$-20^{\circ}C$이하의 극저온조건에서 타설되는 콘크리트는 초기동해 방지를 위해 적절한 급열을 포함한 보온양생이 이루어져야 하는데, 현재까지 국내에서 극저온조건의 효율적인 보온양생 방법이 제시된 경우가 드문 실정이다. 따라서 본 연구에서는 $-20^{\circ}C$의 극한조건에서 시공되는 콘크리트의 초기동해 방지를 위한 효율적인 보온양생방법을 제시하고자, 보온양생 재료의 조합 변화에 따른 콘크리트의 온도이력, 적산온도 및 코어강도 결과를 고찰하였다. 실험변수로서 보온양생방법 조합에 따라 기둥, 슬래브 및 벽체를 모사한 목업 시험체를 제작한 후, 단열, 가열 및 양자 병용방법을 적용하여 실험을 진행하였다. 연구결과에 따르면, 슬래브 부재의 경우 온도이력 및 적산온도 측정결과 4BS+열선조합, 벽체의 경우 가열양생+발열매트 그리고 기둥의 경우 EPS 단열재조합에서 3일 이내에 초기동해 방지에 요구되는 적산온도인 $45^{\circ}D{\cdot}D$를 상회하며 $0^{\circ}C$이하로 콘크리트 온도가 저하하지 않는 것으로 나타나 본 연구범위에서 최적의 조합으로 판단된다.
This study investigates the effect of a curing condition on the temperature history and strength development of concrete under -10℃. Combination of various curing methods was applied, i.e. a conventional form was combined with compressed insulation, heat panel and heat cable. Results showed that the concrete cured by a single use of a conventional form resulted in serious deterioration of early strength development. However, other concretes cured by the proposed curing methods maintained the temperature of the concretes between 5 and 20℃, and thus resulted in no frost damage.
양북터널은 굴착과 동시에 라이닝콘크리트를 타설하였다. 터널굴착과 라이닝콘크리트의 동시시공을 위한 적정시공 Cycle을 결정하고, 이에 따른 양생기간과 양생온도를 설정하는 순으로 시험하였다. 라이닝콘크리트는 품질관리를 위해 보온장치를 탑재한 Sliding form과 양생대차를 운영하고, 균열을 최소화하기 위해 양생온도와 양생시간 및 탈형강도 등을 시험에 의해 결정하였다. 시험과정은 터널내부와 라이닝콘크리트 내부온도를 계절별로 측정하고, 양생온도별로 콘크리트의 강도를 측정하였다. 거푸집 탈형시 콘크리트 온도가 터널내부의 온도로 수렴하기까지는 $15{\sim}20^{\circ}C$의 차이로 측정되었고, 거푸집 탈형을 위한 콘크리트 초기강도 4MPa을 발현하는데는 양생온도에 따라 차이가 발생하지만 시공 Cycle에 적합한 양생시간은 약 20시간이고, 이 때의 양생온도는 $23^{\circ}C$ 이상이었다. 위의 시험결과대로 현장에서 라이닝콘크리트를 양생한 결과 시공 Cycle과 압축강도 및 콘크리트면의 외관 등이 만족한 결과를 나타내었다.
본 연구는 한중환경에서 이중 버블시트를 이용한 단열보온 양생 공법을 슬래브 및 매스 콘크리트에 활용한 결과를 검토한 것이다. 먼저, 이중 버블시트를 적용한 경우 타설 후 2일까지 외기온이 영하$9^{\circ}C$까지 강하하는 경우에도 슬래브콘크리트는 영상 $6^{\circ}C$에서 $10^{\circ}C$이상을 유지하여 초기동해가 방지됨을 알 수 있었고, 매스콘크리트의 경우에는 중심부 최고온도와 표층부 최고온도차이가 $6^{\circ}C$이하로 나타나 내부구속에 의한 수화열 균열은 발생하지 않은 것으로 판단된다. 본 현장에 적용된 이중버블시트를 이용한 단열보온양생 공법은 동절기 영하에서도 안정된 양생온도 관리로 초기동해를 방지할 수 있었고, 소요강도를 확보할 수 있었다. 또한, 가시설의 설치 해체 공정을 줄여 공기단축 효과와 인건비절감등 양생비용의 감소로써 한중콘크리트의 품질확보에 우수한 효과가 있음과 동시에 단열 양생공법의 경제성이 입증되었다.
This study was conducted to draw various decisive elements of a reasonable heat curing method and to examine the importance in deciding a construction method when constructing cold weather concrete. As a result, the items proposed as important elements at the time of decision of a heat curing method included economy, workability, maintainability, insulation capability, reduced construction period and usability. As a result of importance by items under AHP technique, it was found the most important element was insulation capability, followed by reduced construction period and workability. As a result of comparison of a heat supplying and a heat insulation method by dual bubble sheet differed 2 times as much as a heat supplying method, especially the evaluation degree by insulation capability and reduced construction period was high.
In this paper, standard specification of heat curing section of cold weather concrete between Korea and China were compared. First, Korea concrete specification (KCS 14 20 40) stipulates that the application period is less than 4℃ per day or less than 0℃ per day right after pouring, but in China, the outdoor daily average temperature is less than 5℃ for five consecutive days. This is believed to be due to the difference in temperatures between Korea and China in winter. Next, in the case of Korea, KCS do not show that the concrete temperature in curing should be 5℃ or higher to prevent early frost damage and obtain the minimum required compressive strength. On the other hand, in the case of China, the specificaion does not show that the curing method is selected based on the concrete surface coefficient after considering the outdoor temperature. In addition, in Korea and China regulation, the temperature of the space during thermal curing was shown to be similar.
항만공사에 사용되는 케이슨의 제작은 slip-form을 사용한 연속타설공법을 적용하고 있다. 국내 공사에서는 동절기에도 소요의 압축강도를 발현하기 위해서 양생시간의 조절과 slip-form 자체에 온도조절이 가능한 가열보온기기를 설치하여 시공하고 있다. 외기온에 따른 최적 양생온도 및 탈형시간을 추정하여 다음과 같은 결론을 도출하였다. 양생온도 $30^{\circ}C$에서 6시간의 양생시간을 거쳐 탈형되는 것이 압축강도의 발현이나 탈형의 부착 등의 문제가 없는 것으로 판단된다.
This study investigated the results of insulation heat curing method using double layer bubble sheet in concrete in cold weather environment. First of all, when double bubble sheets are applied, it was shown that concrete was protected from early freezing by remaining between 7℃ and 3℃ even in case outside temperature drops -7℃ below zero until the 3d day from piling. The insulation heat preservation curing method using the double bubble sheet applied in this field prevented early freezing owing to stable curing temperature management, deterring concrete strength development delay at low temperature, and obtained the needed strength. Also, it was proven that the method is highly effective and economic for cold weather concrete quality maintenance through curing cost reduction like construction period shortening and labor cost reduction, etc by reducing the process of temporary equipment installation and disassembling.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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