티스토리 뷰
초기균열이란 무엇일까요? 초기균열이란 콘크리트를 거푸집에 타설하고 이후에 응결이 종료하기 까지 발생하는 균열을 초기균열이라고 부릅니다. 즉, 타설하고 응결전을 초기로 보는거죠. 또 다른 용어로 1일이내 균열이라고도 하는데 이는 콘크리트를 타설한 다음날 발견하는 것이 대부분이기 때문에 그렇게 불리기도 합니다. 초기균열에는 그 원인에 의해 침하균열, 초기건조균열(소성수축균열), 거푸집 변형에 따른 균열, 재하엘 따른 균열 등으로 분류할 수 있습니다.
1. 개요
1) 콘크리트 구조물은 재료, 배합, 시공등의 여러용인으로 인해 초기균열이 발생하기 쉽습니다.
2) 콘크리트 구조물의 초기 균열의 종류로는 소성수축 균열, 침하균열 및 물리적 균열이 있습니다.
3) 초기 균열에 대한 보수 방법으로는 표면처리, 주입 등이 있으며 보강 방법으로는 강재 Achor 방법등이 있습니다.
2. 콘크리트 초기 균열 발생 원인
1) 재료원인 : 단위시멘트량, 혼화재료 사용유무
2) 시공원인 : 타설속도, 타설높이
3) 배합 : W/B, Gmax , S/a
4) 기타 : 기상 , Cold Joint
3. 콘크리트 초기 균열 보수, 보강 순서
1) 조사 : 육안조사, 비파괴 검사 실시
2) 방안검토 : 보수 또는 보강 방법 결정
3) 시행 및 검사 : 적정 방법을 선정하고 개량효과 확인
4. 콘크리트 초기 균열의 종류 및 특징
1) 소성 균열
수분증발이 원인이 되어 타설후 물빠짐으로부터 콘크리트의 응결종료까지 사이에 생기는 균열을 말합니다. 콘크리트의 개방표면에서 수분증발속도가 블리딩속도를 초월한 경우나 바닥판에서 거푸집으로부터의 누수가 심하고, 블리딩이 없고, 초기에 콘크리트표면에 수분이 부족한 경우, 바람이 불거나 기온이 높고 건조가 심하면 균열이 발생하기 쉽습니다. 소성균열의 방지 대책으로는,
- 타설구획 주위를 시트로 감싸거나
- 타설종료후는 콘크리트 표면을 피복하고
- 여름철에는 일광의 직사나 바람에 노출되지 않도록 하고
- 필요시 적절한 살수 등 양생에 충분한 배려를 해야 합니다.
- 과도한 슬럼프는 줄이고 물 시멘트비도 최소 범위로 해야합니다.
- 잔공재량 S/a 를 가급적 적게하고 과도한 공기량을 배제 해야하며 최소 배근량 및 배근간격을 준수하고 다짐작업을 철저히 해야합ㄴ.다.
2) 침하 균열
블리딩(Bleeding)이 크면 콘크리트는 이것에 상당하는 침하가 일어나게 되며 상면에 균열이 발생합니다. 침하균열 방지대책으로는,
- 단위수량 적게 하고 슬럼프가 작은 콘크리트를 잘 다짐해서 시공합니다.
- 침하 종료이전에 급격하게 굳어져 점착력을 잃지 않는 시멘트, 혼화제를 선정합니다.
- 타설속도는 늦게하고 1회 타설높이를 작게 합니다.
- 균열 조기 발견후에는 각재 등으로 두드리거나 흙손으로 눌러서 균열을 폐색시킵니다.
3) 거푸집 변형에 의한 균열
타설후 콘크리트가 점차 유동성을 잃고 굳어져가는 시점에서 거푸집 이음이 부족하거나 동바리에 다른 부등침하, 콘크리트 측압에 따른 거푸집의 변형 등에 의해 콘크리트의 소성변형 능력보다 외력에 의한 변형력이 크게 되어 균열을 일으킬수 있습니다. 이를 방지 하기 위해서는 시방서에 맞는 거푸집을 이용하고 자재 관리와 시공관리를 철저히 하여야합니다.
4) 진동 및 경미한 재하에 따른 균열
콘크리트 타설을 완료할 즈음에 콘크리트 근처에서 말뚝을 박거나 기계류 등의 진동이 원인이 되어 균열에 이르는 것이 있습니다. 콘크리트는 어떻게 보면 굳은 것 같지만 초기 재령에 상부에 가설재료를 쌓으면 지보공의 변형 침하 등에 따라서 균열을 일으키는 경우가 있기 때문에 주의해야 합니다.
5) 온도습도
최소 철근량을 확보하고 온도응력의 영향을 고려하여 배근해야 합니다. 단열성이 잇는 재료로 피복을 설치하고 신축줄눈을 설치합니다.
