Abstract
Concrete has excellent mechanical properties, high durability, and economical advantages over other construction materials. Nevertheless, it is not an easy task to apply concrete to long span bridges. That's because concrete has a low strength to weight ratio. Ultra high performance concrete (UHPC) has a very high strength and hence it allows use of relatively small section for the same design load. Thus UHPC is a promising material to be utilized in the construction of long span bridges. However, there is a possibility of crack generation during the curing process due to the high binder ratio of UHPC and a consequent large amount of hydration heat. In this study, adiabatic temperature rise and mechanical properties were modeled for the stress analysis due to hydration heat. Adiabatic temperature rise curve of UHPC was modeled superposing 2-parameter model and S-shaped function, and the Arrhenius constant was determined using the concept of equivalent time. The results are verified by the mock-up test measuring the temperature development due to the hydration of UHPC. In addition, models for mechanical properties such as elastic modulus, tensile strength and compressive strength were developed based on the test results from conventional load test and ultrasonic pulse velocity measurement.
콘크리트는 역학적 성능, 내구성능, 경제성이 우수한 재료이지만 장경간 교량에 적용하기는 쉽지 않은데, 이는 콘크리트의 중량 대비 강도가 낮기 때문이다. 초고성능 콘크리트는 높은 압축강도를 가지며 굵은 골재를 사용하지 않으므로 단면의 크기를 줄일 수 있어, 장경간 교량 바닥판으로 활용이 기대된다. 그러나 초고성능 콘크리트는 재료 특성상 단위결합재량이 많으므로 바닥판 양생과정에서 수화열에 의한 균열이 발생할 수 있다. 이 연구에서는 UHPC 바닥판의 초기재령 균열 위험성을 평가하기 위한 기초 작업을 수행하였다. 먼저 단열온도 상승시험 결과를 바탕으로 2변수 모델과 S자형 함수의 중첩으로 단열온도 상승곡선을 모델링하고, 등가재령의 개념을 도입하여 UHPC의 아레니우스 상수를 결정하였다. 이상의 결과를 실물크기 시험체에 대한 수화발열 측정시험으로 검증하였다. 다음으로 초음파 속도 측정 결과와 하중 재하에 의하여 탄성계수, 인장강도, 압축강도와 같은 UHPC의 역학적 특성을 구하였다.
