콘크리트 크리프

크리프의 정의

콘크리트 크리프는 일정한 지속 하중 아래에서 시간이 지나며 변형이 계속 증가하는 현상이다.

변형은 하중을 올리는 순간의 탄성변형과, 그 뒤에 더해지는 크리프 변형으로 나뉜다.

크리프 변형은 총 변형에서 탄성변형과 건조수축 변형을 뺀 값으로 구한다.

발생 원리와 구성

지속하중이 걸리면 시멘트 페이스트 속 물이 점성 유동으로 이동하며 변형이 생긴다.

골재와 철근은 페이스트의 변형을 구속한다. 그래서 이들이 많을수록 크리프가 줄어든다.

습도가 낮아 수분이 빠져나가면 건조 크리프가 추가로 생긴다.

크리프 계수

총 변형은 탄성변형, 크리프 변형, 건조수축 변형의 합으로 본다.

크리프 계수 φ는 크리프 변형을 탄성변형으로 나눈 값이다.

재하 재령이 낮을수록 φ가 커진다. φ는 장기 처짐 계산의 기본 계수다.

기본 크리프와 건조 크리프

크리프는 수분 교환 여부에 따라 기본 크리프와 건조 크리프로 나뉜다.

기본 크리프는 밀봉 상태에서 생기고, 건조 크리프는 수분 이동과 맞물려 추가로 생긴다.

건조 크리프는 상대습도가 낮을수록, 부재가 얇을수록 커진다.

재령 효과

재령 효과는 재하 재령이 늦을수록 크리프 계수가 작아지는 현상이다.

조기 재하 부재는 장기 처짐이 크고, 재령이 충분한 뒤 재하하면 같은 응력에서도 변형이 작다.

그래서 재하 시기를 정하는 것은 설계에서 중요한 근거가 된다.

장기 변형 계산 예

장기 변형은 초기 탄성 변형률에 (1+φ)를 곱해 구한다.

탄성 변형률 0.0005에 크리프 계수 2.5를 대입하면 총 변형률은 0.00175다.

결과는 초기 변형의 3.5배다. 장기 변형은 설계 한계값과 비교해 검토한다.

가상의 8m 보에서 초기 처짐이 10mm라면 장기 처짐은 35mm로 추정된다.

시험 포인트 정리

가장 흔한 실수는 크리프를 탄성변형과 섞거나, 단기 하중에서도 생긴다고 쓰는 것이다.

크리프가 무조건 해롭다고 쓰면 안 된다. 응력을 완화해 균열을 줄이는 역할도 함께 써야 한다.

채점은 정의, 원리, 영향 인자, 구조물 영향, 억제 대책이 빠짐없이 있는지로 판정된다.