우리 일상생활에서 주변을 둘러싸고 있는 콘크리트는 균열로 인해 그 사용성능의 저하가 명확히 일어납니다.
균열로 시작해서 기둥내 철근이 부식되어 끊어져 기둥이 붕괴에 이르기도 합니다.
이런 콘크리트 부재의 균열에는 다양한 양상을 보여 여러단계에서 균열저감 방법을 강구해야 합니다.
콘크리트 타설 이후 28일이 되는날까지 콘크리트의 강도가 급격히 좋아지고 그 이후로는 강도의 상승이 미미합니다.
그래서 재령(나이) 28일에 콘크리트 공시체를 가지고 압축강도 시험을 합니다.
보통 한달정도가 지나면 굳은콘크리트라고 해서 건조수축에 의한 균열이나 여러가지 시공하자에 따른 균열이 일어나지 않도록 관리와 보수를 적절하게 해주어야 합니다.
그런데 콘크리트가 굳지않은 상태에서도 균열이 일어나는데요.
대표적으로 소성수축균열, 소성침하균열, 그밖에 물리적 요인에 따른 기타 균열 등이 있습니다.
소성수축균열 특징과 발생원인, 저감방법
소성수축균열은 콘크리트 표면의 블리딩속도보다 물이 증발되는 속도가 빠를 때 발생하는 균열입니다.
콘크리트 블리딩(Bleeding) 현상이란
콘크리트 블리딩은 콘크리트 타설 후 물과 미세한 물질들은 떠오르고 무거운 골재나 시멘트같은 것은 가라앉는 현상을 말합니다.
콘크리트 타설 1시간 후에 콘크리트 상단 표면을 살펴보면 얇은 물의 층을 볼수가 있는데요.
이것은 일종의 콘크리트 재료분리 현상으로 물이 표면에 고이는 Water gain과 물과 함께 떠오른 미립물질이 콘크리트 표면에 막을 형성시키는 Laitance를 유발시킵니다.
소성수축균열의 발생원인
이렇게 굳지않은 콘크리트 표면의 블리딩이 발생되는 속도보다 블리딩으로 인해 생긴 물이 증발하는 속도가 빠를때 콘크리트 표면이 건조되어 수축되면서 인장응력을 발생시키고 작은 균열이 발생합니다.
수학적으로 표현하자면 수분의 증발률이 시간당 1kg/m2을 초과하는 경우라고 할수 있습니다.
또한 수분증발을 촉진시키려면 고온저습한 환경과 건조한 바람이 주요한 영향을 미칩니다.
소성수축균열은 0.1mm~0.3mm정도 폭의 불규칙한 형태로 나타나 미관에는 좋지 않지만 구조물의 내구성에는 큰영향을 끼치지 않습니다.
초기에는 깊이 25mm 미만의 표면에만 존재하다가 계속 방치하게 되면 균열폭과 깊이가 커져 부재를 관통하는 균열로 발달하기도 합니다.
그리고 주변균열과 연결되기도 하는 등 콘크리트의 수밀성을 저하시키고 구조체의 내구수명을 단축시키는 심각한 손상을 야기하기도 합니다.
소성수축균열은 콘크리트타설후 1시간~6시간 이내에 일어납니다.
이는 타설이후 1시간 정도 후부터 재료분리가 일어난다고 생각해볼 수 있습니다.
소성수축균열의 저감대책
따라서 소성수축균열 발생을 저감시키려면 다음과 같이 초기(1시간~6시간) 양생관리를 하여야 합니다.
- 바람막이나 천막 등을 설치하여 바람과 햇볕노출을 줄여줍니다.
- 양생시 습윤양생을 하여 수분보충을 합니다.
- 비닐 등을 덮어 수분증발을 억제합니다.
- 콘크리트 운반시간을 짧게 유지합니다.
- 양생시간을 짧게 하고 양생온도를 낮춰줍니다.
침하균열의 발생 및 저감대책
콘크리트 내의 수분이 빠져나가 콘크리트의 체적이 감소합니다.
하지만 배근된 철근은 변화가 없이 형상을 유지하고 있어 콘크리트침하된 부분에 철근배근방향으로 발생하는 균열입니다.
침하균열도 타설 후 1시간~3시간 경과시에 나타나며 콘크리트 부재의 상단측 철근주변에서 발생됩니다.
발생원인으로는 블리딩이 과다할때, 수분함량이 많을때, 다짐불충분, 1회 타설량이 많을때 주로 나타납니다.
저감대책으로는 콘크리트의 수분함량을 적게하고, 다짐을 충분히, 타설 높이를 낮추고 타설속도를 빠르게하며 슬럼프를 작게 함으로써 저감할수 있습니다.