철근콘크리트 균열

균열의 정의

철근콘크리트 균열은 인장응력이 콘크리트 인장강도를 넘을 때 생기는 선형 틈이다.

콘크리트는 압축에는 강하지만 인장에는 약해서 인장을 받는 면에서 금이 먼저 생긴다.

이 균열은 구조 안전과 내구성을 함께 좌우하므로 기초 개념으로 정리해야 한다.

균열 발생 과정

균열은 인장응력이 생기는 데서 시작해 다섯 단계로 진행된다.

인장응력이 인장강도를 넘으면 미세균열이 생기고, 이 틈으로 수분과 염분이 들어온다.

염분과 수분이 철근을 부식시키면 철근이 체적 팽창하고 피복이 박리된다.

균열 폭과 깊이가 한계를 넘으면 보수와 보강을 시행한다.

원인에 따른 분류

철근콘크리트 균열은 발생 원인에 따라 하중 기인 균열과 비하중 기인 균열로 나눈다.

하중 기인 균열은 균열 방향이 주응력 방향과 일치하므로 구조 안전성과 함께 판단한다.

비하중 기인 균열은 건조수축이나 온도변화가 원인이라 균열 시기와 환경 조건을 함께 본다.

원인을 제거하지 않으면 재발하므로 비하중 균열은 원인 진단이 먼저다.

보수 공법 선택 기준

국내 공동주택 하자 판정기준은 균열 폭 0.3mm를 보수 공법 선택의 경계로 쓴다.

폭 0.3mm 이상 구조부 균열은 특별한 사정이 없는 한 주입식 공법으로 보수비용을 산출한다.

관통균열은 폭과 관계없이 주입식으로 보고, 미세·망상균열은 도포식이 기본이다.

다만 이 기준은 비용 산정 기준이므로 구조적 보강 판단과는 별도로 봐야 한다.

정답 확인과 계산 예제

앞의 문제 정답은 주입식 공법이다. 폭 0.3mm 이상 구조부 균열의 기본 공법이다.

이제 철근콘크리트 보의 균열 발생 모멘트를 계산 예제로 구해 본다.

파괴계수는 0.63λ√f_ck로 구하며, 보통중량 콘크리트에서 λ는 1이다.

24MPa 보는 파괴계수 약 3.09MPa이므로 균열 모멘트는 약 37kN·m이다.

핵심 정리

균열은 인장응력이 인장강도를 넘을 때 생기고, 원인과 폭 기준으로 공법이 정해진다.

답안은 원인, 평가, 공법 선택 순서로 쓰고 보수 전에 원인 제거를 먼저 언급한다.