문제] 콘크리트 내구성의 저하 원인 및 방지를 위한 시공 방법을 기술하라.
답]
Ⅰ. 개요
1) 콘크리트 구조물의 내구성이란 성능 저하 및 외력에 대하여 저항하며, 요구하는 역학적, 기능적 성능을 보유하는 능력을 말한다.
2) Concrete 내구성 저하 원인으로는 염해, 중성화, 알칼리골재반응, 동결융해 등이 있으며, 방지 대책으로는 강도가 크고 유기 불순물이 포함되지 않는 재료를 사용하는 것이 필수적이다.
Ⅱ. 콘크리트의 내구성
① 물시멘트비가 적을수록 내구성 증가
② 피복두께가 두꺼울수록 내구성 증가
③ 다짐이 밀실할수록 콘크리트의 내구성 증가
III. 내구성 저하 원인
1. 물리, 화핚적 작용
1) 염해
① 콘크리트 속의 염화물이 철근을 부식시킴.
② 염화물은 철근의 부동 태막을 파괴시킴.
2) 중성화
① Ca(OH)2 + Co₂→ CaCo3+H2O.
수분 침투 → 철근 부식 → 철근 팽창 → 콘크리트 균열
② 콘크리트가 강알칼리인 Ca(애)로 상태에서 약 알칼리인 CaCo3 상태로 되는 현상.
③ Concrete가 알칼리성을 상실하는 것.
④ PH 농도에 따른 철근의 부식 속도
- 강알칼리에서 철근 부식저하
- PH 농도 10 이상 시 철근의 부동 태막 형성
3) 알칼리 골재 반응
시멘트 중의 알칼리 + 골재 중의 실리카, 황산염 = 골재 팽창 콘크리트 균열 → 콘크리트 균열
2. 기상 작용
1) 동결융해
① 콘크리트 속의 수분이 동결 팽창으로 인한 수압으로 Concrete를 파괴
② 콘크리트 타설 초기에 발생
2) 온도변화
- 양생 시 발생하는 급격한 온도변화
3) 건조수축
- 콘크리트 속의 수분 증발로 인한 균열 발생
3. 기계적 작용
1) 진동, 충격
- 콘크리트 양생 중의 진동, 충격은 내구성 저하의 원인
2) 마모, 파손
- Concrete 재령 경과 후에도 과적재 하중 피해야 한다.
3) 설계상 원인
① 복잡한 설계 등은 구조적으로 내구성 저하 원인
② 균열 유도 Joint 미설계
4) 시공상 원인
① Con'c 타설 시 가수는 내구성 저하 요인
② 품질검사 거치지 않는 혼화재 사용
Ⅳ. 방지 대책
1. 재료
1) 물
① 기름, 산, 유기불순물 포함해서는 안됨.
② 지하수는 유해 함유량 검사 실시
2) 골재
① 골재는 깨끗하고, 입도가 좋을 것.
② 내구적이며, 유기물질을 함유해서는 안됨.
3) Cement
① 풍화되지 않은 시멘트 사용
② 분말도가 좋은 제품
4) 혼화재료
① 콘크리트의 성질 개선
② 적절히 사용하면 시공성 향상, 내구성 향상
2. 배합
1) 물 시멘트비 감소
- 물시멘트비가 적을수록 내구성 증가
2) Slump치 증대
3. 물리 화학작용 방지
1) 염해 방지
① 해사 사용 금지 또는 세척을 철저히 진행함.
② 철근 피복두께 충분히 확보하여 균열폭 작게 제어한다.
2) 중성화 방지
① AE제나 AE감수제를 사용하면 중성화에 대한 저항성 향상 됨.
② 타일, 돌붙임 등을 사용하면 중성화 지연에 유효함.
3) 알칼리 골재 반응 방지
① 저알칼리형 포틀랜드 시멘트 사용
② 알칼리 골재 반응에 무해한 골재 사용
4. 기상적 적용 방지
1) 동결융해 방지
① AE제 또는 AE감수제 사용
② W/C비 적게 사용
2) 온도변화 방지
① 온도변화로 인한 내구성 저하 방지
② preCooling + pipeCooling 등을 사전에 계획한다.
3) 건조수축 방지
① 골재 크기 크고, 입도가 양호한 골재 사용
② 조절 줄눈의 적절한 배치로 건조수축 억제
5. 기계적 작용
1) 진동 충격
- 양생 중의 출입 통제
2) 마모, 파손
- 충분한 습윤 양생을 하여 압축 강도 증대
6. 기타
1) 소성수축 균열 방지
2) 침하균열 방지
3) 철근의 부식 방지
4) 과하중 방지
5) 시공 불량 방지
6) 설계 불량 방지
IV. 시공시 유의사항
1) 가수 방지
2) 양생기간 준수
3) 다짐 철저 실시
4) 타설 시간 준수
5) 기능공 관리 철저
V. 결론
1) AE제나 고성능 감수제의 활용으로 내구성, 수밀성, 강도를 증대시켜 내구성 저하 원인을 미연에 방지한다.
2) 공사 현장의 콘크리트 공사의 전반적인 시공, 품질관리를 통하여 내구성 저하 원인을 제거하는 양질의 시공 노력이 필요하다.
2024.11.06 - [건축시공기술사 Sub Note] - 건축시공기술사 서브노트 : 콘크리트의 균열에 대비한 줄눈의 종류, 기능 및 설치 위치에 대하여 기술하시오