온도균열지수

정의

온도균열지수는 콘크리트 인장강도를 온도응력으로 나눈 값이다.

매스콘크리트에서 내부 온도차로 생긴 온도응력이 인장강도보다 크면 균열이 생긴다.

지수가 1보다 작으면 균열이 생길 가능성이 높다고 본다.

수화열과 온도응력

수화열은 시멘트가 물과 반응하면서 내는 열이다.

매스콘크리트는 열이 잘 빠지지 않아 속과 겉의 온도 차가 커진다.

기초처럼 변형을 막는 구속이 있으면 온도응력이 생긴다.

온도응력이 인장강도보다 커지면 균열이 발생한다.

계산 예제

직접 계산해 보자. 인장강도가 2.4MPa, 온도응력이 2.0MPa인 경우이다.

지수는 2.4를 2.0으로 나눈 1.2이다. 1.2 이상 1.5 미만이므로 유해한 균열을 방지하는 수준이다.

온도응력이 3.0MPa로 커지면 지수는 2.4를 3.0으로 나눈 0.8이 된다.

0.8은 1보다 작아 균열이 생길 가능성이 높다. 블록 분할이나 냉각 같은 추가 대책이 필요하다.

제어 수준과 기준

온도균열지수 기준은 제어 수준에 따라 달라진다.

균열 발생 자체를 막으려면 지수 1.5 이상을 확보한다.

균열은 허용하되 유해한 균열만 막는 수준은 1.2 이상 1.5 미만이다.

균열폭 제어 수준은 지수의 낮은 구간으로 보며 균열유발줄눈과 블록 분할로 대응한다.

균열 제어 대책

온도균열을 막는 대책은 온도 상승과 구속을 함께 줄이는 방향이다.

배합 단계에서는 단위시멘트량을 낮추고 저발열 시멘트나 혼화재를 쓴다.

구속도는 블록 분할과 균열유발줄눈으로 낮춘다.

최고 온도는 프리쿨링과 파이프쿨링 같은 냉각 방법으로 낮춘다.

직접 풀기

직접 풀어 보자. 온도균열지수는 인장강도를 온도응력으로 나눈 값이다.

인장강도 2.0MPa, 온도응력 1.6MPa인 경우를 계산해 보자.

답은 1.25다. 1.2 이상 1.5 미만이므로 유해한 균열을 방지하는 수준이다.

정리

정리하자. 온도균열지수는 인장강도를 온도응력으로 나눈 값이다.

균열 발생을 막는 수준은 1.5 이상, 유해한 균열만 막는 수준은 1.2 이상 1.5 미만이다.

1보다 작으면 균열이 생길 가능성이 높다.

온도응력은 구속도와 온도 상승량에 비례해 커진다.