건조균열·온도균열

무엇인가

건조균열과 온도균열은 콘크리트 구조물에서 가장 빈번하게 생기는 균열이다.

두 균열은 내구성과 사용성을 직접 떨어뜨린다.

핵심은 구속된 인장응력이 인장강도를 넘는다는 점이다.

두 균열의 공통 원리

건조균열은 모세관 공극의 잉여수가 증발하며 수축하는 현상에서 생긴다.

온도균열은 수화열로 올랐던 온도가 내려가며 열수축하는 과정에서 생긴다.

두 경우 모두 수축이 구속되어 인장응력이 생기고, 그 응력이 인장강도를 넘으면 균열이 된다.

온도균열 발생 흐름

온도균열은 수화열과 구속이 겹쳐 생기는 인장 균열이다.

수화열로 내부 온도가 오르면 내외부 온도차가 생겨 온도응력이 발생한다.

이후 온도가 내려가며 콘크리트가 수축하고, 구속된 열수축이 인장응력으로 바뀐다.

인장강도가 낮은 재령에서 이 응력이 인장강도를 넘으면 균열이 생긴다.

두 균열의 비교

두 균열은 원인, 구속 원인, 형태가 다르므로 나누어 비교해야 한다.

건조균열은 모세관 수분 증발에 따른 수축에서, 온도균열은 수화열 뒤 냉각에서 시작된다.

구속 원인도 다르다. 건조균열은 하부 콘크리트와 철근, 온도균열은 타설면과 지반이다.

형태는 건조균열이 얕은 망상 균열, 온도균열이 관통 수직 균열로 나타난다.

온도균열의 구속 유형

온도균열은 구속 형태에 따라 내부구속과 외부구속으로 나뉜다.

내부구속은 내외부 온도차로, 외부구속은 하부 기초나 기존 구조물과의 연결로 생긴다.

내부구속 균열은 재령 1~5일 이내에 표면부에 불규칙하게 생긴다.

외부구속 균열은 재령 1~2주 후 관통하므로 구조적 영향이 더 크다.

매스콘크리트와 방지대책

매스콘크리트는 온도균열을 관리해야 하는 큰 부재의 콘크리트다.

넓은 슬래브는 두께 80cm 이상, 하단 구속 벽은 두께 50cm, 또는 내외부 온도차 25℃ 이상이면 해당한다.

온도균열 방지대책은 저발열 시멘트, 냉각, 수축이음처럼 원인과 연결해 쓴다.

프리쿨링과 파이프쿨링은 내외부 온도차를 줄이는 대책이다.

정리

정리하면 건조균열은 수분 증발에 의한 수축, 온도균열은 수화열 뒤 냉각에 의한 수축이다.

두 균열 모두 구속된 인장응력이 인장강도를 넘을 때 생긴다.

시험에서는 정의, 발생 기구, 유형, 방지대책을 나누어 쓰는 것이 유리하다.

앞 문제의 정답은 해당한다. 내외부 온도차 25℃ 이상이 기준이다.