KR20110058935A - Reduction device of concrete temperature gap, reduction method using the device and structure using the method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 타설된 콘크리트에 의해 형성된 구조물 양생시에 발생되는 온도차에 의한 균열을 저감시키기 위한 방법 및 온도 균열을 저감시키는 장치 및 그 저감방법에 위해 양생된 구조물에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 수조에 저장된 물을 가열수단에 의해 가열하고, 가열된 물을 구멍을 형성하는 호스에 의해 외부표면 전면에 흐르게 함으로써 외부표면 온도를 상승시켜 케이슨의 내부와 외부표면의 온도차를 저감시키는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for reducing cracks caused by temperature differences generated during curing of a structure formed by poured concrete, an apparatus for reducing temperature cracks, and a structure cured for the method. More specifically, the water stored in the water tank is heated by a heating means, and the heated water flows through the front surface of the outer surface by a hose forming a hole to raise the outer surface temperature to reduce the temperature difference between the inner and outer surfaces of the caisson. To an apparatus and a method for causing the
콘크리트는 시멘트, 모래, 자갈, 그리고 물을 적절하게 배합한 콘크리트 혼합물을 양생시켜서, 물·불·지진 등과 같은 자연풍해에 잘 견디어 토목 또는 건축 구조물에서 중요한 재료로 사용된다.Concrete cures concrete mixtures of cement, sand, gravel, and water, and is used as an important material in civil engineering or building structures because it resists natural winds such as water, fire, and earthquakes.
이러한 콘크리트는 배치 플랜트(batch plant)에서 제조되어 레미콘으로 지칭하는 콘크리트 운반차로 운반된 다음, 콘크리트 구조물에 타설되어 다져지고 양생된다. 배치 플랜트는 1회의 콘크리트 반죽량을 계량하여 혼합기에 투입하고 완전히 반죽된 콘크리트를 배출시키고 나서 콘크리트 반죽을 새로이 하여 투입하는 식으로 1회마다 콘크리트를 반죽하는 것이다.Such concrete is produced in a batch plant and transported to a concrete truck called a ready-mixed concrete, which is then poured into a concrete structure to be compacted and cured. The batch plant kneads the concrete every time by weighing the amount of concrete dough into a mixer, discharging the fully kneaded concrete, and then adding new concrete dough.
타설된 콘크리트(구체적 실시예에서는 케이슨)는 양생될 때 수화작용을 동반하는데, 수화작용은 용질(溶質)분자 혹은 이온이 그 주위에 몇 개의 물분자를 끌어들여 하나의 분자군을 이루는 현상이므로, 하나의 분자군을 형성하는 과정에서 수화열이 발생된다.The poured concrete (caisson in the specific embodiment) is accompanied by hydration when it is cured, because hydration is a phenomenon in which solute molecules or ions attract several water molecules around them to form a molecular group. Hydration heat is generated in the process of forming one molecular group.
수화열은 케이슨의 내부온도를 상승시키고, 그 결과 케이슨의 내외부 온도차가 발생되어 온도균열의 원인이 되고 있다. 이러한 온도균열은 양생시에 필연적으로 발생할 수밖에 없는데, 이는 수화열에 의해 내부의 온도가 상승하여 케이슨의 내외부 온도차가 30℃이상이나 되기 때문이다. 또한, 내부균열은 내부와 외부표면의 온도차에 의한 온도균열 외에 케이슨이 양생과정에서 외부표면이 건초 수축되면서 발생되는 건조수축균열 역시 존재하게 된다.The heat of hydration raises the internal temperature of the caisson, and as a result, the internal and external temperature difference of the caisson is generated, causing the temperature crack. Such temperature cracking inevitably occurs during curing, because the internal temperature is increased by the heat of hydration, and the internal and external temperature difference of the caisson is more than 30 ° C. In addition, in addition to the temperature cracking caused by the temperature difference between the inner and outer surfaces, there is also a dry shrinkage crack that is generated as the outer surface shrinks in hay during the caisson curing process.
도 1a는 양생 시간에 따른 케이슨 내부와 외부표면의 온도 및 온도차를 도시한 그래프이다. 양생이 종료할 때까지는 약 12~15일 정도가 소요된다. 그리고, 수화열에 따라 내부온도는 약 90℃까지 상승되게 되고, 내부온도와의 최대 온도차는 약 60℃ 이상이 된다. 따라서, 이러한 온도차를 가지면서 양생된 구조물에는 크랙 등의 균열이 발생되게 된다. Figure 1a is a graph showing the temperature and temperature difference of the inner and outer surfaces of the caisson with curing time. It takes about 12 to 15 days to complete curing. The internal temperature is increased to about 90 ° C according to the heat of hydration, and the maximum temperature difference with the internal temperature is about 60 ° C or more. Therefore, cracks such as cracks are generated in the cured structure having such a temperature difference.
