한중콘크리트 공사
1. 한중 콘크리트의 특징
* 배합수가 얼고 콘크리트의 강도가 50% 까지 감소
* 대기온도가 5 ~ 6℃ 떨어질 때마다 응결시간이 1/3정도 증가
* 콘크리트의 굳기를 지연시키고 수직 거푸집에 압력을 증가
* 콘크리트의 강도발현의 지연
* 대기온도가 4 ℃ 이하로 떨어지면 사전주의가 필요
2. 한중 콘크리트의 적용 범위
1) 일일 평균기온이 4℃이하로 예상될 때
2) 3일간 연속해서
* 일일 평균기온이 5℃이하일 때
* 하루 중 12시간의 평균기온이 10℃이하일 때
3. 한중 콘크리트의 적용 목적
* 초기 동해를 방지하면 지속적으로 강도가 발현 가능
* 시공, 탈형 등에 필요한 최소강도를 유지
* 급격한 온도변화의 제한 (온도차이에 의한 균열방지)
* 구조물의 사용성, 내구성 보장
4. 한중콘크리트 적용 원칙
* 50kg/㎠ 이상의 강도를 발휘하면 지속적으로 강도 발휘가 가능하다.
* 조기에 소요강도를 발현시킬 필요가 있을 경우엔 10℃이상을 유지한다.
* 방풍시설과 열풍기를 사용하면 수분공급이 필요하다. (공급수분의 동결 주의)
* 모든 콘크리트 표면은 최소한 초기 24시간동안 동해를 입지 않도록 한다.
* 염화칼슘은 사용하지 않는다.
5. 한중콘크리트 타설 전 준비
* 철근, 거푸집의 눈, 얼음을 제거하고 다시 생기지 않도록 한다.(철근과의 부착력이 저하됨)
* 타설전의 콘크리트 온도는 [표1]의 ‘타설전의 콘크리트 온도’을 참조한다.
* 철물 단면적이 6.5㎠이상이면, 콘크리트 온도를 13℃이상으로 한다. (철물온도 0℃이상 유지)
⇒ 삽입용 철물(D29이상의 철근, SRC, CFT 등의 철골)이 크면 국부적으로 온도가 감소됨.
* 동결된 지반위에는 콘크리트를 타설하거나 거푸집을 설치하지 않는다. (침하방지)
6. 한중콘크리트 사용 재료에 대한 조치
* 물시멘트비 60% 이하, 단위수량은 최대한 적게 한다.
* AE콘크리트를 사용하는 것을 원칙으로 한다. (내동결성 증가)
* 슬럼프를 10cm 이하로 한다. (수분함량 감소)
* 골재는 동결되어 있거나 빙설이 혼합되어 있지 않아야 한다.
* 골재를 가열할 경우에는 물과 골재(조골재,세골재)만을 가열한다.
⇒ 시멘트 가열은 삼가한다.
7. 초기 동해 방지
* 동절기 공사의 가장 중요한 과제는 초기동해를 방지하는 것이다. 콘크리트가 초기동해를 입지 않으면 설계강도를 발휘할 수 있다. (설계강도발현시점은 늦어짐)
* 콘크리트 동결 : 물시멘트비, 배합비에 따라 다르지만 대략 – 0.5 ~ – 2℃에서 동결함.
* 타설계획 : 콘크리트 타설전에 방풍시설, 열풍기, 보온방법 및 기타 온도유지계획을 수립하고 콘크리트 타설후 즉시 계획에 따라 보온조치를 취한다.
* 콘크리트 온도관리 : 콘크리트 온도는 [표1]의 ‘타설전의 콘크리트 온도’을 참조한다.
* 보온양생 기간 : [표2]의 기간 이상으로 한다.
* 보온양생 기간 단축 방안 :
① 3종시멘트(조강) 배합적용
② 조강제 투입
③ 단위시멘트량 증가 (콘크리트 강도 상향조정)
* 보온양생 기간 연장 : 매스콘크리트, 시멘트량이 작은 콘크리트는 [표2] 의 표준 보온양생기간보다 더 길게 적용한다.
* 콘크리트의 강도는 [표4]의 소요압축강도를 얻을 때까지 양생하여 동해를 입지 않게 한다.
(최소 50kg/㎠ 이상의 강도를 확보한다.)
8. 온도유지관리 (열풍기 기준)
* 방풍시설을 철저히 한다. (바람은 온도를 강하 시키고, 수분을 건조 시킨다.)
* 슬래브나 벽체의 모서리나 단부는 3중으로 단열한다.
* 열풍양생시에는 거푸집을 제거하지 않는다.(표면의 수분이 건조될 수 있다.)
