065. 소성수축균열과 건조수축균열
건축시공기술사 기출해설
| 2015-04-13 오후 4:27:33
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065. 소성수축균열과 건조수축균열
*시공72회3교시-3. Slab Concrete 타설후 소성 수축 균열이 발생하였을 경우 현장 조치 방안을 기술하시오.
*시공 74회 1교시-12. 소성수축균열 발생시 현장관리방안
*시공78회3교시-2. 콘크리트 타설 후 발생하는 건조수축균열의 현장저감대책에 대해서 기술하시오.
*시공81회2교시-2. Concrete 건조수축에 대하여 진행속도와 4개의 영향인자를 쓰고 각 영향인자와 건조수축과의 관계를 설명하시오.
*시공88회1교시-13. 소성수축균열(Plastic Shrinkage Crack)
*시공89회4교시-3. 내구성이 요구되는 콘크리트 구조물에 콘크리트 양생 중 소성수축 균열 발생 시 그 원인과 복구대책에 대하여 설명하시오.
*91회4교시-5. 철근콘크리트구조의 균열발생 원인과 억제대책에 대하여 설명하시오
*97회4교시-6. 철근콘크리트 건축물의 균열원인 및 방지대책에 대하여 설명하시오.
*98회1교시-7. 콘크리트의 건조수축균열
[해설]
1. 콘크리트의 소성수축
1.1 소성수축의 정의
-소성수축은 굳지 않은 콘크리트나 모르타르에 있어서 증발이나 누수에 따른 수량감소로 인한 수축과 시멘트의 수화반응 이후 체적감소로 인한 수축에 의해 발생한다.
-타설된 콘크리트에 포함된 수분은 대체적으로 시멘트의 수화반응과 블리딩이나 불완전한 거푸집작업으로 누수가 발생하게 되면 감소하게 되는데, 이때 낮은 습도에서 바람이 불거나, 고온상태에서 수분이 급격히 증발하여 블리딩 속도를 상회할 정도의 건조를 받게 되면 콘크리트는 매우 큰 수축을 하게 된다.
-소성상태에서의 콘크리트는 거의 강도를 갖지 못하기 때문에 소성수축에 의하여 인장응력이 작용하게 되면 균열이 발생하게 되는데 이를 소성수축균열(plastic shrinkage cracking)이라 한다.
1.2 소성수축 균열의 발생기구 및 특징
-콘크리트는 부어넣고 어느 정도 시간이 경과하면 먼저 밀도차이에 의하여 골재 등 콘크리트 고형분 조직은 가라앉고(침하현상 ; 이 때 철근주위, 보와 슬래브 등 단면이 변하는 부분 등에서는 침하균열이 발생할 수 있다.), 밀도가 가벼운 물[모세관에 포함된 유리수(잉여수)로서 유리석회, 유기불순물 등도 포함된다]은 표면으로 떠오르는 블리딩(Bleeding)현상이 발생한다.
-이 때 블리딩에 의하여 표면으로 떠오르는 물의 양과 외부환경의 영향으로 증발되는 물의 양이 균형을 이루어 표면이 언제나 젖어있는 상태라면 균열이 발생하지 않지만, 요즈음의 우리나라 봄철조건과 같이 건조한 조건이 혹독할 경우에는 블리딩수와 증발수가 균형을 이루지 못하고 특히 증발수량이 크므로 외부가 급속히 마르기 시작하여 표면으로부터 수축작용이 발생하기 시작한다.
-그런데, 이와 같은 시점은 콘크리트를 부어넣고 1시간∼6시간사이로서 시멘트는 이제 유동상태로부터 소성 및 응결이 진행되는 상태이기 때문에(아직 경화가 진행되지 않음) 거의 강도가 발휘되지 않았음으로써 수축작용에 견디지 못하고 표면에서부터 균열이 발생한다.
대략 균열의 양상은 서로 평행인 0.3∼1.0m 간격으로 풍향에 대하여 대략 직각방향으로 발생하고, 가장 자리 쪽에서 많이 발생한다(바람에 의한 건조영향).
