콘크리트 자기수축

자기수축이란

자기수축은 밀봉 상태에서 시멘트 수화로 콘크리트 부피가 줄어드는 현상이다.

건조수축과 달리 외부로 수분이 빠져나가지 않아도 일어난다.

특히 고강도 콘크리트에서 중요하게 다뤄지는 초기 균열의 원인이다.

발생 메커니즘

먼저 시멘트가 물과 반응하며 수화가 진행된다.

수화에 소비된 물만큼 공극이 비고, 공극 수면이 후퇴하면서 모세관 장력이 생긴다.

장력의 반작용으로 고체 골격이 압축되고 부재가 수축한다.

외부 수분 공급이 없으면 수축이 억제되지 않고 누적되어, 구속된 부재에서는 균열로 나타난다.

고강도와 보통강도

고강도 콘크리트와 보통강도 콘크리트를 비교해 보자.

고강도는 물결합재비가 매우 낮아 내부 상대습도가 약 75%까지 떨어질 수 있다.

보통강도는 약 97%까지 떨어지고, 자기수축은 건조수축의 약 5% 수준이다.

고강도에서는 자기수축이 건조수축과 같은 수준까지 커질 수 있다.

헷갈리는 점

시험에서 가장 흔한 실수는 자기수축을 건조수축과 같은 현상으로 쓰는 것이다.

자기수축은 밀봉 상태에서, 건조수축은 외부로 수분이 증발해서 일어난다.

두 수축의 원인과 발생 장소가 다르다는 점을 답안에 분명히 써야 한다.

저감방안

자기수축 저감방안은 배합, 재료, 시공 측면으로 나눠 정리한다.

배합에서는 물시멘트비를 낮추고, 강도와 유동성이 확보되는 범위에서 단위수량과 단위시멘트를 줄인다.

재료 측면에서는 SAP나 예습윤 경량골재 같은 내부양생재로 자기건조를 늦춘다.

시공에서는 타설 후 충분히 습윤양생해 수분 손실을 막는다.

직접 풀어 보기

방금 배운 내용을 확인해 보자.

고강도 콘크리트에서 자기수축이 커지는 주된 원인을 고른다.

정리

정리한다. 자기수축은 밀봉 상태에서 수화로 생기는 체적 감소다.

원인은 수화에 소비된 물에 의한 자기건조와 화학적 체적 변화다.

고강도 콘크리트에서는 물결합재비를 낮추고 내부양생을 함께 검토한다.