[철근콘크리트공학] 콘크리트의 수화열의 원인과 대책에 관한 조사

소개글

많은 도움되길바랍니다.

목차

1. 수화열 (heat of hydration)
1.1 매스콘크리트에 대하여
1.1 수화열(heat of hydration)
1.1.1. 시멘트의 수화반응과 수화열
1.1.2 콘크리트 초기성능과 발열현상

2. 수화열 (heat of hydration) 발생 원인
2.1 수화열에 의한 온도균열 발생 기구
2.1.1 수화열의 해석
2.1.2 내부구속에 의한 응력
2.1.3 외부구속에 의한 응력
2.2 온도응력의 발생에 영향을 미치는 인자
2.2.1 온도상승량이 온도응력에 미치는 영향
2.2.2 구속도가 온도응력에 미치는 영향

3. 수화열 (heat of hydration) 제어 대책
3.1 제어 대책 일반사항
3.1.1 개요
3.1.2 설계
3.1.3 배근
3.1.4 재료 및 배합
3.1.5 재료상 및 배합상 저감방안
1) 저발열 혼합 시멘트
2) 저발열 시멘트의 화합물 구성과 성질
3) 강도 발현성과 수화열
4) 혼화재의 흡착과 유동성
3.1.6 시공상 저감 방안
① 프리쿨링 공법
1) 프리쿨링 공법 개요
2) 프리쿨링 공법 비교
② 파이프쿨링 공법
1) 파이프 쿨링 공법의 개요
2) 온도 계산 방법
3) 파이프쿨링의 실시
③ 보온 양생 및 표면 보호
④ 양생후의 관리

첨부 관련 자료 - 수화열 (heat of hydration) 콘크리트 표준 시방서

본문내용

1. 수화열 (heat of hydration)

요즘 시공되는 초대형 구조물을 건설하기 위해서는 단면이 큰 콘크리트 구조물의 건설이 수반되며 대량의 매스 콘크리트 시공이 필연적으로 따르게 된다. 따라서 시멘트의 수화열에 의한 콘크리트 구조물의 온도변화에 의해 생기는 온도응력이 구조물에 균열을 발생시키거나 혹은 구조물의 설계에 있어서 무시할 수 없는 영향을 주는 경우가 빈번히 일어나고 있다. 따라서 이번 레포트에서는 수화열 발생이 문제가 될 수 있는 매스콘크리트에서 수화반응의 원인과 대책을 살펴보도록 하겠다.

1.1 매스콘크리트에 대하여
1.1.1 매스 콘크리트 (Mass concrete)
① 매스 콘크리트의 정의 및 범위
각 학회나 협회에 따른 매스콘크리트의 적용범위는 다음과 같다.

② 매스 콘크리트의 특성
장대교량의 기초 구조물과 교각 구조물을 비롯하여 콘크리트 댐 구조물, 원자력 발전소의 대규 모 기초 구조물, 해양 항만의 구조물, 지하공간의 기초 구조물의 시공을 위해서는 짧은 기간 안에 막대한 양의 콘크리트를 타설하게 되므로 수화열의 발생은 필연적이며 이렇게 내부에 발생된 큰 수화열은 단면이 큼으로 인해서 외부로의 열전달이 잘 이루어지지 않고 내부에 구속되어 심각한 열응력을 유발하게 된다.
이때의 문제는 이 과도한 열응력으로 인하여 시공 초기 단계에서 수화열로 인한 심각한 균열을 유발하게 된다. 이러한 수화열로 인해 발생하는 온도균열은 보통 그 폭이 크고 구조물을 관통하는 경우가 많으며, 구조물의 시공초기에 발생하여 구조물의 내력, 수밀성 및 미관 등과 특히 장기적 인 내구성능의 저하를 초래하므로 설계, 시공 및 관리 단계에서 면밀한 검토를 하여야 한다.

③ 매스 콘크리트 시공시 발생 문제점
앞에서도 언급했지만 매스 콘크리트 시공시에는 막대한 양의 콘크리트를 타설하게 되므로 수화열의 발생은 필연적이다. 시멘트의 큰 수화열의 발생은 매스 콘크리트의 특징이자 최대의 문제점이기도 하다.
매스콘크리트에서는 온도상승시에는 단면내의 온도차에 의해 발생하는 내부 구속응력이 주로 문제가 되지만, 최대 온도에 도달한 후 온도강하시에는 외부 구속과 내부 구속에 의한 두 가지의 응력이 겹쳐진 복합응력이 문제가 되며, 각각의 성분의 대소에 따라 온도균열의 발생시기 및 발생양상도 달라진다. 수화열을 발생시키는 시멘트의 수화반응과 수화열을 알아보면 다음과 같다.

참고 자료

없음