56
• 2.2절 국외현황...57
• 1. 수화열 해석 분야...57
• 2. 재료분야...59
• 2.3절 국내·외 기술개발 현황에 따른 향후 연구 전망...59
• 1. 수화열 해석 분야...59
• 가. 수화열에 의한 온도 예측기법 분야...59
• 나. 수화열에 의한 온도 균열 예측기법 분야...60
• 다. 수화열 저감공법 분야...61
• 라. 균열 평가 및 대책 분야...61
• 2. 재료분야...61
• 3장 연구개발 수행 내용 및 결과...63
• 3.1절 콘크리트 열전달 및 열응력 특성...63
• 1. 개요...63
• 2. 콘크리트의 열전달 특성...64
• 가. 시멘트의 수화반응...64
• 나. 열특성계수...65
• 다. 단열온도상승...70
• 3. 콘크리트의 열응력 특성...77
• 가. 열응력에 의한...77
• 나. 숙성도의 기본이론...81
• 다. 숙성도에 따른 압축강도 모델식...82
• 라. 압축강도와 인장강도 상관 관계식...85
• 마. 온도에 따른 탄성계수 보정...86
• 바. 열팽창계수...87
• 사. 크리이프...88
• 3.2절 수화열 제어대책...92
• 1. 개요...92
• 2. 재료상 및 배합상 저감 방안...92
• 가. 사용 단위시멘트량 저감...92
• 나. 저발열형 시멘트 사용...93
• 3. 시공상 저감 방안...96
• 가. 프리쿨링 공법...96
• 나. 파이프쿨링 공법...105
• 다. 보온 양생 및 표면 보호...108
• 3.3절 열전달 및 열응력 해석프로그램의 개발...109
• 1. 기존 해석 프로그램의 특성...109
• 2. 해석 프로그램의 구성도...110
• 가. 개발 해석 프로그램의 종류 및 구성 관계도...110
• 나. 수화열 해석 프로그램(PIPHYD.FOR)의 주요 기능...112
• 다. 콘크리트 물성치 해석 프로그램(YOUNG.FOR)의 주요 기능...113
• 라. 온도응력 해석 프로그램(STRESS.FOR)의 주요 기능...114
• 3. 유한요소해석법에 의한 열전도 해석...114
• 가. 수화열 해석의 행렬방정식 구성법...115
• 나. Newmark-β 법을 이용한 시간영역에서의 차분화...120
• 다. 수화열 해석 프로그램(PIPHYD.FOR)의 구성도...122
• 4. 유한요소법에 의한 열응력 해석...124
• 가. 3차원 8절점 Solid 등매개 변수 요소...124
• 나. 유한요소 방정식 유도...125
• 다. 크리이프 모델식 수식화...128
• 라. 수화열에 의한 열응력 해서 프로그램(STRESS.FOR)의 구성도...129
• 3.4절 열특성 실험...131
• 1. 외기대류계숙 실험...131
• 가. 실험목적...131
• 나. 실험변수...131
• 다. 실험재료...132
• 라. 배합설계...132
• 마. 실험방법...132
• 바. 실험결과...133
• 2. 비열시험...140
• 가. 개요...140
• 나. 콘크리트의 비열 예측식...141
• 다. 배합 콘크리트의 초기온도 산정법...142
• 라. 콘크리트의 냉각온도량...144
• 3. 유수대루계수 실험...145
• 가. 실험 개요...145
• 4. 철근량에 따른 열전달 실험...154
• 가. 실험 개요...154
• 나. 실험 결과 및 분석...158
• 3.5절 저발열형 시멘트ㆍ콘크리트 기술현황...181
• 1. 국내외 관련 기술 개발 현황...181
• 가. 개론...181
• 나. 화학성분, 화합물 조성 및 물리적 성분...185
• 다.경화전 상태...194
• 라. 열적 특성...196
• 마. 역학적 특성...204
• 바. 내구성...212
• 사. 시공 사례...217
• 2. 기존 3성분계 혼합형 저발열시멘트와의 비교...219
• 3.6절 혼합형 저발열시멘트 물성 평가...221
• 1. 시멘트 종류별 특성 비교...221
• 가. 화학성분...221
• 나. 물리성능...221
• 다. 몰탈의 반죽질기 및 압축강도...223
• 라. 몰탈의 건조수축길이변화...224
• 2. 시멘트의 수화발열 특성...229
• 가. 시멘트 종류별 수화발열 특성...229
• 나. 온도조건별 수화발열 특성...230
• 3. 시멘트의 내화학 특성...234
• 가. 사용재료...234
• 나 .인공해수에 대한 저항성...235
• 다. 황산 용액에 대한 저항성...240
• 라. 염화물 용액에 대한 저항성...243
• 마. 황산염 용액에 대한 저항성...249
• 4. 콘크리트의 특성...252
• 가. 실험개요...252
• 나. 사용재료 물성...252
• 다. 콘크리트 배합...254
• 라. 작업성 및 경시변화...256
• 마. 콘크리트의 단열온도상승...258
• 바. 경화 콘크리트의 특성...261
• 사. 저발열시멘트 콘크리트의 염분침투 확산...268
• 아. 철근부식 저항성...275
• 5. 설계기준강도 σCK＝210kgf/cm2콘크리트 특성 비교...296
