본 연구에서는 콘크리트의 배합강도 결정 시, 저온조건하 평균양생온도 저하에 따른 강도증진 지연에 대한 대응방안으로 보정값을 제안하고자 하였다. 이를 위해 실무에서 많이 사용하는 W/B 50 %의 일반강도 영역에서 OPC 콘크리트, FAC 콘크리트 2종, BSC 콘크리트 2종, 3성분계 시멘트 콘크리트에 대하여 등가재령 방법을 활용한 해석모델로 강도증진을 해석하고, 관리재령별 평균양생온도 저하에 따른 보정값 Tn를 제안하고자 하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
1) 콘크리트의 종류별 민감도 계수를 도출하기 위해 ASTM C 1074에서 제시한 방법을 활용하여 반응속도상수와 겉보기활성화에너지를 도출하였고, 콘크리트 종류별 등가재령을 산정할 수 있었다.
2) 등가재령 방법을 활용한 log 함수모델과 분수함수 모델로 강도 증진을 해석한 결과 OPC, FAC, BSC, 3성분계 시멘트 콘크리트에서의 결정계수 R2 값이 분수함수 모델에서 높은 결과를 나타내었다. 따라서 log 함수모델보다 분수함수 모델로 강도증진을 해석하는 것이 보다 정확한 강도추정 결과를 나타낼 것으로 판단된다.
3) 등가재령을 활용하여 해석한 분수함수 모델로 재령 28일, 42일, 56일, 91일에서의 평균양생온도에 따른 압축강도를 추정하였고, 이때 재령 28일의 표준조건에서의 압축강도와의 차이를 보정하기 위한 단계별 기온보정강도 Tn을 3 MPa 단위로 제안하였다.
4) 단계별 기온보정강도는 OPC, FAC, 3성분계 콘크리트의 경우 재령 28일에서 0~17℃에서는 3 MPa, BSC 콘크리트는 10~17℃에서 3 MPa, 3~10℃에서 6 MPa, 0~3℃에서 9 MPa를 보정해야 하는 것으로 나타났다.
5) 관리재령 42일, 56일의 경우 3 MPa만 보정해야 하며, 91일에서는 강도보정이 필요 없는 것을 알 수 있었다.
이상을 종합하여 제안된 시멘트 종류별 평균양생온도에 따른 기온보정강도 Tn을 국가건설기준 통합코트의 배합설계 단계에 포함한다면 저온조건하 외기온에 대한 양생온도 저하에도 구조체 콘크리트의 설계기준강도를 확보할 수 있을 것으로 판단된다.
In this study, when determining the design strength of concrete, a correction value was proposed as a countermeasure to the delayed strength enhancement due to the reduction of the average curing temperature under cold conditions. For this purpose, the strength enhancement was interpreted as an analytical model using equivalent age method for ordinary portland cement(OPC) concrete, fly ash cement(FAC) concrete type 2, blast furnace slag cement(BSC) concrete type 2, and ternary blended concrete in the normal strength area of 50 % of W/B, which is commonly used in practice, and the value of Tn was proposed according to the mean curing temperature of each management age. In summary, the results are as follows.
(1) To derive the sensitivity factor by type of concrete, the methods presented in ASTM C 1074 were used to derive the reactive velocity and apparent activation energy, and equivalent age by type of concrete could be calculated.
(2) The analysis of strength enhancement with log function model and fraction function model using equivalent age method showed that the determination factor R2 value in OPC, FAC, BSC, and three-component cement concrete had high results in the fraction function model. Therefore, it is judged that the analysis of strength enhancement with the fraction function model rather than the log function model will result in a more accurate estimation of strength.
(3) The compressive strength according to the mean curing temperature at 28 days, 42 days, 56 days, and 91 days was estimated by the model of the fractional function analyzed using equivalent age, and the step-by-step temperature correction strength Tn was proposed in 3 MPa to compensate for the difference from the compressive strength under the standard conditions of 28 days of age.
(4) The temperature correction strength for each step was found to be 3 MPa for OPC, FAC, and ternary concrete at 0~17°C from 28 days of age, 3 MPa for BSC concrete at 10~17°C, 6 MPa for 3~10°C, and 9 MPa at 0~3°C.
(5) Only 3 MPa should be calibrated for the management age of 42 days and 56 days, and 91 days showed that strength calibration is not required.
Hence, If the strength correction factors with temperature level Tn are included in the mix design of Korea Construction Standards Center depending on the average curing temperature of each type of cement presented, it is deemed that the design standard strength of structural concrete can be secured even if the curing temperature decreases.