[건축공학] RC구조의 수화열 조사, 원인 그리고 대책

일반적으로는 흡열량으로 나타낸다. 어떤 물질이 물을 흡수할 때 에너지의 변화를 가져오는 것이다. 이온 또는 분자는 수용액 속에서 물분자왿� 정전기적으로 상호작용을 하여 결합해 있으므로, 진공 속에 있는 이온 또는 분자를 순수한 물 속에 넣어 측정하면 되는데, 실제로는 곤란하므로 본-하버-파얀스의 순환과정이라고 하는 열역학적 과정을 이용하여 산출한다.

예를 들면, 시멘트를 물로 비비면 수화하여 열이 발생하는데 이 수화에 의하여 발생되는 열을 수화열이라고 한다. 수화열은 시멘트가 응결, 경화하는 과정에서 발열하며 이 발열량은 시멘트의 종류, 화학조성, 분말도, 물과 시멘트비 등에 의하여 달라진다. 시멘트가 물과 완전히 반응하면 125㎈/g 정도의 열을 발생한다. 이 수화열은 콘크리트의 내부온도를 상승시키므로 댐과 같이 단면이 큰 콘크리트의 경우에는 온도가 크게 상승하여 초기 경화가 끝나 냉각하게 되면 내외의 온도차에 의한 균열발생의 원인이 된다.

온도 응력에 의한 균열은 단순히 하나의 원인에 의해서만 발생한다고 할 수 없으나, 일반적으로 콘크리트의 타설이 종료된 후 시멘트 수화열에 의한 온도상승이 최고치에 달한 후 온도 하강에 의한 수축이 외적으로 구속되어 발생하는 균열의 경우왿� 콘크리트 표면부왿� 중심부의 발열상태가 서로 다르기 때문에 부재 내부에 온도차가 발생함으로서 생기는 내부구속에 의한 균열의 경우로 나눌 수 있다. 이러한 균열은 매스 콘크리트 구조물에 요구되는 기능 및 품질에 손상을 주게 되므로, 온도 균열을 제거하기 위해서는 적절한 조치를 강구 하여야 한다.

양 지간이 고정된 콘크리트 구조물을 타설한 시점에서 시간에 따른 온도 변화는 그림 1과 같고, 온도의 상승기에는 콘크리트가 팽창하여 단면내에는 압축응력이 도입되나 온도의 하강기에는 다시 수축하게 되고 이때 단면은 인장응력을 받는다.(그림 2) 온도의 하강량이 클수록 인장응력의 크기는 크고, 이 값이 콘크리트의 인장강도를 초과하는 경우 부재의 균열이 발생한다. 그림 2왿� 같이 이러한 균열은 시공초기에 발생하고 콘크리트의 강도가 충분히 발현되지 않은 시점에서 발생하므로 구조물의 내력 및 장기적인 내구성에 치명적인 영향을 미칠 수 있으므로 이에 대한 대책이 요구된다.
상술한 구조물은 일방향 거동이 지배적인 가장 단순한 형태의 온도균열 발생기구에 대한 내용이나 매스콘크리트인 경우 단면의 응력 분포는 다음의 두가지 발생기구로 이해할 수 있다 먼저 매스콘크리트의 온도균열에는 구조체의 내부왿� 외부의 온도분포 차이에 의해 발생하는 균열이 있고 온도상승에 의해 팽창되었던 콘크리트가 온도강하시에 수축이 일어나면서 기타설된 구조물에 의하여 수축이 방해를 받아 발생하는 균열 등 두가지가 있다.

매스콘크리트에서의 온도균열은 시멘트의 수화열에 의한 온도상승이 원인이되어 발생하기 때문에 온도균열의 발생을 억제하기 위해서는 콘크리트의 온도상승량을 감소시키거나 시멘<font color=aaaaff>..</font>