6) 시공이음 및 콜드조인트 Cold Joint
시공이음은 전단력이나 모멘트가 작고 구조물의 취약부가 최소화 될 수 있고, 다른 부재에 의해야여 지지될 수 있는 부위에 설치해야 합니다.
5. 콘크리트 초기균열의 보수 보강 대책
1) 보수용 재료
- 포틀랜드 시멘트계 재료 : 시멘트 페이스트, 몰타르, 시멘트 실링재, 팽창 시멘트 그라우트, 폴리머 심네트 슬러리 등이 잇다. 폭 0.3mm 이상의 비교적 큰 균열의 보수에 사용되고, 폭 0.2mm 이하의 작은 균열 보수에는 적합하지 않습니다. 접착성이나 시공성, 건조수축 등에서 합성수지계 재료보다 성능이 떨어집니다. 폴리머 시멘트 모르타르는 보통의 시멘트모르타르 이나 콘크리트에 비해 적착성, 내후성, 중성화 저항성 등이 우수합니다.
- 합성수지계 재료 : 에폭시계, 폴리에스테륵, 폴리우레탄계, 고무 아스팔트계 등이 잇으며 접착성과 침투성이 우수하여 0.2mm이하의 작은 균열 보수에 적합합니다. 합성수지계 재료 중 에폭시 수지는 보수재료 뿐 아니라 보강재인 강판, 탄소 섬유판, 앵커 볼트 등을 콘크리트에 부착시키는 데에도 널리 사용됩니다.
2) 보강용 재료
- 강판 압착공법 : 주 보강재인 강판에 1~2mm 두께로 에폭시수지를 도포한 후 미리 콘크리트에 고정된 앵커용 볼트에 강판의 양단을 맞춰 너트조임 등의 방법으로 강판에 압축력을 가하여 강판과 콘크리트면을 부착시키는 공법입니다. 이 공법에서는 앵커용 볼트에 인장력이 작용하므로 강판을 양단에서 고정시키는 앵커용 볼트는 1.5톤 이상의 인발저항력을 가져야 한다. 강판에 가하는 압착력은 에폭시 수지의 점도에 따라 차이가 잇으나 5t/m2 정도로 한다. 양생은 자연양생으로 하며 양생후 완전 부착이 확인되면 강판 낙하시고에 대비한 최소한의 조치를 취하고 앵커용 볼트는 일정한 길이로 절단하여 외관상 양호하게 처리합니다.
- 앵커 접합공법 : 콘크리트에 설치된 앵커용 볼트에 강판을 끼워 너트 조임으로 강판을 콘크리트에 밀착시키는 방법입니다. 접착앵커와 확장앵커가 있으며 앵커의 내력계산에서는 하중방향, 콘크리트 강도, 삽입길이, 모서리로부터의 거리, 앵커간의 거리 등이 고려되어야 합니다.
- 탄소섬유판 접착공법 : 탄소섬유판을 에폭스시지 등으로 콘크리트면에 부착시켜 콘크리트와 탄소섬유판이 일체를 이루면서 탄소섬유판의 높은 인장저항성으로 콘크리트를 보강하도록 하는 공법입니다. 탄소섬유판의 두께가 0.1mm 정도이고 시공후에도 0.5mm 정도의 두께가 되므로 시공성과 시공후 외관 처리는 매우 좋습니다. 콘크리트 표면의 평활도가 1mm 이내가 되도록 마감처리하고 프라이머를 도포합니다. 프라이머가 마른후 에폭시수지를 콘크리트면에 도포함녀서 탄소섬유판을 붙이고 그 위에 다시 에폭시 수지를 도포하면서 탄소섬유판을 함침시킵니다. 탄소섬유판의 섬유방향은 인장응력 방향과 같게 하며 필요에 따라 섬유판을 여러 겹으로 접착시켜도 됩니다. 양생은 자연양생으로 하며 에폭시수지가 굳어지면 필요에 따라 내후성 페인트를 바르고 마갑합니다.
- 콘크리트 덧침공법 : 심한 균열로 일부분이 떨어져 나간 콘크리트나 충격으로 파손된 콘크리트 또는 설계 시공에서 단면이 작게 된 콘크리트에 추가로 콘크리트를 타설하여 보강하는 공법으로 기존 콘크리트와의 접착이 제일 중요합니다. 부착이 잘 되지 않으면 덧침 콘크리트에 의한 고정하중만 늘리는 역효과를 초래 할수 있습니다. 또한 덧침 콘크리트와 기존 콘크리트의 상이한 건조수축과 크리프 변형 등에 의해서도 부착이 저해되거나 내부 응력을 유발시킬 가능성이 잇으므로 이 공법의 적용에서는 이러한 점에 유의해야 합니다.