겨울철 콘크리트 부동액에 주목하세요. 부동액 지식을 알고 계십니까?

1. 동계건설 시작일 및 종료일에 관한 규정

콘크리트 구조물을 건설하려면 동계 건설 대책을 채택해야 합니다. 겨울철 건설 시작일은 기온이 5일 연속 5도 이하로 유지되는 첫날로 간주할 수 있습니다. 종료일은 온도가 5일 연속 5도 이상으로 유지되는 첫 번째 날로 결정됩니다. 시작일과 종료일 사이의 기간은 콘크리트의 겨울 건설 기간입니다.

2. 콘크리트 특성에 대한 온도의 영향

주변 온도가 낮으면 시멘트의 수화 반응이 느려지고 콘크리트의 강도 발달에 영향을 미칩니다. 실험에 따르면 온도가 1도씩 떨어질 때마다 시멘트의 수화 활성이 약 5~7% 감소하는 것으로 나타났습니다. 1도에서 0도 범위 내에서는 시멘트의 수화 활성이 크게 감소하고 수화가 매우 느려집니다. 온도가 0도 아래로 떨어지면 콘크리트의 자유수가 얼기 시작합니다. 약 -15도에서 거의 모든 유리수가 얼어붙어 시멘트의 수화 및 경화 과정이 완전히 중단됩니다.

물이 고체 얼음으로 변하면 부피가 약 9% 증가하여 콘크리트에 내부 응력이 발생합니다. 이로 인해 골재와 시멘트 입자 사이의 상대 변위가 발생하고 내부 수분이 음온 표면으로 이동하여 콘크리트 내에 얼음 클러스터가 형성되어 국부적인 구조적 손상을 초래합니다.

새로 타설된 콘크리트가 너무 일찍 동결되면 최종 강도가 크게 감소하여 강도 손실이 설계 등급의 50%에 도달할 수 있으며 구조적 파손이 발생할 수 있습니다. 그러나 콘크리트가 임계강도에 도달한 후 동결되면 강도손실이 최소화되어 전체적인 구조적 손상이 거의 발생하지 않습니다.

콘크리트 혼합수에 부동액을 첨가하면 수용액의 어는점이 낮아집니다. 어는점 감소 정도는 사용된 부동액의 종류와 양, 용액의 농도에 따라 달라집니다. 부동액의 효과는 주로 용액 농도와 경화된 콘크리트가 경험하는 음의 온도 값에 따라 달라집니다.

콘크리트에 부동액을 첨가하는 주요 목적은 음의 온도에서 충분한 액상을 유지하여 시멘트의 수화가 계속되도록 하는 것입니다. 온도가 상승하면 콘크리트 강도가 더욱 발전하여 설계 등급에 도달하거나 초과할 수 있습니다.

3. 겨울철 콘크리트 시공 시 주의사항

콘크리트 겨울 건설에는 양의 온도에서 타설 및 양생이 필요합니다. 원자재 가열과 콘크리트 혼합, 운반, 붓기 및 경화 과정에 대한 열 계산을 수행해야 하며, 이는 시공 중에 따라야 합니다.

(1) 재료 및 가열 요건

겨울철 콘크리트 제조에 사용되는 시멘트는 고활성, 고열방출 포틀랜드 시멘트나 일반 포틀랜드 시멘트를 사용하는 것이 바람직하다. 증기양생에 사용되는 시멘트의 종류는 시험을 통해 결정되어야 한다. 시멘트 강도는 42.5등급보다 낮아서는 안 되며, 물시멘트비는 0.6을 초과해서는 안 됩니다. 시멘트를 직접 가열해서는 안됩니다. 사용하기 1~2일 전에 따뜻한 창고에 보관해야 하며 창고 온도는 5도 이상을 유지해야 합니다.

물의 비열용량은 모래나 골재의 약 5배이므로 겨울철 콘크리트 혼합에는 온수를 사용하는 것이 바람직합니다. 그러나 물의 가열 온도는 지정된 값을 충족해야 합니다.

골재는 얼어붙은 덩어리와 얼음이 없는지 확인하기 위해 미리 청소하고 보관해야 합니다. 겨울철 골재 저장 장소는 물에 잠기지 않는 높은 곳에 있어야 합니다.

겨울철 콘크리트 혼합에 사용되는 모래와 골재의 온도는 열 계산 요구 사항을 충족해야 합니다. 가열 방법은 위치에 따라 다를 수 있지만 증기 가열이 선호됩니다.

원료의 가열방식에 관계없이 가열장치를 설계할 때에는 일일 최대 원료사용량과 요구온도를 결정하여야 한다. 재료의 초기 온도와 비열을 기준으로 필요한 총 열을 계산할 수 있습니다. 가열 과정 중 열 손실도 고려하여 열원의 유형, 규모 및 양을 결정해야 합니다.

(2) 혼합

겨울철에는 옥외에서 콘크리트를 혼합하지 마십시오. 가능한 한 따뜻한 창고를 건설해야 하며, 콘크리트의 열 손실을 최소화하기 위해 대용량 믹서를 우선적으로 사용해야 합니다. 혼합하기 전에 믹서를 뜨거운 물이나 증기로 헹구십시오. 콘크리트의 혼합시간은 상온에 비해 50% 정도 연장되어야 합니다. 약 80도에서 시멘트를 물과 혼합하면 순간 경화가 발생하므로 혼합 순서는 먼저 물과 골재를 추가한 다음 시멘트를 추가해야 합니다. 뜨거운 물이 시멘트에 직접 닿지 않으면 물을 100도까지 가열할 수 있습니다.

(3) 교통

콘크리트의 운송 시간과 거리는 분리나 소성 손실이 발생하지 않도록 해야 합니다. 주요 대책으로는 운반시간 및 거리 최소화, 대용량 운반도구 사용, 적절한 단열재 적용 등이 있다.

(4) 주입 및 경화

타설하기 전에 형판과 철근에 쌓인 성에나 먼지를 제거해야 합니다. 과도한 열 손실을 방지하려면 붓는 속도를 가속화해야 합니다. 믹서에서 토출된 콘크리트의 온도는 10도 이상, 거푸집에 넣었을 때의 온도는 5도 이상이어야 합니다. 가열양생을 할 경우 양생 전 콘크리트의 온도는 2도 이하가 되어서는 안 된다.

일체형 구조물에 가열 경화를 적용할 경우 건축 접합부는 열 응력이 최소화되는 위치에 배치되어야 합니다. 경화 온도가 40도를 초과하면 고온으로 인해 구조에 내부 열 응력이 발생합니다. 따라서 시공 전 설계단위의 의견을 수렴하고, 시공줄눈은 경간 내에서 적절하게 배치되어야 한다. 시멘트가 시공 조인트에 굳은 후에는 3~5기압의 공기 흐름을 사용하여 접착 표면에서 시멘트 필름, 더러운 물, 느슨한 골재를 날려 보내야 합니다.