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콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute v.22 no.3 = no.117, 2010년, pp.389 - 397   피인용횟수: 4
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초고성능 콘크리트의 수화발열 및 역학적 특성 모델
Models for Hydration Heat Development and Mechanical Properties of Ultra High Performance Concrete

차수원    (울산대학교 건설환경공학부   ); 김기현    (서울대학교 에너지자원신기술연구소   ); 김성욱    (한국건설기술연구원   ); 박정준    (한국건설기술연구원   ); 배성근    (울산대학교 건설환경공학부  );
  • 초록

    콘크리트는 역학적 성능, 내구성능, 경제성이 우수한 재료이지만 장경간 교량에 적용하기는 쉽지 않은데, 이는 콘크리트의 중량 대비 강도가 낮기 때문이다. 초고성능 콘크리트는 높은 압축강도를 가지며 굵은 골재를 사용하지 않으므로 단면의 크기를 줄일 수 있어, 장경간 교량 바닥판으로 활용이 기대된다. 그러나 초고성능 콘크리트는 재료 특성상 단위결합재량이 많으므로 바닥판 양생과정에서 수화열에 의한 균열이 발생할 수 있다. 이 연구에서는 UHPC 바닥판의 초기재령 균열 위험성을 평가하기 위한 기초 작업을 수행하였다. 먼저 단열온도 상승시험 결과를 바탕으로 2변수 모델과 S자형 함수의 중첩으로 단열온도 상승곡선을 모델링하고, 등가재령의 개념을 도입하여 UHPC의 아레니우스 상수를 결정하였다. 이상의 결과를 실물크기 시험체에 대한 수화발열 측정시험으로 검증하였다. 다음으로 초음파 속도 측정 결과와 하중 재하에 의하여 탄성계수, 인장강도, 압축강도와 같은 UHPC의 역학적 특성을 구하였다.


    Concrete has excellent mechanical properties, high durability, and economical advantages over other construction materials. Nevertheless, it is not an easy task to apply concrete to long span bridges. That's because concrete has a low strength to weight ratio. Ultra high performance concrete (UHPC) has a very high strength and hence it allows use of relatively small section for the same design load. Thus UHPC is a promising material to be utilized in the construction of long span bridges. However, there is a possibility of crack generation during the curing process due to the high binder ratio of UHPC and a consequent large amount of hydration heat. In this study, adiabatic temperature rise and mechanical properties were modeled for the stress analysis due to hydration heat. Adiabatic temperature rise curve of UHPC was modeled superposing 2-parameter model and S-shaped function, and the Arrhenius constant was determined using the concept of equivalent time. The results are verified by the mock-up test measuring the temperature development due to the hydration of UHPC. In addition, models for mechanical properties such as elastic modulus, tensile strength and compressive strength were developed based on the test results from conventional load test and ultrasonic pulse velocity measurement.


  • 주제어

    초고성능 콘크리트 .   수화열 .   단열온도 상승곡선 .   등가재령.  

  • 참고문헌 (9)

    1. 한국건설기술연구원, “하이브리드 사장교용 초고성능 콘크리트 개발,” 연구보고서, 건기연 2007-104, 2007, pp. 1-9. 
    2. 한국건설기술연구원, “하이브리드 사장교용 초고성능 콘크리트 개발,” 연구보고서, 건기연 2008-073, 2008, pp. 1-5. 
    3. 한국콘크리트학회, 콘크리트표준시방서 해설, 한국콘크리트학회, 2003, pp. 268-269. 
    4. Jonasson, J. E., Slipform Construction-Calculations for Assessing Protection against Early Freezing, Swedish Cement and Concrete Institute, Fo 4:84, Stockholm, 1985, 13 pp. 
    5. 화학교재편찬연구회, 일반화학, 녹문당, 2005, pp. 472-475. 
    6. Witte, F. C. and Kikstra, W. P, “DIANA User's Manual-Material Library,” Release 8.1, TNO DIANA BV, Netherlands, 2003, pp. 231-232. 
    7. Wicke, M. et al., Structural Concrete, Vol. 1, CEB-FIP Bulletin 1, Sprint-Druck Stuttgart, 1999, pp. 31-32. 
    8. Mehta, P. K. and Monteiro, P. J. M., “CONCRETE-Microstructure,” Properties and Materials, 3rd edition, The McGraw-Hill Companies, Inc., USA, 2006, pp. 397-401. 
    9. 이광명, 차수원, “초고성능 콘크리트의 수화열 및 수축에 의한 초기균열평가,” 위탁연구보고서, 성균관대학교, 2009, pp. 63-67. 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (4)

    1. Joh, Chang Bin ; Kim, Byung Suk ; Hwang, Hoon Hee ; Choi, Kyoung Kyu ; Choi, Sok Hwan 2011. "Punching Shear Strength of Deck Slabs Made of Ultra High Performance Concrete" 구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection, 15(4): 221~231     
    2. Yoo, Doo-Yeol ; Park, Jung-Jun ; Kim, Sung-Wook ; Yoon, Young-Soo 2011. "Characteristics of Early-Age Restrained Shrinkage and Tensile Creep of Ultra-High Performance Cementitious Composites (UHPCC)" 콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute, 23(5): 581~590     
    3. Kwon, Seung Hee ; Lee, Seung Kook ; Park, Sung Yong ; Cho, Keun Hee ; Cho, Jeong Rae 2013. "Tensile Stress-Crack Opening Relationship of Ultra High Performance Cementitious Composites(UHPCC) Used for Bridge Decks" 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, 17(1): 46~54     
    4. Kim, Byoung-Il ; Lee, Sea-Hyun 2014. "Comparison Analysis of Fiber Distribution and Workability for Amorphous Steel Fiber Reinforced Concrete" 資源리싸이클링 = Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, 23(4): 47~57     

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