* 거푸집이 없는 바닥표면은 덮개를 덮거나 살수양생을 한다.(수분의 급격한 건조 방지)
* 부재양면 온도차가 10℃이상 발생하지 않도록 한다. (온도구배가 심하면 균열이 발생한다.)
* 열풍양생 내부의 온도는 [표1]의 ‘양생시의 콘크리트 온도’ 이상이 되도록 한다.
* 열풍기의 열풍이 콘크리트면에 직접 닿지 않게 하고, 적당하게 환기를 한다.
* 배기구가 없는 열풍기의 경우는 배기가스가 바닥을 오염시킬 수 있으므로 주의한다.
* 열풍양생을 종료한 후에는 최초 1일간의 콘크리트 온도감소량이 [표1]의 ‘콘크리트의 온도감소 허용량’을 넘지 않게 한다.
9. 거푸집 해체
* 거푸집은 좋은 단열 효과를 나타내므로(철제 거푸집 제외), 보온양생 기간내에 해체하지 않는 것을 원칙으로 한다.
* 특히, 수압을 받는 벽체의 거푸집을 조기에 해체하면, 강도 발현되기 전에 누수될 수 있다.
* 거푸집 해체를 조기에 할 경우에는, 콘크리트에 적당한 보온조치를 취한다.
* 콘크리트의 강도는 [표3]을 이용하여 추정할 수 있다.
* 거푸집의 해체시기는 [표3]의 추정강도보다는 타설된 콘트리트와 동일한 조건으로 양생된 공시체 시험을 우선으로 한다.
* 시공하중이 재하되는 일반적인 콘크리트의 경우에는 거푸집 및 동바리의 해체 규정에 의한 최소강도를 유지한 후에 해체한다.
* 콘크리트는 초기동해를 받으면 그 후 양생을 계속하더라도 강도의 증진은 적으므로 타설후 초기에 동해를 입지 않도록 잘 보호하고 특히 구조물의 모서리나 가장자리의 부분은 보온하기 어려운 곳이어서 초기동해를 받기 쉬우므로 양생에 주의해야 한다. 바람은 콘크리트 표면의 수분증발을 촉진시켜 온도를 저하시키므로 방지 대책을 수립한다.
* 거푸집은 보온성이 좋은 것을 사용하며 목재 거푸집이 강재거푸집에 비해 열전도율이 적어 보온효과가 크다. 강재거푸집을 사용할 경우 보온조치를 취한다.
10. 양생온도 관리
1) 콘크리트 치기온도, 외기온도, 기상조건 등을 기록해 두며 양생중 콘크리트 온도 또는 보온된 공간의 온도를 계속 측정 기록한다.
2) 양생완료시기, 거푸집 존치시기는 동일한 상태의 공시체 강도시험 또는 콘크리트 온도기록에 의한 적산온도 M (oD·D) 로부터 추정된 강도에 의해 정한다.
M (oD·D) = Σ(Θ+ A ) Δt
(Θ: Δt (일) 시간중의 콘크리트의 일평균 양생온도(℃), A : 정수, 일반적으로 10℃사용 )
3) 콘크리트 타설전,후 다음과 같이 온도를 측정, 기록관리하여 대응한다.
① 타설전 생콘크리트 온도
② 외기온도
③ 기상조건 (일기, 기상예보 확인)
④ 양생온도 또는 보온공간의 온도 (시간별 확인)
⑤ 최저, 최고 온도계 및 습도계를 비치하여 기온강하나 습도의 유지를 확인
4) 온도계설치 : 온도계는 열원에서 가장 먼 위치 바닥에서 1m 높이에 설치한다.
5) 외기온도변화에 따른 대응 사항
11. 생콘크리트의 온도 감소 (Temperature Loss During Delivery)
1) 공장에서 적절한 온도로 제작된 레미콘이라도 현장까지 운송하다 보면 콘크리트의 온도는 감소한다. 한중콘크리트의 공사를 위해 필요한 타설시의 콘크리트 온도를 확보하기 위해서는 이러한 온도감소를 예상하여 공장에서 제작해야 한다.
2) Drum Mixer형의 온도 감소량은 다음과 같이 예상할 수 있다.
T = 0.25(tr – ta)
T : 운송시간 1시간동안에 예상되는 온도감소량
tr : 타설전의 콘크리트 온도 ([표1]의 1항)
ta : 대기온도
즉 타설전에 필요한 콘크리트 온도가 10℃이고 대기온도가 -5℃이면, 1시간동안에 예상되는 온도감소량은 T = 0.25[10℃ –(-5℃)] = 3.75℃이 되므로, 공장에서 생산되는 콘크리트 온도는 13.75℃이상이 되도록 해야 한다. (2시간일 경우의 온도감소량은 ‘3.75℃×2시간 = 7.5℃’가 된다)
