Because of building higher story and larger buildings, and because current concrete, a basic construction material, needs higher strength rather than normal strength, the use of high-strength concrete becomes more widely spread. High-strength concrete shows very high temperature increase due to inside heat of hydration different from normal-strength concrete, and because mass concrete under low temperature shows temperature stress due to temperature difference between inner and outer parts, it is known or reported that there is a significant difference between the compressive strength of srtucture and that of specimen for management, and between the compressivestrength of circular specimen made by standard underwater curing and structure concrete Therefore, in this research, an adiabatic curing box was manufactured which can provide hydration heat hysteresis of high strength mass concrete members and similar hydration heat hysteresis, using insulating materials, as a easy and exact method to manage compressive strength of rnass concrete member under low temperature, and the features of concrete member and those of specimen for management were compared.

매스콘크리트 균열 예측은 대부분 수치해석을 이용한 구조물 해석을 이용하여 예측된다. 그러나, 구조물 예측 결과는 예측에 사용되는 콘크리트 특성값(탄성계수, 자기수축, 크리프, 열팽창계수 등)에 크게 영향을 받기 때문에, 정확한 구조물 해석을 위해서는 콘크리트 특성에 대한 평가가 선행되어야 한다. 특히, 재령 초기에 빈번히 균열이 발생하는 매스콘크리트 구조물의 경우, 콘크리트 특성값은 온도, 습도와 같은 양생조건에 큰 영향을 받기 때문에 양생 조건을 고려한 콘크리트 특성 예측이 필요하다. 그러나, 건설 현장에서는 간단한 몇가지 실험 또는 모델식을 이용하여 콘크리트 특성을 평가하고 있으며, 이로 인하여 구조물 해석 결과의 정확성이 매우 낮다. 이 논문에서는 정확한 매스콘크리트 구조물 해석을 위하여, 콘크리트 배합 및 양생 조건을 고려한 초기재령 콘크리트 특성 예측 기법을 제안하였다. 이 기법에서 콘크리트 특성은 온도응력 실험 결과와 해석 결과를 비교하여 예측 된다. 온도응력 실험은 다양한 구속 조건 및 콘크리트 양생 조건을 모사할 수 있는 온도응력 측정 장치를 활용하였으며, 수화열 해석은 KAIST 콘크리트 연구실에서 개발된 CONSA/HS를 보완하여 사용하였다. 콘크리트 특성의 응력 민감도 분석 결과를 기반으로 평가할 콘크리트 특성을 결정하였으 며, 콘크리트 응력 해석 결과에 큰 영향을 미치는 열팽창계수, 탄성계수, 자기수축 및 크리프를 평가하 였다. 또한 예측된 콘크리트 특성은 다양한 콘크리트 특성 실험 결과 및 매스콘크리트 실험 결과와 비교하여, 예측된 콘크리트 특성의 정확성 뿐 아니라, 예측된 콘크리트 특성을 이용한 구조물 해석 결과의 정확성까지 검증하였다.

In the current study, retarding type and standard type admixture design of concrete have been proposed to control the generation of hydration heat for foundation members that use high strengths concrete. Finite element analysis also has been conducted to understand the rational placing heights of concrete. In addition, real-size structures have experimented and their results were compared to the analytical results to evaluate the reducing effect of thermal stress . For a large 6.5 m×6.5 m×3.5 m member with retarding and standard type horizontal partition placement of concrete showed the manageable possibility of temperature difference within 25-degree Celcius between the middle and surface portion while the maximum temperature was 77-degree Celcius. Also, temperature cracking index from the finite element analysis appeared to be 1.49 that predicts no formation of cracking due to the effects of temperature. Finally, it appeared that horizontal partition placement of retarding and standard type concrete has the significant effect of reducing the thermal stress that generated by the hydration heat in the high strengths mass concrete.

In this study, we confirmed the composition of the mineral admixture according to mixing ratio of admixtures on the low-heat cement for mass concrete, evaluated the heat properties of hydration through measurement of microheat of hydration.

This paper investigated the thermal and mechanical properties of high-volume fly ash concrete for potential application in mass concrete.

Marine mass concrete mixture for floating structures is derived that can minimize heat of hydration and several construction methods are investigated to reduce thermal cracks. Analysis variables are type and amount of mineral admixtures, number of lifts and placing interval. Probability of thermal crack occurrence is evaluated.

Vertical pipe cooling method was developed for the thermal cracking control of vertically long and slender mass concrete member. This method was applied to mass concrete wall, and the performance of this method was investigated.

As the scale of structure becomes larger, the temperature crack of massive concrete structure is caused by the phenomenon which the mass concrete volume is restricted in the inside or outside part due to the temperature variations induced by the hydration heat of cement. So, we should prepare the method to reduce reasonably the hydration heat for the control of temperature crack. Therefore, this study presents the hydration heat analysis to verify the control effect of temperature crack when we consider to the different concrete mixtures.