-균열의 폭은 초기에는 0.1∼0.3mm정도의 작은 균열로 깊이 2.5cm미만의 표면에만 존재하다가 그 이후 양생하지 않고 방치하면 균열폭은 점점 커지고, 깊이도 깊어져부재를 관통하며 인근 균열과도 연결되어 심각한 상태로까지 진전한다.(시공 중 이와 같은 균열이 발견 되었을 때에는 표면을 두드려주는 탬핑으로 균열을 제거하고 즉시 양생해야 한다.)
-또한, 소성수축균열은 시공과정에서도 발생하는데, 즉 판재로 일정한 방향으로 지나치게 다지고 밀어서 마무리 하게 되면 미립자가 한쪽으로 모이게 되어 그 모인부분에 집중적으로 균열이 발생하고, 발자국 주위, 점토덩어리 주위 등 에도 그 모양을 따라 균열이 발생한다.
-콘크리트의 재료 및 배합적인 요인에도 소성수축균열은 영향을 받는데, 불안정한 시멘트의 사용이나 시멘트가 많은 부배합 혹은 고강도 콘크리트, 점토와 같은 미립자가 많은 골재 사용, 잔골재율이 지나치게 큰 콘크리트, 회수수에 슬러지 고형분율이 높은 상태로 콘크리트배합이 된 경우 등 무수히 많은 원인이 있고, 이에 대해 콘크리트의 소성수축 균열은 다음과 같은 대책이 요구된다.
2. 소성수축균열의 방지대책
(1) 환경적인 방법
1) 콘크리트를 부어넣고 즉시 양생한다. 즉, 콘크리트를 부어넣고 즉시 비닐 등 불투수성재료로 표면을 덮어주거나 혹은, 양생포를 덮고 물을 뿌려주어 표면의 증발을 방지한다.
2) 보호막 등 바람막이를 설치하여 바람에 의한 급속한 건조를 회피하고, 또한 차양 등을 설치하여 직사일광에 의한 표면의 급격한 온도변화 및 증발건조를 방지한다.
3) 기상조건을 제어하는 것은 어려운 일이므로 가능한 습도가 높고, 바람이 없으며, 햇볕이 없는 날을 택할수록 좋은 조건인데, 가능할 수 있다면 오전보다 오후, 특히 저녁에 해가지고 이슬이 내리는 시점이면 더욱 좋을 것이다.
(2) 재료 및 배합
1) 안전성이 큰 시멘트를 사용한다. 즉, 시멘트가 이상응결을 나타내거나, 불안정한 시멘트를 사용해서는 안된다.
2) 양질의 골재를 이용한다. 특히 점토함유량 및 미립자 함유량이 많거나, 입형이 불량한 골재(배합상 모래량이 많게 되는 즉, 잔골재율을 높여주어야 하기 때문), 입도분포가 불량한 골재를 사용해서는 안된다.
3) 단위시멘트량을 감소시킨다. (단, 단위시멘트량을 너무 적게해도 곤란한데, 이는 물의 증발이 쉽고, 균열의 진행이 빠르기 때문이다.)
4) 단위수량을 줄인다. 즉, 단위수량이 많으면 증발량이 많아 단기뿐만 아니라 장기적인 건조수축량도 커지게 된다.
5) 회수수 이용 시 슬러지고형분 농도를 낮추고, 슬러지수 사용량도 줄인다.
6) 분산제, 감수제 등을 사용한다. 단위수량 및 단위시멘트량을 줄일 수 있기 때문이다.
7) 여름철 레미콘의 운반시간 한도를 짧게하여 관리한다.
8) 지나친 표면마무리를 하지 않는다. 즉, 지나친 표면다짐 마무리 방법은 콘크리콘크리트 표면으로 미립자를 재료분리시키고, 또한 한부분으로 모여지는 마무리 방법은 균열의 원인이다.
9) 거푸집을 튼튼히 조립하여 침하 및 변형등 이동을 방지하므로써 초기의 균열을 방지한다.