특히, 외기의 온도가 크게 상승하는 서중(暑中)에는 외부온도의 상승과 함께 수화열도 동반하여 상승하게 되고, 케이슨의 온도균열은 더욱 심하게 된다. 그래서, 당업계에서는 온도균열을 감소시키기 위한 방안으로 재료적 대책, 시공적 대 책, 그리고 구조적 대책 등 여러 가지가 사용되고 있는데, 특히 하절기의 서중콘크리트의 시공적 대책으로는 아이스 플랜트 등에 의한 프리 쿨링(Pre-cooling)과 파이프 쿨링(Pipe cooling)등이 이용되고, 또 다른 방법으로 외부에 파이프를 설치하여 외부표면으로 물을 분사시켜 외부표면을 적시는 방법 등이 있다.In particular, in the middle temperature (하는 中), where the temperature of the outside air increases significantly, the heat of hydration increases with the increase of the outside temperature, and the temperature cracking of the caisson becomes more severe. Therefore, in the art, various measures such as material measures, construction measures, and structural measures are used as measures to reduce temperature cracking. In particular, construction measures of summer concrete in summer, such as pre-cooling by ice plant ( Pre-cooling and pipe cooling are used, and another method is to install a pipe on the outside to wet the external surface by spraying water on the external surface.
전자의 프리 쿨링은 모래나 자갈을 얼음물에 담근 다음 시멘트와 혼합하거나 골재나 모래에 차가운 냉각수를 뿌려주는 것이며, 후자의 파이프 쿨링은 콘크리트 타설전에 구조물 내부에 일정한 간격으로 파이프를 배치한 다음 콘크리트를 타설하고 파이프에 냉각수를 순환시키면서 콘크리트를 양생함으로써 콘크리트의 내부 온도를 낮추는 방법이다.The former pre-cooling is to immerse sand or gravel in ice water and then mix it with cement or to spray cold coolant on aggregate or sand. The latter pipe cooling involves placing pipes at regular intervals inside the structure before concrete is poured and then placing concrete. And curing the concrete while circulating the cooling water in the pipe to lower the internal temperature of the concrete.
도 1b는 종래의 케이슨(10) 외부에 파이프(30)를 설치하여 물을 케이슨(10)의 외부표면(20)에 분사시키는 방법을 모식적으로 도시한 것이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 파이프(30)를 통해 물을 케이슨(10)의 외부표면(20)에 적시게 됨으로써 건조수축시에 발생되는 건조수축균열을 방지하게 된다. 그러나, 이러한 방법은 건조수축균열을 방지할 뿐 외부표면과 내부의 온도차에 의한 균열은 여전히 발생되는 문제가 존재한다. FIG. 1B schematically illustrates a method of spraying water onto the
또한, 도 1c는 종래의 파이프(30) 쿨링방법에 의한 온도차 저감장치를 모식적으로 도시한 것이다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 수조(100)에는 냉각수(40)가 저장되고, 펌프(미도시)에 의해 케이슨(10) 내부에 설치된 파이프(30)로 냉각수가(40) 공급된다. 따라서, 냉각수가 케이슨 내부에 흐르게 됨으로써 케이슨의 내부를 냉각하게 된다. 케이슨(10) 내부가 냉각됨으로써 외부표면(20)과 내부의 온도차 를 저감시키게 된다. 1C schematically illustrates a temperature difference reducing device by a
그러나, 프리 쿨링은 아이스 플랜트 설비가 복잡하고 비용이 상승되는 문제점이 있고, 정확한 온도제어가 되지 못하며, 파이프 쿨링은 시공성이 복잡하며 파이프 주변에 미세균열이 발생되는 문제점이 있다.However, the pre-cooling has a problem that the ice plant equipment is complicated and the cost is increased, the precise temperature control is not possible, the pipe cooling is complicated in construction and the microcracks are generated around the pipe.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 콘크리트의 온도균열을 줄이기 위해서 설비가 간소하여 비용을 절감하고, 정확한 온도제어가 가능하며, 시공성이 용이한 온도균열 저감방법 및 저감장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention was devised to solve the above problems, the facility is simple to reduce the temperature cracking of the concrete, the cost is reduced, accurate temperature control, easy construction and temperature crack reduction method and ease of construction It is an object to provide a device.
제안되는 온도균열 저감장치 및 방법은 상대적으로 높은 위치에 복수의 구멍을 형성하고 있는 호스를 설치하여 외부표면을 가열함으로써, 케이슨의 외부표면온도와 케이슨의 수화열에 의한 내부온도의 온도차가 20℃이내로 유지되면서 양생이 이루어지도록 한다. The proposed apparatus and method for reducing temperature cracks are provided with a hose having a plurality of holes formed at a relatively high position to heat the outer surface, so that the temperature difference between the outer surface temperature of the caisson and the inner temperature due to the hydration heat of the caisson is within 20 ° C. Keep it healthy.
