시공기술사/콘크리트공사

동결융해

기구미 2014. 2. 2. 19:21

기출문제

- 100회 4교시 4번 : 최근 1~5년 정도 경과한 옥외 주차장바닥이나 도로 등에서 콘크리트 표면이 벗겨지는 피해 현상이 자주 발견되는데, 그 발생원인과 방지대책에 대하여 설명하시오.

- 99회 1교시 7번 : Pop-out 현상

- 86회 2교시 1번 : 콘크리트의 동결 융해를 방지할 수 있는 대책에 대하여 설명하시오

- 75회 1교시 8번 : 콘트리트 동해의 Pop Out 현상




개요

동결융해란 콘크리트의 다공질속에 함유된 수분이 동결하여 팽창압으로 표층부가 파괴되는 현상을 말한다.

압축강도 40MPa 이하에서 발생, 이때 수분은 9% 정도이다.

 

동결융해 매커니즘


동결융해 발생요인

 기온 : 동결온도동결융해 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'c 균열발생 촉진

수밀성 저하

누수로 인한 철근의 부식

강도 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



방지대책

1) AE 첨가

물이 동결할 체적 증가에 의해 수압 발생

AE 사용으로 작은기포를 다수 연행시켜 수압을 완충시키는 기능

기포의 절대량 보다 기포의 간격이 작은것이 유효

연행공기량의 허용편차는 ±1.5% 이내

2)  물결합제비(W/B) 작게

45%이하, 단위수량 가능한 적게

경화된 콘크리트의 조직이 치밀

동결하는 물이 적어져서 동결융해 저항성 향상

3) 단위시멘트량 강도(외국기준)

단위시멘트량 320kg 이상

압축강도 30MPa 이상

4) 다짐 표면마무리, 양생

과도한 진동다짐에 의한 공기량 감소가 생기지 않도록

표면마무리는 표면공기량 감소되지 않도록 적절히 실시

습윤상태에서 동결융해작용 받지 않도록

5) 염화물 침투 방지

해수에 의한 염분 침투 방지

제설제(염화칼슘, 염화나트륨) 사용 주의




연관문제

공기량 - 알카리골재반응(AAR) - 폭열현상 - 콘크리트 표면결함

 

참고문헌(출처)

1) 건축공사표준시방서 2013 / 05095 동결융해작용을 받는 콘크리트공사

2) 동결융해 파손사례 분석을 통한 콘크리트 포장의 품질관리 개선방안 / 노승철

3) 제설제에 의한 콘크리트 구조물의 열하 원인 고찰 / 김홍삼외 2

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