10) 콘크리트 타설시 섬유(강섬유, 유리섬유, 폴리프로필렌 섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 등)를 혼입하면 균열을 어느정도 방지할 수 있다.
11) 기타 피막보수성을 주는 혼화재료의 개발 및 혼입등 신재료, 신기술, 신공법등 많은 고려사항을 충분히 검토한다.
2. 침하균열
2.1 침하균열의 원인 및 양상
콘크리트를 부어넣은 후 시멘트 및 골재의 침하와 동시에 블리딩이 발생하고, 침
하는 콘크리트의 각 구성재료가 상호접촉하고 시멘트 페이스트가 어느 정도 응결되
어 고착될 때까지 계속하여 발생한다. 또한, 콘크리트의 침하가 그림 1과 같이 철
근 및 기타 매설물에 따라서 국부적으로 방해를 받으면 그 상부 면에 인장력 또는
전단력이 발생하고, 이러한 응력에 저항 가능한 강성(콘크리트의 인장강도)이 없으
면 콘크리트의 상면에 균열이 발생하는데 이러한 균열을 침하균열이라고 한다.
(a) (b)
그림 1 침하균열발생 모식도(철근, 긁은골재)
(a) (b)
그림 2 침하균열발생 모식도 (거푸집)
침하균열의 발생시키는 주요원인을 정리하면 다음과 같다.
1) 잔골재율(S/a)이 낮을수록 골재의 입자구성이 커지므로 침강속도가 빨라진다.
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2) 단위수량이 많을수록 슬럼프 치가 커지게 되고 묽은 콘크리트가 되므로 침하
는 증가한다.
3) 시멘트의 분말도가 낮고, 응결시간이 늦어질수록 침하는 커진다.
4) 사용된 철근의 직경이 클수록 콘크리트의 침하에 방해되는 면적이 증가하여
침하균열의 가능성이 높아진다.
5) 콘크리트의 1회 타설량이 많을수록 침하량이 증가한다.
6) 설치된 거푸집의 마찰저항이 작거나, 흡수율이 높은 재질인 경우, 거푸집조립
불량으로 인한 틈새발생 시 콘크리트자체의 수량감소로 인하여 침하가 촉진된
다.
7) 콘크리트 타설 시 다짐이 충분하지 못하면 침하량은 증가한다.
침하균열은 보의 상단 철근의 상면이나 바닥판 상단 철근 상면의 종방향을 따라
발생하고, 균열의 폭은 1 ㎜ 이상일수도 있으나 깊이는 대체적으로 작으며, 철근배
근의 하단 및 골재의 하부에는 그림 1과 같이 공극이 발생하기도 한다. 일반적으로
콘크리트 구조물에서 침하에 장애가 되는 요소는 철근이고, 철근은 규칙적으로 배
근되어지지 때문에 침하균열도 대개 규칙적으로 발생한다. 또한, 침하균열은 콘크리
트를 대략 타설한 후 1~3시간이 경과 하였을 때 발생하고, 부재의 두께가 다르거
나 콘크리트의 타설 높이가 큰 만큼 침하량이 크게 되며, 그 차이에 따라서 경계면
상에 침하균열이 발생한다.
2.2 블리딩과 침하
블리딩은 고체입자의 침하에 의해 발생하고, 콘크리트 표면에서 물의 증발이 없
는 경우에는 블리딩 수의 량은 침하수축량에 비례한다. 또한, 블리딩은 콘크리트를
부어넣은 후 시멘트, 골재의 침하와 함께 발생하고, 침하는 콘크리트의 각 구성재료
가 상호 접촉하여 시멘트 페이스트가 어느 정도 응결됨으로써 침하가 방지되기까지
계속하여 일어난다. 따라서 블리딩이 많을수록 침하가 크게 발생한다.
2.3 침하균열의 방지대책
침하균열을 방지하기 위해서는 침하가 완료되는 시점까지 타설 간격을 조정하거
나 재다짐을 하는 방안이 필요하고, 수직부재일 경우에는 가능한 1회 콘크리트 타
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설 높이를 낮추고 충분한 다짐을 실시해야한다.
