기출문제
- 2022년 128회 1교시 9번 : 콘크리트의 스케일링(Scaling) 동해(凍害)
- 2018년 114회 1교시 12번 : 콘크리트의 표면층박리(Scaling)
- 2013년 100회 4교시 4번 : 최근 1~5년 정도 경과한 옥외 주차장바닥이나 도로 등에서 콘크리트 표면이 벗겨지는 피해 현상이 자주 발견되는데, 그 발생원인과 방지대책에 대하여 설명하시오.
- 2013년 99회 1교시 7번 : Pop-out 현상
- 2008년 86회 2교시 1번 : 콘크리트의 동결 융해를 방지할 수 있는 대책에 대하여 설명하시오
- 2005년 75회 1교시 8번 : 콘트리트 동해의 Pop Out 현상
개요
- 동결융해란 콘크리트의 다공질속에 함유된 수분이 동결하여 그 팽창압으로 표층부가 파괴되는 현상을 말한다.
- 압축강도 40MPa 이하에서 발생, 이때 수분은 약 9% 정도이다.
동결융해 매커니즘
동결융해 발생요인
- 기온 : 동결온도, 동결융해 횟수(사이클)
- 수분 : 물이 얼음으로 변하면서 팽창압, 수압, 삼투압 발생
- 공극 : 적절한 Air Void 분포는 동결융해 발생 감소
- 염분 : 해수나 염류의 작용으로 현상 촉진
동결융해의 문제점
- Con'c의 균열발생 촉진
- 수밀성 저하
- 누수로 인한 철근의 부식
- 강도 및 내구성 저하
<출처 : 동결융해 파손사례...노승철>
동해에 의한 파손형태
- 원추상 박리(Pop out)
콘크리트 표면에서 강도가 작은 골재가 동결 팽창하여 박리되어 구멍이 생기는 형상 - 박리(scaling)
콘크리트 표층의 시멘트 페이스트, 모르타르의 박리부터 시작하여 굵은 골재 사이의 모르타르, 굵은 골재의 박리로 진행 - 스폴링(Spalling)
- 망상균열(map carcking)
- D-cracking
| 종류 | 파손형태 | 원인 | 발생시점 | 예방법 |
|---|---|---|---|---|
| 시멘트 페이스트의 동결융해 파손 | 표면박리(Scaling) 스폴링(Spalling) 망상균열(map Cracking) | 포화된 시멘트 페이스트에 반복적인 동결융해 사이클로 인해 발생 | 1~5년 | AE제 사용으로 공극구조 개선 |
| 제설제에 의한 표면박리 | 슬래브 표면에 표면박리 | 제설제와 시멘트 페이스트의 화학적 상호작요으로 발생 | 1~5년 | 단위시멘트 함량 335kg/㎥ 이상 W/C 45% 이하 양생후 건조기간 30일 이상 |
| 골재의 동결융해 파손 | 줄눈부와 평행한 균열 이후 스폴링(Spalling) | 골재에 반복적인 동결융해 사이클로 인해 발생 | 10~15년 | 민감하지 않은 골재 사용, 굵은골재 최대치수를 줄임 |
방지대책
- AE제 첨가
- 물이 동결할 때 체적 증가에 의해 수압 발생
- AE제 사용으로 작은기포를 다수 연행시켜 수압을 완충시키는 기능
- 기포의 절대량 보다 기포의 간격이 작은것이 유효
- 연행공기량의 허용편차는 ±1.5% 이내
- 물결합제비(W/B)비 작게
- 45%이하, 단위수량 가능한 적게
- 경화된 콘크리트의 조직이 치밀
- 동결하는 물이 적어져서 동결융해 저항성 향상
- 단위시멘트량 및 강도(외국기준)
- 단위시멘트량 320kg㎥ 이상
- 압축강도 30MPa 이상
- 다짐 및 표면마무리, 양생
- 과도한 진동다짐에 의한 공기량 감소가 생기지 않도록
- 표면마무리는 표면공기량 감소되지 않도록 적절히 실시
- 습윤상태에서 동결융해작용 받지 않도록
- 염화물 침투 방지
- 해수에 의한 염분 침투 방지
- 제설제(염화칼슘, 염화나트륨) 사용 주의
연관문제
공기량 - 알카리골재반응(AAR) - 폭열현상 - 콘크리트표면결함
참고문헌(출처)
- 건축공사표준시방서 2013 / 05095 동결융해작용을 받는 콘크리트공사
- 동결융해 파손사례 분석을 통한 콘크리트 포장의 품질관리 개선방안 / 노승철
- 제설제에 의한 콘크리트 구조물의 열하 원인 고찰 / 김홍삼외 2인
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