부상식 면진기초 매스콘크리트의 시공이 6차에 걸쳐 분리타설로 이루어졌다. 선행 Mock-up실험을 통하여 각각 온도이력계측과 수화열해석이 병행되었고 최선의 양생조건과 시공순서가 부여되었다. 그 결과 수화발열과 냉각시 발생가능한 온도균열은 나타나지 않았다. 그러나 현행 콘크리트 시방서 매스콘크리트편의 온도균열지수의 간이식, 정밀식 모두 낮은 범위의 지수를 나타내었다. 이는 수화열 거동 및 균열예측에 있어 온도균열 발생확률이 높은 것으로 나타나, 실제 타설경과 내용과 상이함을 알 수 있었다. 각 시공단계의 계측 및 해석결과는 대상 부재의 크기와 형상을 고려하여 부재내부를 등온도분포영역과 상대적으로 온도경사가 높은 영역으로 분리할 필요가 있음을 추정케 하였다. 결론적으로, 구조형태별 수화발열/냉각시 온도변화에 보다 민감한 특성두께를 정의하여, 현실적인 온도균열지수를 계산하는 과정과 방법이 필요하다고 사료된다.

초기 재령의 매스콘크리트는 양생과정에서 높은 온도를 유발한다. 수화열 저감 기법 중 내부구속이 지배적인 구조물에서 단면의 내외부 온도차를 관리하는 방식은 그 활용도가 매우 높다. 그러나 수화 균열을 예방하기위해 열경사를 조절하는 현재의 제한적인 방법은 콘크리트 중심과 표면 사이에 미세하거나 거대한 균열을 유발할 수 있다. 특히 냉각파이프를 이용하는 방법은 온도의 상승시에는 적용될 수 있지만, 내외부 온도차이가 심한 온도하강시의 대책으로는 적합하지 않다. 따라서 이 문제에 대한 해결방안으로 가열파이프를 동시에 사용하는 모델을 제안하여 유한요소법으로 해석하였다. 해석 결과, 제안된 냉각파이프와 가열파이프를 동시에 사용하는 방법이 열경사조절에 가장 효과적이며 이를 통해 온도균열을 효과적으로 제어할 수 있을 것으로 판단된다.

온도균열지수에 영향을 미치는 인자들은 무수히 많다. 그러나 본 연구에서는 온도균열지수에 영향을 크게 미치는 시멘트종류, 타설높이, 양생조건, 타설온도, 단위시멘트량, 재료물성치 등의 변수를 변화시키며 해석하였다. 매스콘크리트의 수화열 해석결과는 각 절점마다 나타나므로 모든 절점의 온도응력과 인장강도를 검토한 후 가장 불리한 위치에서의 온도균열지수를 찾아야 한다. 그러나 일반적으로 매스콘크리트 해석시 가장 불리하게 여겨지는 부분은 구조물의 중심부분과 구조물의 표면부분이다. 시멘트종류(대류계수)타설온도 MPC(8)MPC(14)OPC(6)OPC(8)10℃정밀식1.581.501.251.15간략식0.790.750.670.60(℃)18.919.922.524.920℃정밀식1.361.291.141.02간략식0.710.620.640.56(℃)2124.223.426.830℃정밀식1.141.061.080.95간략식0.600.550.650.58(℃)24.927.123.126따라서 본 논문에서는 Fig. 2와 같이 온도균열지수의 변동폭이 심하고 위험할 것으로 예상되는 5곳을 미리 정하고, 몇 번의 수치분석결과를 통해 각 위치별 대표절점을 상부외측표면부(A2), 기초중심부(B), 하부외측표면부(C2) 3곳으로 정하였다. 그리고 그 절점에서의 온도응력을 파악한 후 온도균열지수를 분석하였다. 상부중앙표면부(A1)는 A2 위치에서의 온도응력과 유사하지만 조금 작은 값을 가져 제외하였고, 하부중앙표면부(C1)는 다른 위치에 비해 온도균열지수가 높고, 변동폭이 작아 온도균열에 가장 유리 할 것으로 판단되어 제외하였다. 시멘트의 종류에 따라 보통포틀랜드시멘트(Ordinary Portland Cement)는 OPC로 표시하였고, 중용열포틀랜드시멘트(Moderate heat Portland Cement)는 MPC로 표시하였다. 또한, 단위시멘트량은 320,330,340kg/m3으로 나누어 각각 해석하였다. 콘크리트의 비열 및 열전도율은 일반적으로 Table2와 같이 일정한 범위를 가지므로 본 연구에서는 그 범위 중에서 MIN(열전도율2.6, 비열 1.05), MID(열전도율2.7, 비열1.15), MAX(열전도율2.8, 비열1.26)로 나누어 해석하였다.