침하균열을 방지하기 위한 대책은 다음과 같다.
1) 작업성이 허용되는 범위 내에서 단위수량 및 슬럼프치를 작게 배합설계한다.
2) 블리딩의 양이 적은 배합으로 설계한다.
3) 가능한 한 경화속도가 빠르거나, 접착력 혹은 점도가 우수한 시멘트 및 혼화
제를 선정한다.
4) 타설 속도를 늦추고 1회 타설 높이를 낮게 시공한다.
5) 철근의 피복두께는 충분히 하고 배근된 철근이 헝클어 지지 않도록 철근 배근
시에는 충분히 결속시킨다.
6) 표면부는 잘 다짐하고 보의 밑부분은 충분히 콘크리트가 침하될 수 있도록 시
간적 여유를 주고 슬래브와 일체로 상부를 타설하는 등 시공방법에 주의해야
한다.
7) 침하균열이 발생 하였는지는 수시로 검사하여 보기에 발견하도록 하고, 침하
균열이 발생하였을 때에는 가재 등으로 두드리거나 흙손으로 눌러 균열을 제
거한다. 재 두드림 마무리를 하는 시기는 대기온도 및 조건에 따라 다르나 일
반적으로 여름철인 경우는 타설 후 60~90분 이내, 기타 계절인 경우는
90~180분 이내에 행하는 것이 좋다.
3. 건조수축균열
3.1 건조수축균열의 원인 및 양상
콘크리트 타설 초기에 시멘트 페이스트는 습분의 손실이 발생하며 이로 인해
수축이 유발되고 최대 콘크리트 체적의 0.05%까지 수축한다고 알려져 있다. 이
콘크리트의 수축이 어떤 구속력도 없이 발생한다면 콘크리트에는 균열이 발생되지
않는다. 그러나 콘크리트 구조물은 기초나 다른 구조부재 또는 콘크리트 내부의
보강철근 등에 인해 구속을 받는 것이 보통이다. 이와 같이 수축과 구속의 조합에
의해서 콘크리트 내부에서는 인장응력이 발생하며, 이러한 인장응력이 콘크리트의
인장강도에 도달하게 되면 콘크리트에는 균열이 발생한다. 그림3은 이러한
건조수축균열의 발생과정을 도식화한 것이다.
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그림 3 건조수축에 의한 균열발생 과정
구속력의 또 다른 형태는 콘크리트 표면에서의 수축과 콘크리트 부재 내부에서의
수축량의 차이에 의해 발생할 수도 있다. 건조수축은 항상 대기에 노출된 표면에서
크기 때문에 콘크리트 내부에서는 콘크리트 표면의 수축을 구속한다. 이와 같은
차이로 인해 인장응력이 발생하며, 이러한 인장응력은 표면균열의 원인이 된다.
표면에 생기는 균열은 초기에 콘크리트 내부로 관입되지 않으나, 추가적인 건조를
받게되면 콘크리트 부재 내부로 깊숙히 전파하게 된다.
3.2 건조수축에 영향을 미치는 요인
건조수축에 영향을 미치는 주요 인자로는 시멘트, 골재형태, 함수비 및 배합성분
등이며, 콘크리트의 수분 손실률, 부재의 크기 및 형상, 환경요인 및 건조에 노출된
시간 등에 따라서도 크게 영향을 받는다. 그 중에서 건조수축과 관련한 재료적인
요인을 기술하면 다음과 같다.
1) 시멘트의 영향
건조수축의 크기는 시멘트의 종류에 의존한다. 각종 시멘트를 사용하여 제작한
콘크리트를 통해 실험한 결과에 따르면, 중용열시멘트나 플라이애시를 혼합한
시멘트가 가장 적은 건조수축을 나타낸다. 그 다음으로는 조강 포틀랜드시멘트와
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보통 포틀랜드시멘트가 비교적 근사한 건조수축을 보이고 있으며 실리카나
고로슬래그를 혼합한 경우는 품질, 분말도, 분쇄방법에 따라 차이가 있지만 보통
포틀랜드시멘트에 비해 건조수축이 매우 높은 것으로 알려져 있다. 균열발생시기도
시멘트별로 차이가 있어 고로슬래그를 사용한 경우는 균열발생시기도 가장 빠르고
다음이 보통 포틀랜드시멘트, 플라이애쉬시멘트 순으로 나타나고 있다. 그림 4는
시멘트 종류별로 모르타르를 제작하여 실험한 결과를 나타낸 것이다.