이러한 목적은, 제어수단이 수조에 구비된 가열수단을 제어하여 적절한 온도로 가열된 물을 호스구멍을 통해 외부표면 전면을 효율적으로 가열함으로써 가능해진다. 외부표면의 효율적 가열은 외부표면 전면을 덮고 있는 양생포와 양생포를 덮고 있는 보온부재에 의해 가능해 진다. This object is made possible by the control means controlling the heating means provided in the water tank so that water heated to an appropriate temperature is efficiently heated on the entire outer surface through the hose hole. Efficient heating of the outer surface is made possible by the curing cloth covering the entire outer surface and the insulating member covering the curing cloth.
본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다. Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명의 목적은, 철근을 조립하고, 거푸집을 설치하여 거푸집의 내부로 콘크리트를 타설하여 형성된 케이슨에서 발생되는 온도차 저감장치에 있어서, 내부에 물을 저장하고, 물을 가열 가능한 수조; 및 케이슨의 외부표면 일측에 설치되고, 표면에 복수의 구멍이 구비되고, 수조 내부에 저장된 물이 주입관을 통해 공급되어 구멍을 통해 배출 가능한 호스;를 포함하여, 가열된 물이 구멍을 통해 외부표면에 흘러 케이슨 내부와 외부표면의 온도차를 저감시키는 콘크리트 온도차 저감장치로서 달성될 수 있다.An object of the present invention is to assemble a reinforcing bar, install a formwork, the temperature difference reduction device generated in the caisson formed by pouring concrete into the formwork, the water storage can be stored inside, the water tank; And a hose installed at one side of the outer surface of the caisson and having a plurality of holes in the surface thereof, and having water stored in the water tank supplied through the injection pipe to be discharged through the holes. It can be achieved as a concrete temperature difference reducing device that flows to the surface to reduce the temperature difference between the inner and outer surfaces of the caisson.
호스는 케이슨의 높은 부분에 적어도 하나가 설치되어, 구멍에서 배출되는 물이 외부표면 전체에 흘러내리게 되고, 케이슨과 지면이 결합된 끝단 둘레에 형성되어, 외부표면에 흘러내린 물이 모이게 되고, 모인 물을 수조로 공급하는 수로를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.At least one hose is installed at the high part of the caisson so that the water discharged from the hole flows down the entire outer surface, and is formed around the end where the caisson and the ground are combined to collect the water flowing down the outer surface. It may be characterized in that it further comprises a water channel for supplying water to the tank.
수조와 주입관 사이에 구비되어 가열된 물을 호스로 공급하게 하는 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.It may be characterized in that it further comprises a pump which is provided between the water tank and the injection tube to supply the heated water to the hose.
외부표면 전체에 설치되어 구멍에서 배출되는 물 일부를 흡수하여 흡수된 물이 외부표면에 접촉하게 하는 양생포를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.It may be characterized in that it further comprises a curing cloth installed on the entire outer surface to absorb a portion of the water discharged from the hole to make the absorbed water in contact with the outer surface.
양생포 전체를 덮도록 구비되어 물을 보온하는 보온부재를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.It is characterized in that it further comprises a thermal insulation member which is provided to cover the entire curing cloth to keep the water.
보온부재는 비닐 캔버스인 것을 특징으로 할 수 있다.The insulating member may be characterized in that the vinyl canvas.
수조는 물을 가열하는 가열수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The bath may be characterized in that it further comprises a heating means for heating the water.
가열수단과 연결되어, 가열수단에 전원을 공급하고, 호스로 공급되는 물의 온도를 50~80℃로 유지하게 하는 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.It is connected to the heating means, it may be characterized in that it further comprises a control means for supplying power to the heating means, maintaining the temperature of the water supplied to the hose at 50 ~ 80 ℃.
제어수단은 펌프를 제어하여 물의 공급속도를 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.The control means may be characterized in that for controlling the pump to adjust the supply rate of water.
외부표면와 케이슨 내부 각각에 온도센서를 더 포함하고, 제어수단이 외부표면과 케이슨 내부의 온도차를 연산하여 온도차가 기 설정된 온도차 이상인 경우, 가열수단을 작동시켜 가열된 물을 펌프를 통하여 호스에 공급하는 것을 특징으로 할 수 있다.A temperature sensor is further included in each of the outer surface and the inside of the caisson, and the control unit calculates the temperature difference between the outer surface and the caisson and when the temperature difference is greater than the preset temperature difference, the heating means is operated to supply the heated water to the hose through the pump. It may be characterized by.
