수화열 해석을 통한 콘크리트 교각에 대한 고강도 콘크리트의 현장 적용성 평가

Abstract

본 논문은 현장 시험을 통해 고강도 콘크리트의 현장 적용성이 검토 되었다. 현장 실험에 앞서, 기존 콘크리트(27MPa)와의 비교를 통해 경제성이 검토되었고, 보통 포틀랜드 시멘트, 플라이에쉬 20% 첨가 배합된 콘크리트, 저열 포틀랜드 배합 시멘트의 시방배합표가 작성되었다. 경제성 및 시공성을 고려하여 최종 배합설계는 보통 포틀랜드 시멘트, 최대 골재치수 25mm, 슬럼프 150mm, 공기량 5~7%의 시방배합이 적용되었다. 이렇게 작성된 시방배합표를 기반으로 온도응력 해석은 Midas/Civil 7.1을 이용하여 해석되었다. 유한요소 온도 해석과 실제 실험은 작은 차이를 보였으며, 1단 균열지구에서 유한요소 해석은 균열이 발생될 것으로 예상되었으나, 실제 표면에서는 균열이 발생되지 않았다. 수화열 유한요소 해석과 실측치를 비교한 결과, 실제 실험의 콘크리트 온도와 최소균열지수가 증가되었다. 이는 콘크리트 압축강도가 크고, 조기에 빠르게 발현하였기 때문으로 고려된다. 교각 구조물에 대한 고강도 콘크리트의 현장 실험 결과 설계기준강도(40MPa)를 상회하는 58MPa의 강도가 발현되었고, 수화열에 의한 균열발생도 철저한 양생관리를 통해 제어할 수 있음이 확인되었다. 향후 일반 교량 구조물에 확대 적용 시에는 현장 품질관리 상태 및 양생관리 조건에 따라 강도 발현 저하 및 콘크리트 구조물에 균열 발생의 우려가 있으므로, 추가의 실험적 연구가 요구된다.