그림 4 시멘트 종류와 건조수축과의 관계
그러나 JIS 나 ASTM에 따르면 고로슬래그시멘트라 하여도 습윤양생 기간을 길게
하면 건조수축이 작아져 보통 포틀랜드시멘트와 비교하였을 때 별 차이가 없는
것으로 보고하고 있다. 따라서 건조수축이 많은 것으로 예상되는 시멘트의
경우에는 시공 시 양생을 충분히 하는 것이 무엇보다 중요하다.
앞서 설명한 바와 같이 시멘트의 종류별로 건조수축의 크기가 다르지만 그 원인
요소로 시멘트 조성화합물 중에서 C3A의 함유량이 크게 영향을 미친다. 일반적으로
C3A의 양이 적은 중용열시멘트나 내황산염 포틀랜드시멘트는 건조수축이 작아지는
경향은 바로 이에 기인한다. 따라서 미국의 ACI 224위원회에서는 건조수축을 작게
하려면 C3A/SO3비와 알칼리 함유량을 가능한 한 작게 하도록 권장하고 있다.
또한, 시멘트의 분말도도 건조수축에 영향을 미친다. Carlson의 실험에 의하면
분말도가 높은 시멘트는 일반적으로 콘크리트 수축을 많이 발생시키는 것으로
나타났다. 그러나 분말도의 증가가 수축의 증가와 반드시 비례하는 것은 아니며,
그의 실험결과에서 보면 시멘트의 화학성분이 보다 큰 영향을 미치는 것으로
나타났다.
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2) 혼화재료의 영향
혼화재의 영향을 살펴보면, 혼화재 중에서도 백토나 규조토 등이 함유되어 있을
경우에는 단위수량을 증가시키기 때문에 건조수축이 커지는 것이 보통이나
플라이애시는 입형이 구상형이기 때문에 단위수량을 감소시킬 수 있으므로
수축저감에 효과가 있으며, 타 연구결과에 따르면 플라이애시를 20%로 치환시킨
경우 수축률을 20%정도까지 절감시킬 수 있다고 보고된 바 있다.
3) 골재의 영향
전체 콘크리트의 65~75%를 차지하는 골재는 수축에 중요한 영향을 미친다.
콘크리트의 건조수축량은 시멘트 페이스트에 비해 1/4~1/6정도인데 그 중요한
이유가 골재에 의한 건조수축 억제 때문이다. 그 만큼 콘크리트의 건조수축 및
건조수축균열에 미치는 골재의 영향은 매우 크다.
4) 화학혼화제의 영향
혼화제는 콘크리트의 특성을 개선시키는데 이용되며, 가장 일반적으로 사용되는
혼화제로는 AE제, 감수제, 경화촉진제, 경화지연제 등이 있다. AE제 사용은
콘크리트 내부에 공극량을 증가시켜 건조수축을 다소 증가시킨다. 그러나 공기의
함유는 슬럼프의 감소없이 배합수량을 감소시킬 수 있으며, 건조수축은 공기량이
5%가 될 때까지는 별로 영향을 받지 않는다. 감수제와 경화지연제의 사용은
콘크리트 혼합물 중 함수비를 감소시켜 주지만 건조수축은 감소시켜 주지는
못한다.
경화촉진제는 초기 건조상태에서 건조수축을 증가시키는 결과를 가져온다.
경화촉진제 1%를 함유한 콘크리트의 7일 건조수축은 혼화제를 사용하지 않은
콘크리트의 약 2배 정도이다. 그러나 건조상태에서 28일이 지난 후에, 염화칼슘
혼화제를 함유한 콘크리트의 수축은 혼화제를 사용하지 않은 콘크리트보다 약
40%정도만이 증가하는 것으로 나타났다.
