콘크리트 균열

정의

콘크리트 균열은 응력이 콘크리트의 인장 능력을 넘어 생기는 파단이다.

콘크리트는 누르는 힘에는 강하지만 잡아당기는 힘에는 약하다.

그래서 당기는 힘이 생기면 인장강도를 넘는 순간 어딘가가 먼저 갈라진다.

이 갈라짐이 균열이며, 구조 안전성과 내구성을 떨어뜨린다.

균열이 생기는 원리

구속된 변형이 인장응력을 만들고, 그 응력이 인장강도를 넘으면 균열이 된다.

콘크리트 인장강도는 압축강도의 약 1/10 수준이라 작은 응력에도 갈라진다.

구속에 의한 인장응력은 σt = Ec·ε·R로 개략 계산한다.

구속계수와 변형률이 클수록 응력이 커지므로 변형률을 줄이거나 구속을 낮춘다.

경화 전·후 균열 구분

경화 전 균열과 경화 후 균열은 발생 시기와 원인이 다르다.

초기균열은 응결이 끝나기 전에 생기며 소성수축, 침하, 거푸집 변형이 원인이다.

경화 후 균열은 응결이 끝난 뒤 건조수축, 온도차, 화학반응, 하중이 원인이다.

초기균열은 시공에서 대부분 막을 수 있고, 경화 후 균열은 원인 규명이 먼저다.

온도차 계산 예제

매스콘크리트에서 내부 최고온도와 외기온도로 온도차를 계산한다.

내부 최고온도 65℃에서 외기온도 20℃를 빼면 온도차는 45℃다.

온도차 45℃는 25~30℃ 범위를 넘으므로 온도균열 가능성이 높다.

그래서 프리쿨링, 파이프 쿨링, 단열 거푸집으로 온도차를 기준 이하로 낮춘다.

조사와 보수 판정

균열은 조사, 원인 규명, 공법 선정, 보수 후 점검 순서로 다룬다.

원인을 먼저 규명해야 공법을 고를 수 있고, 원인 없이 보수하면 재발한다.

균열폭 0.3mm 이하는 주로 표면처리, 그 이상의 변동성 균열은 주입공법을 쓴다.

보수 후에는 재발 여부를 확인하고, 진행성이 있으면 다시 조사한다.

핵심 정리와 직접 풀기

균열은 응력이 인장강도를 넘어 생기며, 원인은 경화 전후로 나뉜다.

온도차 25~30℃와 균열폭 0.3mm 기준이 보수와 판정의 핵심 수치다.

이제 직접 풀어 보자.

폭이 0.3mm 이상이고 변동이 있는 균열은 주입공법이 적절하다는 기준을 떠올리자.

정답은 주입공법이다.