또 다른 카테고리로서 본 발명의 목적은, 철근을 조립하고, 거푸집을 설치하여 거푸집의 내부로 콘크리트를 타설하여 형성된 케이슨에서 발생되는 온도차 저감방법에 있어서, 경사를 형성하는 케이슨의 높은 쪽 상단의 외부표면에 복수의 구멍을 구비하고, 일측 끝단은 막혀있는 호스를 적어도 하나 설치하고, 호스 타측 끝단 각각에 연결된 주입관을 통해, 내부에 물을 저장하는 수조와 연결시키고, 케이슨과 지면이 접하는 모서리 부분에 수로를 설치하는 단계; 수조에 구비된 가열수단으로 수조에 저장된 물을 가열하는 단계; 가열된 물을 펌프에 의해 호스로 공급하는 단계; 호스에 공급된 물이 구멍에서 배출되어, 물에 의해 외부표면 전면이 가열되어, 외부표면과 케이슨 내부와의 온도차가 저감되는 단계; 및 외부표면에 흘러내린 물이 수로로 모여 수조로 공급되고, 케이슨의 양생이 완료될 때까지, 가열단계, 공급단계 및 저감단계를 반복하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 온도차 저감방법으로 달성될 수 있다.As another category, an object of the present invention is to reduce the temperature difference generated in a caisson formed by assembling reinforcing bars, installing a formwork, and placing concrete into the formwork. It is provided with a plurality of holes in one end, at least one end of the hose is installed, connected to each of the other end of the hose through the injection pipe connected to the water tank for storing the water inside, the edge of the caisson and the ground contact Installing a channel; Heating the water stored in the tank by the heating means provided in the tank; Supplying heated water to the hose by a pump; Water supplied to the hose is discharged from the hole, the front surface of the outer surface is heated by the water, so that the temperature difference between the outer surface and the inside of the caisson is reduced; And a step of repeating the heating step, the supplying step and the reducing step until the water flowing down to the outer surface is collected into the channel and supplied to the tank, and curing of the caisson is completed. Can be achieved.
설치단계는, 외부표면 전면에 양생포를 덮어 설치하는 단계를 더 포함하여, 온도차 저감단계에서, 양생포가 구멍에서 배출된 물 일부를 흡수하는 것을 특징으로 할 수 있다.The installation step may further include a step of installing the curing cloth over the outer surface, and in the step of reducing the temperature difference, the curing cloth may be characterized by absorbing a part of the water discharged from the hole.
양생포 설치단계 후에, 양생포 위에 보온부재를 덮어 설치하는 단계를 더 포함하여, 온도저감단계에서 가열된 물의 온도를 보온 및 유지하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.After the curing step of installing the curing, and further comprising the step of covering the insulating member on the curing cloth, it may be characterized in that to maintain the temperature of the water heated in the temperature reduction step.
가열단계에서, 제어수단이 가열수단에 전원을 공급하여 물의 온도를 50~80℃로 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the heating step, the control means may supply power to the heating means to heat the temperature of the water to 50 ~ 80 ℃.
공급단계에서, 제어수단은 펌프를 제어하여 물의 공급속도를 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the supplying step, the control means may control the pump to adjust the supply speed of the water.
가열단계 전에, 외부표면과 케이슨 내부 각각에 설치된 온도센서에 의해 측정된 외부표면 온도와 케이슨 내부 온도에 의하여, 제어수단이 외부표면과 내부의 온도차를 연산하고, 온도차가 기 설정된 온도차 이상인 경우, 가열수단과 펌프를 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. Before the heating step, the control means calculates the temperature difference between the external surface and the internal temperature based on the external surface temperature and the caisson internal temperature measured by the temperature sensor installed in each of the external surface and the caisson, and when the temperature difference is more than the preset temperature difference, heating It may be characterized in that it further comprises the step of operating the means and the pump.
제어수단이 가열수단과 펌프를 제어하여, 온도차를 기 설정된 값 이하로 유지시키는 것을 특징으로 할 수 있다. The control means may control the heating means and the pump to maintain the temperature difference below a predetermined value.
본 발명이 또 다른 목적은 언급한 콘크리트 온도차 저감방법에 의해 양생된 콘크리트 구조물로서 달성될 수 있다. Another object of the present invention can be achieved as a concrete structure cured by the concrete method for reducing the temperature difference.
따라서, 상기 설명한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의하면, 복수의 구멍을 구비한 호스를 케이슨의 외부표면에 설치함으로써 케이슨 외부표면의 온도를 증가시켜 케이슨 내부와 외부표면과의 온도를 저감시켜 온도차이에 의한 내부균열을 방지할 수 있는 효과를 갖게 된다. Therefore, according to one embodiment of the present invention as described above, by installing a hose having a plurality of holes on the outer surface of the caisson to increase the temperature of the caisson outer surface to reduce the temperature between the caisson inside and the outer surface It will have the effect of preventing internal cracking caused by the difference.
