개념 한 쪽
콘크리트 균열은 굳기 전과 굳은 뒤에 발생 원인이 다르다. 굳기 전에는 수분 증발과 침하가, 굳은 뒤에는 철근 부식과 화학 반응, 건조수축이 주요 원인으로 작용한다. 대단면 구조물에서는 수화열이 내부에 갇혀 열응력을 만들고 균열을 유발한다.
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출제기준 단원 「균열의 원인 및 종류」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 대단면 수화열 원인 판별 | 1 | 두꺼운 지중 구조물에서 열이 갇혀 생기는 균열 원인을 가린다 |
| 침하균열 영향 요소 구분 | 1 | 침하를 키우는 요인과 피복두께의 영향을 구분한다 |
| 소성수축균열 방지책 판별 | 1 | 초기 수분 증발을 촉진하는 조치를 방지책에서 가려낸다 |
굳지 않은 콘크리트의 균열은 타설 직후의 수분 이동과 침하에 주로 관련된다. 소성수축균열은 초기 수분 증발이 빠를 때 표면이 수축하면서 생긴다. 방지를 위해서는 수분을 유지하고 온도를 안정적으로 관리해야 한다. 덮개로 보호하거나 직사광선을 피하고 급격한 온도 변화를 막는 조치는 증발을 늦추는 방법이 된다. 반대로 동풍을 통하게 하거나 통풍을 늘리는 조치는 수분 증발을 촉진하므로 방지책이 되지 못한다.
침하균열은 타설과 다짐, 마감 이후에도 콘크리트가 계속 압밀되면서 생긴다. 슬럼프가 크면 침하가 커지고, 철근 직경이 크면 철근 위쪽에 물이 고이기 쉬우며, 거푸집에서 물이 새면 수분 손실로 침하가 늘어난다. 피복두께가 두꺼우면 철근 위쪽의 침하가 표면까지 전달되기 어려워 침하균열은 줄어드는 방향으로 작용한다.
콘크리트가 굳은 뒤에는 철근 부식, 화학적 반응, 건조수축이 균열 원인이 된다. 철근이 부식하면 부피가 늘어 균열이 생기고, 화학 반응으로 팽창하거나 수분 증발로 수축할 때도 균열이 발생한다. 침하균열은 굳기 전 가소성 상태에서 생기므로 굳은 뒤 균열 종류와 구분해야 한다.
비교적 큰 단면을 가진 지중 보나 지하 외벽 같은 부배합 콘크리트에서는 수화열이 내부에 축적되기 쉽다. 내부와 표면의 온도 차이가 커지면 수축과 팽창이 달라져 열응력에 의한 균열이 생긴다. 철근 부식 방지를 위해서는 방청처리, 표면 코팅, 중성화 관리가 쓰인다. 경량골재 사용은 자중을 줄이는 재료 선택일 뿐 부식 방지와 직접 관련되지 않는다.
균열폭을 허용 범위 이하로 제어하려면 이형철근을 쓰고 철근을 고르게 분포시키며 가는 철근을 여러 개 사용하는 방법이 유효하다. 피복두께를 늘리는 것은 표면에서 보이는 균열폭을 키우는 방향이므로 균열 제어 방법으로 보기 어렵다.
소성수축균열 문제에서는 수분 증발을 늦추는 조치와 촉진하는 조치를 뒤집어 놓는다. 통풍을 늘리거나 동풍을 통하게 하는 선택지는 방지책이 아니라 균열을 키우는 조치가 된다. 침하균열 문제에서는 슬럼프, 철근 직경, 거푸집 누수와 피복두께의 영향을 구분해야 한다. 굳은 뒤 균열 문제에서는 철근 부식, 화학적 반응, 건조수축과 침하균열의 발생 시점을 가려야 한다.
비교적 큰 단면을 갖는 지중(地中) 보나 지하 외벽 등의 부배합 콘크리트에서 발생하기 쉬운 균열의 주요 원인은 다음 중 무엇인가?
정답 ③ · 큰 단면의 지중 보나 지하 외벽 같은 매스 콘크리트에서 발생하기 쉬운 균열의 주요 원인을 묻는 문제이다. 단면이 큰 콘크리트는 열전도율이 낮아 내부에 발생한 시멘트 수화열이 외부로 잘 방산되지 못하고 축적된다.
대단면 지중 보나 외벽에서는 시멘트 수화열이 내부에 갇혀 열응력을 유발하므로 균열의 주요 원인은 수화열이다.
콘크리트를 타설하고 다짐하여 마감작업을 한 이후에도 콘크리트는 계속하여 압밀하는 경향을 보인다. 이러한 현상으로 발생하는 굳지 않은 콘크리트의 균열을 침하균열이라 한다. 이러한 침하균열에 영향을 미치는 요소에 대한 설명으로 틀린 것은?
정답 ① · 콘크리트 타설 후 재료 분리와 침하 현상으로 인해 철근 하부에 물이 고이고 공극이 발생하며, 철근 상부를 따라 수평 방향의 침하 균열이 발생합니다. 침하 균열은 콘크리트의 피복 두께가 얇을수록 철근 주변의 응력 집중 및 변형이 표면까지 쉽게 전달되어 균열이 증가합니다.
침하균열은 피복두께가 얇을수록 표면으로의 균열 전파가 쉬워져 증가하므로, 피복두께가 클수록 균열이 증가한다는 ①은 틀린 설명이다.
콘크리트에 발생하는 소성수축균열을 방지하는 방법으로 적절하지 못한 것은?
정답 ① · 소성수축균열 방지 대책 중 부적절한 것을 고르는 문제이다. 소성수축균열은 타설 직후 아직 굳지 않은 콘크리트 표면의 수분이 급격히 증발하여 발생하므로, 증발을 억제하는 것이 핵심 대책이다.
소성수축균열은 수분 증발이 빠를 때 발생하므로, 건조를 촉진하는 동풍 조치는 오히려 균열을 유발하는 부적절한 방법입니다.
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