5) 배합수의 영향
배합수는 건조수축에 영향을 미치는 가장 중요한 인자이며, 물의 양이
증가할수록 건조수축량은 증가한다. 또한 건조수축은 수중에 포함되어 있는
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불순물의 종류, 농도 및 불순물의 혼합 조합에 따라 다르게 나타난다. 일반적으로
수중에 포함될 수 있는 불순물로는 혼탁물(점토, 산화아연 등), 가용성 증발
잔유물(Ca2+, Mg2+, K+, SO4
2-, HCO3
-, Cl- 등의 조합에 의한 염류), 가용성
물질(당류, 후민산나트륨) 등이 있다. 이러한 불순물의 량이 1000ppm이하인
경우에는 그다지 건조수축에 영향이 없으나 농도가 10,000ppm정도가 되면
건조수축에 미치는 영향은 매우 크게 된다. 특히, CaCl2, NaCl, Na2CO3 등은
수축률을 40%까지 증가시키고, 해수나 후민산계 회합물은 수축을 크게 할뿐만
아니라 콘크리트의 응결시간이나 강도, 철근의 부식 등에 영향을 주어 균열이
발생될 우려가 있다.
3.3 균열발생 현상
건조수축균열은 두꺼운 부재와 얇은 부재간 건조속도의 차이에 따른 인장력
발생으로 발생하는 균열의 경우는 그림 5와 같은 양상을 보인다. 그러나 벽체의
경우는 상.하단에 압축력과 건조수축이 조합적으로 작용하여 그림 6과 비슷한
형상이 된다. 그 외의 균열현상으로는 구조물 전체가 수축을 받아 인장력이
작용됨으로써 발생되는 균열패턴으로 건물 벽체의 경우 밑층이 윗층의 수축을
구속하므로 윗부분과 밑부분에 변위차이가 발생하여 그림 7과 같은 형상의 균열이
외벽에 발생된다.
그림 5 주위의 구속이 강한 경우의 균열
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그림 6 벽인 경우의 균열
그림 7 구조물 전체가 수축을 받아 발생되는 벽체 균열
3.4 제어대책
건조수축은 콘크리트의 표면이 공기에 노출, 건조됨으로써 발생하기 때문에 그
발생량을 줄이기 위해서는 앞에서 기술한 건조수축의 발생원인을 가능한 한
제어하는 것이 필요하다. 또한 적정한 위치에 적당한 양의 철근을 배근하고,
control joint를 사용하여 균열의 발생을 최소화함으로서 그 목적을 달성할 수 있다.
일반적으로 건조수축으로 인해 발생하는 균열을 제어하는 방법으로는 콘크리트
자체의 건조수축을 최소화하는 방법과 발생한 균열을 다수로 분산시켜
무해화시키는 방법, 발생 예상 균열을 인위적으로 한 군데로 집중시키는 방법이
있으며 그 각각의 범주에 속하는 방법에 대해 서술하면 다음과 같다.
1) 배합방법 개선
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콘크리트에서의 傳判透旬눼건조수축 발생기구는 전술한 것과 같이 시멘트 페이스트의
건조수축을 골재로 구속한 결과 구해지는 것이기 때문에 시멘트 페이스트의
건조수축을 구속하는 골재량이 많을수록 구속이 커져서 건조수축이 작아진다.
따라서, 실적률이 큰 골재를 사용하면 콘크리트속의 골재량이 증가하므로
건조수축을 줄일 수 있다. 또한 골재의 최대 크기를 가능한 한 크게 하고, 강도는
높은 것으로, 흡수율은 낮으며 입도분포가 양호한 골재를 사용하는 것이
바람직하다. 골재에 이분이나 점토성분이 함유되어 있는 경우에는 철저히
세척하여야 하며 특히, 잔골재에는 흙분이 많이 함유되지 않도록 주의하여야 한다.