또한, 외부표면 온도를 증가시켜 케이슨 내부와 외부표면의 온도차를 감소시켜 온도차에 의한 내부균열을 막는 효과뿐 아니라, 물을 흡수한 양생포가 항상 외부표면에 접촉하고 있기 때문에, 외부표면을 효율적으로 가열할 수 있고, 건조수축에 따른 표면 균열을 방지할 수 있는 효과를 갖게 된다. 또한, 외부표면에 흐른 물은 다시 수로로 모여 수조로 공급되기 때문에 계속 순환되며 온도차를 감소시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, by increasing the external surface temperature, the temperature difference between the inside and outside surfaces of the caisson is reduced to prevent internal cracking due to the temperature difference, and the external surface is efficiently heated because the absorbent curing cloth always contacts the external surface. It can be, and has the effect of preventing the surface cracks due to dry shrinkage. In addition, the water flowing on the outer surface is gathered back into the water supply can be supplied to the water tank is continuously circulated, there is an advantage that can reduce the temperature difference.
그리고, 본 발명의 일실시예에 의하면, 양생포 위에 보온부재를 더 포함하게 됨으로써, 가열된 물의 온도를 장시간 동안 유지시켜 외부표면의 가열효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 구멍을 구비한 호스는 케이슨의 높은 부분에 설치되고, 자연스럽게 흘러내린 물이 다시 수조로 공급됨으로써 상대적으로 적은 동력으로 물을 순환시킬 수 있어 경제적으로 본 발명의 목적을 달성시킬 수 있다는 장점을 가지게 된다. And, according to an embodiment of the present invention, by further comprising a heat insulating member on the curing cloth, there is an effect that can increase the heating efficiency of the external surface by maintaining the temperature of the heated water for a long time. In addition, the hose having a hole is installed in the high portion of the caisson, the naturally flowing water is supplied back to the tank can circulate the water with a relatively low power to achieve the advantage of the present invention economically To have.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it will be readily apparent to those skilled in the art that various other modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the present invention. Are all within the scope of the appended claims.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공 지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. With reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment that can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains. However, in describing in detail the operating principle of the preferred embodiment of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고,‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를‘포함’한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the same reference numerals are used for parts having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is 'connected' to another part, this includes not only 'directly connected' but also 'indirectly connected' with another element in between. do. In addition, "including" a certain component does not exclude other components unless specifically stated otherwise, it means that may further include other components.
<온도차 저감장치의 구성><Configuration of temperature difference reducing device>
