콘크리트 온도 상승이 품질에 미치는 영향

콘크리트 온도가 증가함에 따라, 슬럼프의 경시변화(슬럼프 로스)는 증가된다. 또한, 고온의 콘크리트는 동일 슬럼프를 얻기 위하여 저온의 콘크리트보다 더 많은 물이 필요하다. 온도 상승에 의한 슬럼프 감소 및 슬럼프 로스 증가는 현장에서 단순하게 물만 추가하여 슬럼프를 맞추도록 원인을 제공한다. 만일 시멘트량 증가 없이 단위수량만 증가시킬 경우 물-시멘트비가 증가하고, 그로 인하여 전 재령에서 압축강도가 감소하고, 굳은 콘크리트의 다른 여러 특성에도 악영향을 미치게 된다.

고온에서는 현장에서의 가수가 없다 할지라도 콘크리트의 장기강도에 악영향을 미친다 추가적으로 사용된 배합수에 대응하기 위하여, 시멘트를 W/C(물시멘트비)에 비례하여 보충하여도, 원하는 콘크리르 특성을 만족하기에는 부족하다. 그 이유는 추가적으로 투입된 시멘트가 콘크리트 온도를 높이고 이는 다시 배합수의 추가적인 증가를 가져오기 떄문이다.

(그림1)에 나타낸 바와 같이, 레미콘으 온도가 10℃~ 30℃ 로 높아진다면, 동일 슬럼프를 얻기 위해서는 약 20kg의 추가적인 단위수량이 필요하다. 이러한 추가수량은 강도를 약 12~15% 저하시키며, 규정된 압축강도를 만족시키지 못하는 결과를 가져올 수도 있다.

콘크리트의 온도가 높으면 응결속도를 증가시키고 콘크리트의 운반, 타설, 마감이 가능한 시간을 감소시킨다. 콘크리트 온도가 매10℃ 증가할 때 마다 응결시간은 2시간 이상 짧아진다(그림2) 콘크리트는 각 타설 층 사이에 콜드조인트나 불연속면이 생성되지 않도록 충분한 시간 동안 굳지않은 상태를 유지해야 한다. 고온에 의한 응결단축을 상쇄시키기 위해서는 지연제(ASTM C 494 TYPEB)나 수화조정용 혼화재료의 사용이 유용하다.

더운 날씨에는, 경화 전후에 균열발생이 증가하는 경향을 보인다. 새로 타설된 콘크리트의 물이 빠르게 증발하면 표면이 경화하기전에 소성수축 균열을 유발할 수 있다. 고온으로 타설된 콘크리는 물-시멘트비 증가에 의한 건조수축의 증가 또는 콘크리트 온도변화(타설시) 고온→경화 후 냉각)에 따른 열적 부피변화의 증가에 의하여, 경화 후에도 균열이 생길 수 있다.

(그림3)은 초기 콘크리트 온도가 압축강도에 미치는 영향을 보여준다. 배합, 공시체 제작, 양생시의 콘크리트 온도가 각각23℃, 32℃, 41℃ 및 49℃로 졸저하였다. 28일 후에는 모든 공시체는 23℃에서 습윤양생 시켰다 시허결과 동일 물-시멘트비의 콘크리트는 온도가 23℃보다 높은 경우 초기강도는 높지만 장기강도는 낮아짐을 보여준다. 만약, 동일한 슬럼프 유지를 위하여 시멘트 증가없이 단위수량을 증가시킨다면 강도의 감소는 (그림3) 보다 훨씬 더 커진다. (그림 4)는 실제 제조된 콘크리트를 대상으로 조사한 것으로, 물-시멘트비에 따른 콘크리트의 압축강도의 범위를 보여준다.

더운 날씨에서는, 압축강도 공시체의 제작, 양생, 시험관리를 적절하게 실시하는 것이 매우 중요하다. ASTM C 31℃에서는 납품 시 합부 판정이나 품질관리를 위한 압축강도 공시체의 초기 양생온도는 16~27℃ 사이에서 실시하도록 정하고 있다. 만약, 초기 24시간동의 양생온다가 38℃이라면, 28일 공시체의 28일 압축강도는 16~27℃경우보다 10~15%낮아진다

더운날씨에는 공기량도 영향을 받는다(그림5) 따라서 고온에서는 공기량 관리를 위하여 공기 연행제 증량이 필요하다

고온 하에서의 악영향으로 인하여, 더운날씨에서의 모든 작업은 콘크리트 온도를 가능한 낮추는 방향으로 이루어져야 한다.