• 가. 실험개요...296
• 나. 사용재료...296
• 다. 배합설계...297
• 라. 블리딩 및 응결...298
• 마. 압축 및 인장강도...30
• 바. 정탄성계수...302
• 사. 건조수축 길이변화...303
• 아. 동결융해 저항성...304
• 자. 염소이온침투 저항성...306
• 차 .중성화...307
• 3.7절 모의부재 적용 시험...309
• 1. 실험개요...309
• 2. 실험항목 및 방법...309
• 3. 시멘트·콘크리트 시험결과 및 고찰...309
• 가. 시멘트의 물리화학분석 결과...309
• 나. 콘크리트 시험결과...315
• 3.8절 혼합형 저발열시멘트의 품질관리 기준...322
• 1. 목적...322
• 2. 적용범위...322
• 3. 용어 정의...322
• 가. 저발열시멘트...322
• 나. 고로슬래그 미분말...322
• 다. 플라이애쉬...323
• 4. 원재료 품질규격...323
• 가. 포틀랜드 시멘트...323
• 나. 고로슬래그 미분말...323
• 다. 플라이애쉬...324
• 5. 원재료 혼합비율...324
• 가. 혼합비율...324
• 6. 제품의 품질관리...325
• 가. 시료채취...325
• 나. 화학성분...325
• 다. 물리적 성질...325
• 7. 제품의 시험 성적서 발행...326
• 3.9절 기초케이슨 구조물의 수화열 해석...328
• 1. 개요...328
• 2. 수화열 해석을 위한 재료적 제원 및 모델링...328
• 가. 수화열 해석을 위한 재료적 특성...328
• 나. 유한요소 모델링...330
• 다. 온도균열지수...336
• 3. 기초저판 및 정판의 해석결과 및 분석...342
• 가. 시멘트 종류 및 분할갯수에 따른 비교...342
• 나. 타설높이에 따른 비교...354
• 다. 경제적 타설높이 및 분할갯수 결정...357
• 4. 벽체 구조물의 해석 결과 및 분석...359
• 가. 벽체두께 및 시멘트 종류에 따른 영향평가...359
• 나. 벽체길이에 따른 영향평가...366
• 3.10절 모형 타설 시험...382
• 1. 개요...382
• 2. 모형타설시험 계획...383
• 가. 모의체 크기 결정...383
• 나. 모의시험체 제작 및 게측계획...384
• 3. 모형타설 시험실 및 계측기 설치...387
• 가. 모의 시험체의 타설...387
• 나. 재료의 배합...388
• 다. 측정게이지 설치 및 측정방법...388
• 라. 데이터 측정...392
• 4. 실험결과 및 고찰...395
• 가. 초기치 설정 및 영점보정...395
• 나. 온도 측정 결과...396
• 다. 변형계 측정결과...402
• 라. 유효응력계 측정결과...405
• 마. 계측결과와 해석결과의 비교 ...407
• 3.11절 기초케이슨의 분할타설을 위한 수화열 해석...409
• 1. 개요...409
• 2. 수화열해석을 위한 재료적 제원 및 유한요소 모델링...411
• 가 수화열 해석을 위한 재료적 물성...411
• 나. 유한요소 모델링...413
• 3. 결과분석...414
• 3.12절 파이프 쿨링을 고려한 수화열 해석...422
• 1. 개요...422
• 2. 수화열해석을 위한 재료적 제원 및 유한요소 모델링...423
• 가 수화열 해석을 위한 재료적 물성...423
• 나. 유한요소 모델링...424
• 3. 결과분석...426
• 4. 파이프 쿨링 작업계획...430
• 5. 서중콘크리트 관리계획...431
• 3.13절 기초 케이슨의 파이프 쿨링 효과에 대한 검토...444
• 1. 개요...444
• 2. 계측기 설치 및 측정방법...444
• 가. 계측기 사양...444
• 나. 계측기 설치 및 측정방법...445
• 3. 수화열 해석을 위한 재료적 제원 및 유한요소 모델링...447
• 가. 수화열 해석을 위한 재료적 물성...447
• 나. 유한요소 모델링...447
• 다. 결과분석...447
• 3.14절 결론...454
• 4장 연구개발 목표 달성도 및 대외 기여도...465
• 4.1절 연구개발 목표 달성도...465
• 1. 수화열 제어대책 특성 규명...465
• 4.2절 연구개발의 경제ㆍ사회ㆍ기술적 기여도...467
• 1. 기술적 측면...467
• 2. 경제·산업적 측면...467
• 3. 사회·문화적 측면...468
• 5장 연구개발결과의 활용계획...469
• 5.1절 추가연구의 필요성...469
• 1. 수화열에의한 온도기법 분야...469
• 2. 수화열에의한 온도균열 예측 분야...469
• 3. 재료분야...469
• 5.2절 기업화 추진방안...470
• 5.3절 향후 활용계획...470
• 6장 참고문헌...472
• 부 록...475
• 매스콜크리트 균열 제어지침(안)...476
• 저발열시멘트를 사용한 콘크리트의 시공지침(안)...509
• 서지자료...573
• BIBLIOGRAPHIC DATA SHEET...574