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 타설된 매스 콘트리트(케이슨) 양생 시 발생하는 케이슨(10)의 외부표면(20)과 내부(50)와의 온도차를 감소시키기 위한 저감장치의 구성에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 온도차 저감장치의 사시도를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 콘트리트 온도차 저감장치는 케이슨(10) 외부표면(20) 일부에 설치된 호스(300), 외부표면(20)을 덮고 있는 양생포(200)와 보온부재(210), 물(40)이 저장된 수조(100)를 포함하고 있다. Hereinafter, to describe the configuration of the abatement apparatus for reducing the temperature difference between the
호스(300)는 케이슨(10)의 외부표면(20)에 설치되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 호스(300)는 케이슨(10)의 외부표면(20) 중 높은 부분에 구비되어 있다. 호스(300)에는 복수의 구멍(310)이 형성되어 있어 구멍(310)을 통해 물(40)이 배출 될 수 있는 구조를 가지고 있다. 따라서, 호스(300)는 구멍(310)에 의해 배출되는 물(40)이 중력에 의해 자연스럽게 외부표면(20)에 흐를 수 있는 위치에 설치된다. 그리고, 호스(300) 각각은 주입관을 통해 수조(100)에 연결되어 있다. 수조(100)에는 물(40)이 저장되어 있고, 주입관과 수조(100) 사이에 펌프(110)를 포함하여 수조(100)에 저장된 물(40)을 호스(300)에 공급하게 된다. The
그리고, 케이슨(10)과 지면(1)이 결합된 모서리 부분에는 수로(400)가 형성되어 있다. 호스 구멍(310)으로 배출된 물(40)은 외부표면(20)에 흘러 수로(400)로 모이게 된다. 수로(400)는, 수로(400)에 모인 물(40)이 다시 수조(100)로 들어가도록 구성된다. 또한, 수조(100)는 가열수단(500)을 포함하고 있다. 가열수단(500)은 수조(100)에 저장된 물(40)을 가열하게 된다. 가열된 물(40)의 온도는 40~80℃가 된다. 가열수단(500)에는 제어수단(600)이 결합되어 있고, 제어수단(600)은 가열수단(500)에 전원을 공급하여 가열수단(500)을 작동시켜 수조(100)에 저장된 물(40)이 설정된 온도로 가열되도록 제어한다. In addition, a
도 3a는 도 2의 A-A` 단면도를 도시한 것이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 호스(300)는 케이슨(10)의 외부표면(20)에서 가장 높은쪽 상단 부분에 위치하게 된다. 따라서, 호스 구멍(310)을 통해 배출된 물(40)은 자연스럽게 케이슨(10)에 형성된 경사에 의해 하부쪽으로 흐르게 되고, 흘러내린 물(40)은 수로(400)로 모이게 된다. 그리고, 도 3a에 도시된 바와 같이, 케이슨(10)의 외부표면(20)에는 양생포(200)를 구비하고 있다. 3A is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. As shown in FIG. 3A, the
양생포(200)는 부직포 등과 같은 면재질로 구비된다. 따라서, 호스 구 멍(310)에서 배출되는 물(40) 일부가 양생포(200)에 흡수되게 된다. 따라서, 물(40)을 흡수한 양생포(200)는 항상 케이슨(10)의 외부표면(20)에 접해 있기 때문에, 물(40)이 케이슨(10)의 외부표면(20)에 항상 닿아 있게 된다. 호스 구멍(310)에 의해 배출되는 물(40)의 온도는 40~80℃정도에 해당한다. 그리고, 케이슨(10)의 외부표면(20)은 대략 10~30 ℃ 정도에 해당하여 배출되는 물(40)에 의해 외부표면(20)이 가열되게 된다. Curing
또한, 케이슨(10)의 외부표면(20)과 내부(50) 각각에 온도센서(도 3a에서는 미도시)를 설치할 수 있다. 케이슨 내부(50)에 설치된 온도센서는 콘크리트를 타설하기 전, 거푸집 내부(50)에 설치하게 된다. 따라서, 후에 설명할 제어수단(600)이 케이슨 외부표면(20)에 설치된 온도센서와 케이슨 내부(50)에 설치된 온도센서에 의해 외부표면(20)과 내부(50) 사이의 온도차를 연산할 수 있다. 그리고, 연산된 온도차에 기초하여, 펌프(110)를 제어하여 물(40)의 공급속도를 조절하고, 가열수단(500)을 제어하여 물(40)의 온도를 조절하게 된다. In addition, a temperature sensor (not shown in FIG. 3A) may be provided on each of the
양생포(200)는 이러한 가열효율을 증가시키기 위해 설치된 것이다. 양생포(200)가 외부표면(20)에 접하게 됨으로써 호스구멍(310)으로 배출되는 물(40)은 계속, 빈틈없이 외부표면(20)과 접하게 되어 더욱 신속하게 케이슨(10)의 외부표면(20)을 가열시키게 된다. 또한, 양생포(200)와 호스(300)는 보온 부재(210)가 덮고 있다. 보온부재(210)를 양생포(200) 위에 덮음으로써 가열된 물(40)을 보온하게 된다. 즉, 더 오랜 시간 동안 가열된 물(40)이 높은 온도로 유지되어 가열 효율을 증가시킬 수 있다. 보온부재(210)는 보온 효과를 갖는 비닐캔버스 등으로 구비될 수 있다. Curing
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 온도차 저감장치의 평면도를 도시한 것이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 수조(100)에 저장된 물(40)은 제어수단(600)이 가열수단(500)을 제어하여 설정된 온도까지 물(40)을 가열시킨다. 가열된 물(40)은 펌프(110)에 의해 호스(300)로 공급되고, 호스(300)에 공급된 물(40)은 호스(300)에 형성된 구멍(310)으로 배출되게 된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 구멍(310)으로 배출된 물(40)은 수로(400)까지 자연스럽게 흘러내려 모이게 된다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이, 양생포(200)가 외부표면(20)을 덮고 있고, 양생포(200)에 흡수된 물(40)에 의해 케이슨(10)의 외부표면(20)이 가열되게 된다. 그리고, 양생포(200) 위에 보온부재(210)를 포함하고 있어, 물(40)의 온도를 더욱 오랫동안 유지시키게 된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 수로(400)에 모인 물(40)은 다시 수조(100)로 공급되어 가열 후 계속 순환되게 된다. Figure 3b is a plan view of a concrete temperature difference reduction apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3B, the
