매스콘크리트 온도균열

정의와 핵심

매스콘크리트 온도균열은 수화열로 생긴 온도차와 구속이 만든 인장균열이다.

덩어리가 큰 콘크리트는 속에서 생긴 열이 빠져나가지 못해 속은 뜨겁고 겉은 식는다.

이때 속과 겉의 온도차나 주변 굳은 콘크리트가 줄어드는 것을 막으면 균열이 생긴다.

매스콘크리트 판정

매스콘크리트는 부재 단면 치수가 커서 수화열이 쌓여 내부 온도가 크게 오르는 콘크리트다.

기준 치수는 두께 80cm 이상의 슬래브, 또는 하단이 구속된 벽 두께 50cm 이상이다.

내외부 온도차가 25℃ 이상이 되는 경우도 매스콘크리트로 본다.

즉 단면 치수와 내외부 온도차, 두 조건으로 판정한다.

예제 계산

계산 예로 두께 1.0m 판형 슬래브가 매스콘크리트인지 판정해 본다.

두께는 100cm로 80cm 이상이므로 첫 번째 조건을 만족한다.

내부 최고온도 65℃와 표면 온도 35℃의 차는 30℃로, 25℃ 이상이다.

따라서 이 부재는 매스콘크리트로 분류하고 온도균열 대책을 적용한다.

원인: 내부구속과 외부구속

온도균열의 원인은 내부구속과 외부구속으로 나누어 써야 한다.

내부구속은 중심부와 표면부의 온도차에서 생기며 재령 초기에 나타난다.

외부구속은 먼저 굳은 하부 콘크리트가 수축을 막아 생기며 재령 1~2주 후에 나타난다.

두 균열은 발생 시기와 형태가 달라 대책도 따로 써야 한다.

온도균열 대책 세 축

온도균열 대책은 재료, 시공, 구조 세 축으로 나누어 쓴다.

재료·배합 대책은 저발열 시멘트와 혼화재, 단위시멘트량 저감으로 수화열 총량을 줄인다.

시공 대책은 프리쿨링과 파이프쿨링으로 열을 빼내 최고온도와 온도차를 낮춘다.

구조·설계 대책은 블록 분할과 균열유발줄눈으로 균열의 위치를 정한다. 세 축을 함께 쓴다.

냉각 대책 비교

시공 대책 중 프리쿨링은 골재와 혼합수를 냉각해 치기 온도를 낮춘다.

파이프쿨링은 내부에 배관을 설치해 수화열을 직접 빼내므로 최고온도를 효과적으로 낮춘다.

다만 파이프쿨링은 냉각 종료 시점을 잘못 잡으면 급격한 온도 하강으로 균열이 생길 수 있다.

방금 배운 원리로 직접 풀어 보자.

정리

정리하면 원인은 내부구속과 외부구속, 대책은 재료·시공·구조 세 축이다.

두께 기준이나 25℃ 이상의 온도차가 있으면 매스콘크리트로 판정한다.

시험에서는 발생 시기를 먼저 쓰고 원인과 형태를 이어서 쓴다.

이상으로 매스콘크리트 온도균열의 설명을 마친다.