수화열 해석을 통한 시멘트 종류별 콘크리트 교각 타설 높이에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

한 글 요 약

최근 들어 장대교량이 늘어남에 따라 콘크리트 교각높이도 점차 높아지고 있는 경향이 있으며 교각두께도 매스화 되어가므로 온도균열의 발생위험이 증가하고 있는 실정이다. 따라서 실제 구조물의 설계 및 시공 시 수화열에 의한 온도응력은 무시할 수 없는 영향을 미치고 있다.
실제로 많은 현장에서 콘크리트 교각 시공완료 후에 수화열에 의한 균열이 발생하여 여러 가지 문제로 인하여 막대한 피해가 발생하므로 미연에 방지할 수 있다면 유지관리 비용측면과 구조물 자체 안정성측면에서도 유리할 것으로 판단된다.
따라서 본 논문은 콘크리트 교각 현장 시공 시에 적정한 타설 높이와 이에 따른 적정한 시멘트 종류에 대한 연구를 하게 되었다.
수화열 해석을 위한 대상 구조물은 12경간 633m의 아치 로제교 교각을 표본으로 하였다. 프로그램은 Midas FEA를 사용하여 수화열 수치해석을 통하여 콘크리트 타설 높이별 ( 3.0m, 6.0m, 9.0m )로 모델링하여 수화열해석을 수행하였다.
수화열 해석결과 시멘트 종류에 따라 타설 높이를 다르게 적용하여야 한다는 결과가 나왔으며 보통포틀랜드는 타설 높이 3.0m, 혼합시멘트( 보통포틀랜드, 고로 슬래그와 플라이 애쉬 )는 타설 높이 6.0m, 저발열 시멘트는 타설 높이 9.0m가 온도균열 발생을 억제하는데 적정한 것으로 나타났다.


핵심용어 :
수화열, 온도균열지수, 열응력, 시멘트 종류

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Abstract

A Study on Concrete Pier Casting Heights with Various Cement Types Using Hydration Heat Analysis

Kim, SEONG JIN
Dept. of Civil Eng.
graduate school of
University of Seoul
Prof. Jung, hee young

As recently Long Span Bridge is increasing the height of piers gradually tend to uprise and as the thickness of piers is coming massive, the risk of Temperature Crack is increasing.
When the structure is designed and constructed, Thermal Stress of Hydration Heat has an infact that can not be ignored.

In many fields, after the completion of piers construction, a crack of Heat Hydration occurs. If we can prevent a crack of Heat Hydration in advance, I think that Maintenance costs and Stability structure are advantageous. Therefore I did a Study on Concrete Pier Casting Heights with Various Cement Types Using Hydration Heat Analysis


The structure for Hydration Heat Analysis is pier of 12 Span 633m an arch bridge.
I use The Midas FEA program through heat of hydration by using the Numerical Analysis as modelling the height of casting piers(3.0 m, 9.0 and 6.0 m)

According to Hydration Heat Analysis results, the Kinds of Cement shall be applied as Pier Casting Heights.
Ordinary Portland is appropriate to 3.0m as Pier Casting Heights.
Blend cement is appropriate to 6.0m as Pier Casting Heights.
Low Heat Cement is appropriate to 6.0m as Pier Casting Heights.



key words :
Hydration Heat, Index of Thermal Cracking,
Thermal stress, Kinds of Cement

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구내용 및 범위 2
• 2. 이론적 배경 4
• 2.1 시멘트 종류 및 특징 4
• 2.2 매스콘크리트의 균열 6
• 2.3 콘크리트의 수화열 10
• 2.4 수화열에 대한 온도해석 13
• 3. 콘크리트 교각 구조물의 수화열해석 18
• 3.1 교각 타설 높이에 따른 수화열 해석 18
• 3.2 보통포틀랜드 시멘트 21
• 3.3 혼합시멘트 31
• 3.4 저발열 시멘트 41
• 4. 수화열 해석 결과 및 분석 51
• 4.1 수화열 해석결과 51
• 4.2 시멘트 종류별 교각타설 높이의 적정성 분석 54
• 5. 결 론 55
• 참고문헌 58
• Abstract 59
• 감사의 글 61