<< 실시예Example >>
이하에서는 앞서 설명한 온도차 저감장치를 이용하여 콘트리트 양생 시 발생하는 케이슨(10)의 외부표면(20)과 내부(50)의 온도차를 감소시키기 위한 저감방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 온도차 저감방법의 흐름도를 도시한 것이다. 구조물을 형성하기 위해 철근을 조립하고, 거푸집을 설치하여 거푸집 내부로 콘크리트를 타설하여 케이슨(10)을 형성하게 된다. Hereinafter, a reduction method for reducing the temperature difference between the
경사를 형성하는 케이슨(10)에서 상대적으로 높은 부분에 호스(300)를 설치하게 된다. 호스(300)는 앞서 설명한 바와 같이, 복수의 구멍(310)이 형성되어 있다. 따라서, 호스(300) 내부의 수압에 의해 구멍(310)으로 물(40)이 배출될 수 있다. 또한, 적어도 하나 이상의 호스(300)는 케이슨(10)에서 가장 높은 위치에 설치됨으로써 구멍(310)으로 배출된 물(40)이 자연스럽게 중력에 의해 하부로 흘러 내려갈 수 있게 된다. 그리고, 호스(300)를 주입관에 의해 수조(100)와 연결하게 된다. 수조(100)에 적정량의 물(40)을 채우게 된다(S10). The
케이슨(10)과 지면(1)이 접하는 모서리 부분에 수로(400)를 설치하게 된다. 수로(400)는 후에, 케이슨(10)의 외부표면(20)을 타고, 흘러 내려온 물(40)이 모이는 부분에 위치하게 된다. 또한, 수로(400)는 앞서 설명한 바와 같이, 수조(100)와 연결되어 수로(400)를 통해 물(40)이 수조(100)로 다시 공급되어 순환가능하게 된다. 그리고, 케이슨(10)의 외부표면(20) 전체를 양생포(200)로 덮는다(S20). 양생포(200)는 물(40)을 흡수할 수 있는 재질이라면 종류에 상관없이 사용가능하다. 구체적 실시예에서는 부직포를 사용하였다. The
그리고, 외부표면(20)에 덮어진 양생포(200) 위에 보온부재(210)를 씌우게 된다(S30). 보온부재(210)는 후에, 물(40)이 호스 구멍(310)에서 배출되어 양생포(200)에 흡수되어 외부표면(20)을 가열하는 동안, 물(40)의 온도를 유지시켜주기 위해 설치된다. 구체적 실시예에서는 보온부재(210)로서 비닐 캔버스를 사용하였다. 그러나, 단열성이 뛰어나 보온효과를 발생시킬 수 있는 것이라면 다른 재질과 구성도 가능하다. Then, the insulating
제어수단(600)은 호스(300)로 물(40)을 공급할 것인지, 물(40)의 공급속도를 어느 정도로 할 것인지, 호스(300)로 공급되는 물(40)의 온도를 어느 정도로 할지 결정하게 된다. 즉, 케이슨(10)의 외부표면(20)과 내부(50) 각각에는 온도센서(60)를 구비하고 있고 내부(50)에 설치되는 온도센서(60)는 콘크리트를 타설하기 전에 거푸집 내부에 설치하게 된다. 제어수단(600)은 케이슨 내부(50)에 설치된 온도센서(60)와 외부표면(20)에 설치된 온도센서(60)로부터 현재 외부표면(20)와 케이슨 내부(50)의 온도를 감지하고, 외부표면(20)과 케이슨 내부(50)와의 온도차를 연산하게 된다. The control means 600 determines whether to supply the
제어수단(600)에 의한 가열수단(500)의 작동과 펌프(110)의 작동은 호스(300)와 수조(100)를 설치한 후 바로 시작할 수도 있으나, 제어수단(600)에서 연산된 온도차가 기 설정된 온도차 이상이 되는 경우 작동할 수도 있다. 즉, 콘크리트 타설 후, 수화열에 의해 온도차가 증가하게 되고, 온도차가 기 설정된 온도차(구체적 실시예에서는 30℃)이상이 되는 경우, 작동을 시작하게 된다. The operation of the heating means 500 and the operation of the
제어수단(600)은 가열수단(500)에 전원을 공급하여 수조(100) 내에 채워진 물(40)을 가열하게 된다(S40). 가열된 물(40)의 온도는 현재 제어수단(600)에서 연산된 온도차에 의거하여 설정된다. 즉, 온도차가 적은 경우보다 큰 경우에 더 높은 온도로 가열해야 할 것이다. 제어수단(600)은 현재의 온도차에 근거하여 가열수단(500)에 의해 물(40)을 40~80℃ 범위 내에서 가열시키게 한다. The control means 600 supplies power to the heating means 500 to heat the
그리고, 제어수단(600)은 펌프(110)를 작동시켜 가열된 물(40)을 호스(300)로 공급하게 된다(S50). 제어수단(600)은 호스(300) 내부에 흐르는 물(40)의 유량 속도를 현재 외부표면(20)과 내부(50)와의 온도차에 기초하여 설정하고, 설정된 공급속도로 물(40)을 공급하게 된다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 온도차 저감장치의 제어수단(600)에 의한 신호흐름을 도시한 블록도를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 외부표면(20)에 설치된 온도센서(60)와 케이슨 내부(50)에 설치된 온도센서(60)에 의해 제어수단(600)은 실시간으로 현재 외부표면(20)과 케이슨 내부(50)의 온도를 감지할 수 있다. 또한, 제어수단(600)은 외부표면(20)과 내부(50)와의 온도차를 연산하고, 현재 온도차에 근거하여 호스(300)에 공급되는 물(40)의 온도를 조절하고, 펌프(110)를 제어하여 호스(300)에 공급되는 물(40)의 공급속도를 조절하게 된다. Then, the control means 600 operates the
