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콘크리트의 크리프 현상

Oct 14, 20249 min read

START 서브노트 문제:

콘크리트의 크리프현상에 대해 설명하시오. 배합비가 크리프에 미치는 영향에 대해 설명하시오

정답:

콘크리트의 크리프 현상

크리프(Creep) 현상

  1. 정의 : 경화된 콘크리트에 지속하중이 작용할 때 생기는 시간종속적인 변형

  2. 원인

    1. 콘크리트가 압축을 받으면 압축응력을 전달하는 겔 입자 사이의 흡착수층이 얇아져서 추가변형이 발생한다.
    2. 흡착수층의 두께 변화는 초기에 빨리 생기나 시간이 갈수록 늦어진다.
    3. 새로운 위치에서 수화에 의한 결합이 형성되어 하중 제거 후에도 영구변형이 남는다.

  3. 분류

    • 기본크리프 : 콘크리트와 주위와의 수분이동을 차단한 채 발생되는 시간종속적인 변형률
    • 건조크리프 : 기본크리프에 건조에 의한 변형률이 추가된 것

  4. 영향요소

    • 콘크리트 강도와 재령 : 강도가 클수록, 높은 재령에서 크리프는 작아진다.
    • 하중재하기간 : 크리프의 약 80%는 4개월 이내에 발생하고 2년후에는 약 90%정도 진행된다.
    • 응력수준 : 강도와 재하기간이 같을 경우 응력증가에 따라 크리프는 증가
    • 환경조건
      • 습도가 증가하면 크리프는 감소
      • 온도 70도까지는 증가하고 110도까지 감소하며 110도 이상부터 다시 증가
    • 하중재하속도 : 재하속도가 증가할수록 크리프 증가
    • 물·시멘트비 : 클수록 크리프 증가
    • 배합비 : 시멘트의 양이 많을수록 크리프 증가
    • 양생조건 : 고온증기 양생시 크리프 감소

  5. 감소방법

    • 압축대에 철근을 넣어주면 압축응력이 철근을 통해서 전달되기 때문에 시멘트페이스트가 얇아지는 현상이 완화되어 추가처짐을 줄여준다.

  6. 크리프로 인한 손실

    • 장기처짐 및 변형 : 장기처짐은 탄성처짐의 약 2배 정도이며 이로인해 균열일 발생할 수 있고 변형으로 마감재가 손상될수있음
    • 기둥 및 벽체 축소 : 기둥 및 벽체 축소에서 크리프의 기여도는 약 30%에 달함
    • 프리스트레스 손실 : 크리프로 인해 PC강재의 인장응력의 감소가 발생
배합비가 크리프에 미치는 영향

콘크리트의 배합비는 크리프에 상당한 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 배합비는 시멘트, 물, 잔골재, 굵은 골재의 비율을 의미하며, 이는 콘크리트의 강도, 탄성 계수, 크리프 속도 등 다양한 특성을 결정합니다.

1. 시멘트 함량:

  • 시멘트 함량이 높을수록 콘크리트의 강도가 높아지고, 크리프 속도가 감소합니다.
  • 그러나, 시멘트 함량이 너무 높으면 수화열 증가, 초기 균열 발생, 튐 현상 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
  • 일반적으로, 크리프 저항성을 높이기 위해서는 시멘트 함량을 적절하게 높이는 것이 좋지만, 동시에 수화열 및 초기 균열 발생 가능성을 고려해야 합니다.

2. 물-시멘트 비율 (W/C):

  • W/C는 콘크리트의 워커빌리티 및 강도에 영향을 미치는 중요한 지표입니다.
  • W/C가 낮을수록 콘크리트의 강도가 높아지고, 크리프 속도가 감소합니다.
  • 그러나, W/C가 너무 낮으면 콘크리트의 워커빌리티가 저하되고, 혼합 및 타설이 어려워질 수 있습니다.
  • 크리프 저항성을 높이기 위해서는 W/C를 적절하게 낮추는 것이 중요하지만, 워커빌리티 확보를 위한 최적의 범위를 찾아야 합니다.

3. 잔골재 함량:

  • 잔골재는 콘크리트의 강도, 워커빌리티, 내구성에 영향을 미칩니다.
  • 잔골재 함량이 높을수록 콘크리트의 강도가 높아지고, 크리프 속도가 감소합니다.
  • 그러나, 잔골재 함량이 너무 높으면 콘크리트의 워커빌리티가 저하되고, 튐 현상 발생 가능성이 높아질 수 있습니다.
  • 크리프 저항성을 높이기 위해서는 잔골재 함량을 적절하게 높이는 것이 좋지만, 워커빌리티 및 튐 현상 발생 가능성을 고려해야 합니다.

4. 굵은 골재 함량:

  • 굵은 골재는 콘크리트의 강도, 워커빌리티, 내구성에 영향을 미칩니다.
  • 굵은 골재 함량이 높을수록 콘크리트의 강도가 높아지고, 크리프 속도가 감소합니다.
  • 그러나, 굵은 골재 함량이 너무 높으면 콘크리트의 워커빌리티가 저하되고, 혼합 및 타설이 어려워질 수 있습니다.
  • 크리프 저항성을 높이기 위해서는 굵은 골재 함량을 적절하게 높이는 것이 좋지만, 워커빌리티를 고려해야 합니다.

5. 골재 종류:

  • 골재의 종류는 콘크리트의 강도, 워커빌리티, 내구성에 영향을 미칩니다.
  • 밀도가 높고 강도가 높은 골재를 사용하면 크리프 저항성이 높아집니다.
  • 또한, 골재의 모양과 크기도 크리프에 영향을 미칠 수 있습니다.
  • 일반적으로, 둥글고 매끄러운 골재를 사용하면 크리프 속도가 감소합니다.

6. 혼합물 사용:

  • 포졸란 재, 슬래그, 플라이애쉬 등의 혼합물을 사용하면 콘크리트의 강도, 워커빌리티, 내구성, 크리프 저항성을 향상시킬 수 있습니다.
  • 혼합물은 시멘트의 수화 반응을 개선하고, 콘크리트의 미세구조를 치밀하게 만들어 크리프 속도를 감소시키는 데 도움이 됩니다

END

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