콘크리트포장의 초기 열팽창계수 및 건조수축 측정 연구

Abstract

콘크리트포장은 시공초기의 품질관리수준에 따라 전체수명이 결정될 정도로 시공초기의 품질관리가 매우 중요하다. 이러한 초기 품질관리는 콘크리트포장의 초기거동을 잘 파악하여 초기거동을 조절할 수 있는 방안을 도출하는 것이 중요하다. 콘크리트포장의 초기거동에 영향을 주는 요소는 크게 두 가지가 있다. 첫째는 콘크리트의 건조수축이고, 두 번째는 수화열 및 대기온도 변화에 따른 포장체의 온도변화이다. 따라서, 콘크리트의 열팽창계수와 건조수축은 콘크리트의 초기거동에 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 지금까지의 열팽창계수는 완전히 양생된 콘크리트에 대해 실험하는 것이 일반적이었기 때문에 시공초기에 열팽창계수를 얻는데 한계가 있어 왔다. 또 건조수축도 시간방법의 한계로 초기 건조수축을 측정하는데 어려움이 있어 왔다. 본 연구에서는 콘크리트포장의 초기 거동을 조절할 수 있는 방안을 도출하기 위하여, 콘크리트의 초기 건조수축과 열팽창계수를 측정하고 이를 통해 콘크리트포장의 초기 거동 예측프로그램의 입력변수들과 적용 모델들에 대한 자료제공 및 검증을 위 한 기초자료를 제공하는데 그 목적을 두었다. 본 연구에서 얻은 결론은 현장에서 초기 콘크리트의 열팽창계수 값을 측정한 결과 8.9~10.8×10-6/℃ 값을 나타내었으며, 콘크리트의 건조수축에 있어서 깊이별 effect와 size effect가 존재하는 것으로 분석되었다. Quality control of the concrete pavement in the early stage of curing is very important because it has a conclusive effect on its life span. Therefore, examining and analyzing the initial behavior of concrete pavement must precede an alternative to control its initial behavior. There are largely two influential factors for the initial behavior of concrete pavement. One is the drying shrinkage, and the other is the heat generated by hydration and thermal change inside the pavement depending on the change in the atmospheric temperature. Thus, the coefficient of thermal expansion and drying shrinkage can be regarded as very important influential factors for the initial behavior of the concrete. It has been a general practice up until now to measure the coefficient of thermal expansion from completely cured concrete. This practice has an inherent limitation in that it does not give us the coefficient of thermal expansion at the initial stage of curing. Additionally, it has been difficult to obtain the measurement of drying shrinkage due to the time constraint. This research examined and analyzed the early drying shrinkage of the concrete and measurements of the thermal expansion coefficients to formulate a plan to control its initial behavior. Additionally, data values for the variables of influence were collected to develop a prediction model for the initial behavior of the concrete pavement and the verification of the proposed model. In this research, thermal expansion coefficients of the concrete in the initial stage of curing ranged between 8.9~10.8×10-6/℃ Furthermore, the effects of the size and depth of the concrete on the drying shrinkage were analyzed and confirmed.