호스(300)는 주입관이 연결된 부분의 반대쪽 끝단은 막혀 있게 때문에, 수압에 의해 호스(300)에 공급된 물(40)은 호스 구멍(310)으로 배출되게 된다. 호스 구멍(310) 각각에서 배출되는 물(40) 일부는 양생포(200)에 흡수된다(S60). 양생포(200)는 케이슨 외부표면(20) 전면에 덮여 있기 때문에, 가열된 물(40)은 양생포(200)에 의해 항상 외부표면(20)과 접하게 된다. 따라서, 양생포(200)에 흡수된 물(40)에 의해, 외부표면(20)은 가열되게 된다. 또한, 외부표면(20)이 가열됨으로써 케이슨(10)의 내부온도와 외부표면(20)의 온도차를 감소시키게 된다. 따라서, 수화열에 의한 온도균열에 따른 악영향을 방지함과 동시에, 양생포(200)에 적셔진 물(40)은 항상 외부표면(20)에 접촉해 있기 때문에 건조수축에 따른 균열을 방지하게 된다. Since the
양생포(200)에 흡수되지 않고, 외부표면(20)을 따라 흘러 내려온 물(40)은 수로(400)로 모이게 된다. 수로(400)에 모인 물(40)은 다시 수조(100)로 공급되게 된다(S70). 이러한, 물(40)의 가열과 호스(300)로의 공급, 외부표면(20)을 가열시킴으로써 온도차를 저감시키는 단계는 케이슨(10)의 양생이 종료될 때까지 지속되게 된다(S80). 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 온도차 저감방법에서, 시간에 따른 온도차 그래프를 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 양생이 종료될 때까지의 시간(재령)은 약 7~8일 정도가 소요된다. 온도차가 30℃가 되는 시점부터 가열된 물(40)이 펌프(110)에 의해 호스(300)에 공급되고, 외부표면(20)을 가열시킴으로써 온도차를 감소시키게 된다. 또한, 도 1a와 비교하여 최대 온도차(△T=T1-T2) 역시 감소된다. The
도 1a는 타설된 콘크리트가 양생되는 동안 케이슨의 외부표면 온도와 내부 온도 및 온도차를 도시한 그래프,Figure 1a is a graph showing the outer surface temperature and the internal temperature and the temperature difference of the caisson during the pouring concrete,
도 1b는 종래 외부에 설치된 파이프를 이용하여 외부표면에 물을 분사하여 건조수축 균열을 방지하기 위한 장치의 모식도,Figure 1b is a schematic diagram of a device for preventing dry shrinkage cracks by spraying water on the outer surface using a conventionally installed pipe,
도 1c는 종래 케이슨 내부에 냉각수가 흐르는 파이프 관을 설치한 온도차 저감장치의 모식도,1C is a schematic diagram of a temperature difference reducing device in which a pipe tube through which a cooling water flows is installed in a conventional caisson;
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 온도차 저감장치의 사시도,2 is a perspective view of a concrete temperature difference reducing apparatus according to an embodiment of the present invention,
도 3a는 도 2의 A-A`단면도,3A is a cross-sectional view along the line A-A 'of FIG.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 온도차 저감장치의 평면도,Figure 3b is a plan view of a concrete temperature difference reducing apparatus according to an embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 온도차 저감방법의 흐름도,Figure 4 is a flow chart of the concrete temperature difference reduction method according to an embodiment of the present invention,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 온도차 저감장치의 신호흐름을 나타낸 블록도,Figure 5 is a block diagram showing the signal flow of the concrete temperature difference reducing apparatus according to an embodiment of the present invention,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 온도차 저감방법에 의한 양생시간에 따른 외부표면 온도, 내부온도 및 온도차 그래프를 도시한 것이다. 6 is a graph illustrating an external surface temperature, an internal temperature, and a temperature difference with curing time according to a concrete temperature difference reducing method according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1:지면1: ground
10:케이슨10: caisson
20:외부표면20: outer surface
30:종래발명의 파이프30: Pipe of the invention
40:물40: water
50:케이슨 내부50: inside the caisson
60:온도센서60: temperature sensor
100:수조100: tank
110:펌프110: pump
200:양생포200: Curing cloth
210:보온부재210: Thermal insulation member
300:호스300: hose
310:호스구멍310: hose hole
400:수로400: channel
500:가열수단500: heating means
600:제어수단600: control means
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