개념 한 쪽
매스콘크리트는 두꺼운 단면에서 수화열로 내부온도가 높아져 균열이 발생하기 쉬운 콘크리트라고 정의한다. 균열을 막기 위해 수화열을 줄이는 것이 핵심이라고 본다. 시멘트량 조절·골재 최대치수·냉각과 줄눈 등의 대책을 사용한다.
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출제기준 단원 「일반사항」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 수화열 제어 수단 판정 | 1 | 매스콘크리트의 온도 저감에 가장 효과적인 대책을 가림 |
| 시멘트량-온도 관계 계산 | 1 | 단위 시멘트량 감소에 따른 온도 저감 비례관계를 적용해 옳은 수치 고르기 |
| 온도균열지수 간이 산정 | 1 | 구속계수 또는 ΔT에 계수 적용해 온도균열지수 나타내기 |
매스콘크리트는 단면 두께가 큰 구조물로서 내부에서 발생하는 수화열이 외부로 잘 발산되지 못하면 내부온도가 매우 높아져 균열이 발생하기 쉬운 특성이 있다고 설명한다. 일반적으로 두께 0.8m 이상이면 매스콘크리트로 취급하는 설명이 제시되므로 단면 크기에 따른 특성을 이해해야 한다고 본다.
수화열 저감의 첫 번째 수단은 단위 시멘트량을 줄이는 것이라고 말한다. 시멘트가 물과 반응할 때 발생하는 발열이 수화열의 주된 원인이므로 시멘트량 감소가 열 발생 자체를 줄이는 가장 효과적인 방법이라고 본다. 물만 줄이는 방식은 콘크리트 작업성 저하와 건조 수축 증가로 오히려 균열 위험을 높일 수 있으므로 주의해야 한다고 경고한다.
골재 배합과 재료 선택으로도 수화열과 건조수축을 제어할 수 있다고 설명한다. 골재의 최대 치수를 가능한 크게 하면 시멘트 페이스트 비율이 낮아져 수화열과 수축이 감소한다고 본다. 또한 저열 시멘트나 타설수 및 시멘트의 프리쿨링, 내부에 냉수를 흐르게 하는 파이프 쿨링 등의 냉각 방법을 병행하여 온도를 관리해야 한다고 제시한다. 균열 완화를 위해 규정된 간격으로 줄눈을 두어 단면 감소에 따른 균열 유도도 활용할 수 있다고 권장한다.
온도균열지수는 매스콘크리트의 온도균열 발생성을 평가하는 지표로, 일반적으로 콘크리트의 인장강도를 발생하는 온도응력으로 나눈 값이라고 정의한다. 값이 클수록 균열에 대한 저항이 크다고 볼 수 있으므로 설계와 시공에서는 구조물의 중요도와 구속 상태에 따라 목표 지수 범위를 설정하여 균열 방지 또는 제한 목적에 맞게 관리해야 한다고 제시한다.
구속상태가 다른 구조물의 경우 간이 계산식이나 계수를 적용하여 온도균열지수를 산정할 수 있다고 설명한다. 예컨대 내부구속응력이 큰 평판구조 등에서는 ΔT(내부최고온도와 표면간 온도차)에 특정 계수를 곱하거나 지반저항계수로 나누어 간단히 지수를 산정하는 방식이 사용된다고 말한다.
1) 시멘트량과 온도 저감 관계 예시: 단위 시멘트량을 10kg/m³ 줄이면 콘크리트 내부 최고온도가 약 1℃ 낮아지는 경험적 관계가 제시된다고 본다. 따라서 시멘트량을 50kg/m³ 줄이면 대략 5℃ 정도의 저감 효과를 기대할 수 있으나 실제 설계에서는 배합 및 작업성 제약을 고려하여 판단해야 한다고 권고한다.
2) 구속응력 계수 적용 예시: 연질지반 위에 타설된 내부구속응력이 큰 평판구조에서 ΔTt(내부와 표면의 최고온도차)가 12.5℃일 때 간이 계산에서 구속계수 0.1을 적용하면 12.5×0.1=1.25로 산정되어 약 1.2 수준의 온도균열지수가 도출된다고 설명한다. 동일한 상황을 공식식 T = ΔTi / K 관점에서 보면 ΔTi를 지반저항계수 K로 나누어 지수를 구한다는 점을 기억하면 계산 적용이 용이하다고 덧붙인다.
매스콘크리트에 대한 설명 중 틀린 것은?
정답 ② · 매스콘크리트에 관한 설명 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 매스콘크리트의 온도상승은 시멘트의 수화열에서 비롯되므로, 온도상승 저감 대책으로는 단위시멘트량을 줄이는 것이 가장 효과적이며 단위수량을 줄이는 것보다 바람직하다고 규정한다.
매스콘크리트 온도 상승 저감을 위해서는 시멘트량 감소가 가장 효과적이며, 수량 감소만으로는 응결 지연과 수축 균열 위험이 있다.
매스콘크리트에 대한 다음의 내용 중 잘못 설명된 것은?
정답 ④ · 매스콘크리트에서 수화열로 인한 온도균열을 제어하기 위해 시멘트량을 절감하는 것은 효과적인 방법입니다. 일반적으로 콘크리트의 단위시멘트량을 10kg/m³ 저감하면 콘크리트 내부의 온도 상승량은 약 1℃ 정도 저감되는 것으로 알려져 있습니다.
단위 시멘트량 10kg/m³ 저감 시 온도 상승량은 약 1℃ 저감되므로 5℃는 과대평가된 오답이다.
온도균열지수에 대한 설명으로 옳은 것은?
정답 ① · 온도균열지수는 콘크리트의 인장강도를 발생하는 온도응력으로 나눈 값으로, 값이 작을수록 균열 발생 가능성이 높아집니다. 콘크리트 표준시방서에 따르면, 철근이 배치된 일반적인 구조물에서 유해한 균열발생을 제한(허용)할 경우 표준적인 온도균열지수는 0.7 이상 1.2 미만으로 규정하고 있습니다.
온도균열지수는 인장강도 대 온도응력 비로, 값이 클수록 균열 저항력이 커지며 일반 구조물 허용 균열 시 0.7~1.2 미만으로 규정한다.
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