개념 한 쪽
콘크리트 구조물은 반복적으로 하중을 받을 때 내부에 미세 균열이 누적되어 피로 파괴에 이르는 현상을 보인다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「피로」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 반복하중과 수명 판단 | 1 | 반복하중이 수명에 미치는 관계를 식별하기 |
| 실내·실외 중성화 속도 원인 | 1 | 중성화가 실내에서 더 빠른 주된 환경 요인을 찾기 |
| 동결융해 열화 요인 판별 | 1 | 동결융해를 악화시키는 요인과 방지 요인을 나누기 |
피로는 구조물이 반복하중을 받을 때 미세한 손상이 누적되어 결국 파괴에 이르는 과정을 말한다. 반복하중은 콘크리트 내부에 미세 균열을 발생시키며 이러한 균열의 누적이 진행되면 강도가 저하되고 최종적으로 피로 파괴에 이르게 한다. 따라서 반복하중은 구조물의 수명과 밀접하게 연관되어 수명 단축의 주요 원인이다는 표현을 경계해야 한다.
피로 관리는 구조물의 사용 중 거동과 하중 이력을 고려한 평가를 필요로 한다. 반복하중에 의한 손상은 단순한 경도 저하가 아니라 누적 손상으로서 보수나 보강의 시점 판단에 영향을 준다. 문제 유형에서는 '반복하중이 수명과 무관하다'라는 부정적 표현이 포함된 선지를 의심해야 한다.
피로와 별개로 콘크리트의 열화에는 화학적·물리적 요인이 복합적으로 작용한다. 예를 들어 탄산화는 콘크리트의 알칼리도를 낮추어 철근의 부동태 피막을 파괴하고 부식을 일으켜 열화를 촉진한다. 동결융해는 다공성·수분 포화성·흡수성이 큰 골재 등으로 인해 내부 압력이 증가하여 균열을 야기하므로 열화를 가속한다. 이들 열화 원인은 피로나 반복하중과 상호작용하여 구조물 성능 저하를 심화시킬 수 있다.
피로 관련 진단과 예측은 손상된 부재의 잔존 거동을 직접 측정하는 방법을 우선시한다. 알칼리 골재반응 등 이미 진행된 화학적 팽창이 의심되는 경우에는 구조물에서 코어를 채취하여 잔존 팽창량 등의 실험을 통해 향후 변화를 예측하는 방법이 필요하다.
반복하중 관련 출제에서는 '반복하중이 수명과 무관하다'는 설명을 틀린 보기로 쉽게 선별할 수 있다. 또한 열화 원인 문제에서는 탄산화가 철근 부식과 직접 연결된다는 메커니즘(알칼리도 저하→부동태 피막 파괴→부식)을 기억하면 정답을 빠르게 고를 수 있다. 동결융해 관련 문제에서는 '공기 연행량 증대'는 방지 요인이라는 점을 역이용하여 오답을 제거한다.
알칼리 골재반응이 원인으로 추정되는 부재의 향후 팽창량을 예측하기 위하여 필요한 시험은?
정답 ② · 알칼리 골재반응이 원인으로 추정되는 부재의 향후 팽창량 예측에 필요한 시험을 묻는 문제이다. 기존 구조물의 잔여 팽창 거동을 예측하려면 실제 부재에서 코어를 채취하여 잔존팽창량 시험을 실시하는 것이 가장 직접적인 방법이다.
알칼리 골재반응으로 인한 부재의 팽창량을 예측하려면 실제 구조물의 잔존 팽창량을 측정하는 코어 시험이 필요하다.
외부적 요인에 의해 옥내(실내) 구조물의 중성화 속도가 옥외(실외) 구조물보다 빠르게 진행되었다면 이의 주된 이유는?
정답 ① · 실내 구조물의 중성화가 실외보다 빠르게 진행되는 외부적 요인을 묻는 문제이다. 중성화는 공기 중 탄산가스가 콘크리트 표면에서 수산화칼슘과 반응하는 현상이므로, 반응물인 탄산가스의 농도가 속도를 좌우한다.
실내는 환기 부족 등으로 탄산가스 농도가 높아 중성화가 실외보다 빠르게 진행된다.
동결융해에 의한 콘크리트 열화 요인이 아닌 것은?
정답 ② · 동결융해에 의한 콘크리트 열화 요인이 아닌 것을 고르는 문제이다. 적당한 공기연행은 콘크리트 내부에 미세한 공기방울을 형성하여 동결 시 발생하는 내부 압력을 완화해 주는 보호 요소이므로 열화 요인이 아니라 오히려 동결융해 저항성을 높이는 방지 대책이다.
적당한 공기연행량은 동결융해에 대한 저항성을 높이는 보호 요소이므로 열화 요인이 아닌 오히려 방지 요인이다.
콘크리트기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.