건조수축의 근본은 콘크리트중의 수분증발이라는 점을 감안할 때 가능한 한 물
사용량을 줄이는 것이 바람직하므로 과도한 슬럼프는 줄이고 물-시멘트비도
최소범위로 하는 것이 좋다. 잔골재량의 증가는 단위배합수량의 증가와 직결되므로
그 사용량도 가급적 줄여야 하며, 과도한 공기량은 건조수축량을 증가시키므로
피하여야 한다. 혼화제는 단위수량을 줄일 수 있다는 잇점이 있으나 종류에
따라서는 그 성분자체가 갖고 있는 특성으로 인해 건조수축을 증가시킬 수
있으므로 구조물의 형상이나 크기를 고려하여 충분히 검토한 후에 선정하여야
한다.
2) 철근 보강
적당한 양의 철근으로 배근하면 균열의 양을 감소시키고 큰 균열대신 미세한
균열을 고르게 분포시킬 수 있어 안전성과 사용성을 동시에 확보할 수 있다.
철근으로 배근할 경우 수축변형이 철근을 따라 부착응력으로 전달되기 때문에
예상되는 큰 균열이 미세균열로 유도될 수 있다. 단면이 비교적 얇은 콘크리트
부재에서의 건조수축은 철근보강이 매우 효과적이지만 낮은 건조수축이 발생하는
댐과 같은 구조물에서는 필요치 않다. 일반적으로 설계시방서에 규정되어 있는
바닥, 슬래브, 벽체에 대한 최소 배근량 및 배근 간격은 반드시 준수하여야 한다.
3) 팽창시멘트의 사용
팽창시멘트는 초기 경화 시 콘크리트를 팽창시킴으로써 수축이 보상되어 균열을
억제할 수 있으므로 콘크리트의 수축균열을 최소화하거나 제거하는데 현재 많이
사용되고 있다. 사용량에 따라 다르지만 경화 초기에는 0.16%까지 길이가
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팽창되고 그 후 재령이 지나감에 따라 부재가 건조되는 과정에서 수축되어 결국
전체적으로 변위가 상쇄되기 때문에 균열발생이 방지된다. 팽창재의 사용에 따른
균열저감효과는 상당히 효과적이며 시공사례도 상당히 있으나, 지나친 팽창은
철근을 과도하게 늘어나게 하여 건조과정에서 균열이 발생되고 양생정도에 따른
팽창량의 차이, 거푸집 탈형시기에 따른 강도의 큰 변화 등 문제점이 있으므로
팽창재를 사용할 때에는 사용하는 시멘트와의 상관 특성을 미리 파악하고 초기
습윤양생을 충분히 하여야 한다. 특히, 이상응결성이 있는 시멘트와는 혼용하여
사용하여서는 않된다.
4) 유발줄눈 설치 및 시공성 향상
적당한 간격으로 유발줄눈을 설치하면 부재두께 변화에 의한 응력의 집중으로
균열을 의도된 위치에 발생되도록 하여 보수하는 데 매우 경제적이다. 줄눈을
설치하는 위치에 대해서는 특별한 법칙이 없고 공사 내용에 따라 검토되어야
하겠지만, 외벽콘크리트의 경우는 기둥간 3~4m 마다 줄눈을 설치하고 기둥의
양단에도 설치하는 것이 좋다. 횡근의 간격은 종근의 1/2로 하고 줄눈의
위치에서는 1개 걸러 한 개씩 절단시켜 배근하는 것이 바람직하다.
시공 시에는 콘크리트 다져넣기, 특히 끝마무리에 주의하여야 한다. 일반적으로
수량이 적은 콘크리트의 품질을 향상시킬 수 있는 방법으로는 다짐작업이라 할 수
있으며 다짐을 충분히 한 경우에는 수축저감효과는 물론이고 초기강도 및
장기강도의 증진을 꾀할 수 있다. 또한 끝마무리 후 소정의 재령까지 콘크리트
면에서 수분증발이 발생되지 않도록 양생에 주의를 기울려야 한다.
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[출처]2010. 5 기술자료 콘크리트의 소성수축 균열 동양메이저(주) 기술연구소