매스콘크리트 온도균열 제어

정의

매스콘크리트는 부재 치수가 커서 수화열을 고려해 설계·시공하는 콘크리트다.

쉽게 말해 콘크리트 덩어리가 너무 커서 속에서 생긴 열이 빠져나가지 못하는 콘크리트다.

넓이가 넓은 슬래브에서 단면 치수 80cm 이상, 내외부 온도차 25℃ 이상이면 매스콘크리트다.

발열과 균열

시멘트가 수화되면 중심부 온도가 올라 팽창하고, 표면은 상대적으로 차갑게 남는다.

온도가 내려갈 때는 기초나 먼저 타설된 콘크리트가 수축을 막아 인장이 생긴다.

온도균열은 내외부 온도차가 인장강도를 넘는 순간 발생한다.

제어 요소

재료 단계에서 발열을 줄이는 것이 가장 효과가 크다. 나머지는 발열된 열을 천천히 빼는 역할이다.

단위시멘트량 10kg/㎥ 증감에 따라 내부 온도는 약 1℃ 변한다. 그래서 배합에서 시멘트량을 줄이는 것이 기본 대책이다.

냉각장치인 프리쿨링과 파이프쿨링은 내부 온도를 낮추는 역할을 한다.

구속응력은 탄성계수와 H/L 비, 온도 하강 속도가 클수록 커진다.

관리 절차

현장에서는 배합 설계부터 보온 해제까지 순서대로 관리한다.

타설 전 콘크리트 온도를 확인해 25℃ 이상이면 냉각 조치를 한다.

온도해석으로 중심부와 표면부의 최대 온도차를 예측하고, 구획 크기와 이어치기 시기를 지켜 타설량을 조절한다.

타설 후 온도 이력을 계측하고, 온도차 관리 기준을 벗어나면 보온 강화나 냉각을 추가한다.

표면 온도와 외기 온도 차가 작아진 뒤 보온재를 해제한다.

균열 유형

균열은 원인과 구속 조건에 따라 내부구속 균열과 외부구속 균열로 나뉜다.

내부구속 균열은 상승기 온도차가 원인이라 초기 재령에 표면 미세균열로 나타난다.

외부구속 균열은 하강기 수축이 구속돼 생기므로 관통 균열로 진행하기 쉽다.

정답과 양생

정답은 내부구속 균열이다. 상승기 온도차가 원인이라 초기 재령에 생긴다.

온도균열 대책은 재료·배합·시공·설계 네 측면으로 나누어 수치와 함께 쓴다.

습윤 양생은 보통·중용열 시멘트 14일 이상, 혼화재 사용 시 21일 이상이다.

내외부 온도차 기준을 넘으면 파이프쿨링을 적용해 온도차를 줄이는 방향으로 계획한다.

정리

핵심 수치와 기준을 한 번에 정리한다.

매스콘크리트 판정 기준과 단위시멘트량의 영향부터 기억한다.

균열 유형은 발생 시기로 구분하고, 양생 기간을 함께 기억한다.

온도균열 대책은 재료·배합·시공·설계를 병행해 수치와 함께 쓴다.