콘크리트를 타설한 직후 표면에 가느다란 균열이 갑자기 나타나는 경우가 있습니다. 이러한 균열 가운데 대표적인 것이 소성수축 균열입니다.

소성수축 균열은 콘크리트가 완전히 굳기 전에 표면의 수분이 빠르게 증발하면서 발생합니다.

소성수축이란?

콘크리트는 타설 직후부터 일정 시간 동안 아직 굳지 않은 소성상태를 유지합니다.

이때 콘크리트 표면에서는 수분이 증발하고 내부에서는 블리딩수가 올라옵니다.

표면에서 증발하는 물의 양이 콘크리트 내부에서 올라오는 물보다 많아지면 표면이 빠르게 건조됩니다.

표면이 수축하려고 하지만 내부의 콘크리트가 이를 방해하면서 인장응력이 발생하고, 결국 표면에 균열이 생길 수 있습니다.

소성수축 균열이 잘 발생하는 조건

1. 기온이 높은 날

기온이 높으면 콘크리트 표면의 물이 빠르게 증발합니다.

여름철에는 특히 주의해야 합니다.

2. 바람이 강한 날

바람이 강하면 콘크리트 표면의 수분 증발 속도가 크게 증가합니다.

기온이 아주 높지 않아도 강한 바람 때문에 소성수축 균열이 발생할 수 있습니다.

3. 습도가 낮은 날

공기가 건조하면 콘크리트 표면의 수분이 빠르게 증발합니다.

따라서 낮은 상대습도 역시 균열 위험을 높이는 요인입니다.

4. 콘크리트 온도가 높은 경우

레미콘 자체의 온도가 높으면 표면에서 수분이 빠르게 증발할 수 있습니다.

5. 넓은 슬래브

주차장, 옥상, 공장바닥처럼 넓은 면적을 한 번에 타설하는 경우에는 표면이 외부 환경에 많이 노출되기 때문에 소성수축 균열이 발생하기 쉽습니다.

소성수축 균열의 형태

소성수축 균열은 일반적으로 타설 후 수시간 이내에 발생합니다.

균열은 서로 평행하게 나타나거나 불규칙한 방향으로 생길 수 있으며, 바닥이나 슬래브의 넓은 표면에서 많이 발견됩니다.

예방방법

1. 타설시간을 조절한다

여름철에는 한낮의 가장 뜨거운 시간대를 피하고 이른 아침이나 늦은 오후에 타설하는 것이 유리할 수 있습니다.

2. 표면의 수분 증발을 줄인다

방풍막이나 차광막을 설치하여 강한 햇빛과 바람을 막을 수 있습니다.

3. 타설 직후 신속하게 양생한다

콘크리트 표면 마무리가 끝나면 가능한 한 빨리 습윤양생이나 막양생을 시작해야 합니다.

4. 콘크리트 온도를 관리한다

재료나 운반과정에서 콘크리트 온도가 지나치게 올라가지 않도록 관리합니다.

5. 현장에 임의로 물을 추가하지 않는다

작업성을 높이기 위해 물을 추가하면 품질이 저하될 수 있으므로 배합을 적절하게 관리해야 합니다.

건조수축 균열과 차이점

소성수축 균열은 콘크리트가 굳기 전에 발생하지만 건조수축 균열은 콘크리트가 굳은 이후 장기간 수분이 빠져나가면서 발생한다는 차이가 있습니다.

마무리

콘크리트 소성수축 균열은 타설 직후의 수분 증발이 매우 중요한 원인입니다.

특히 고온, 건조, 강풍 조건에서는 콘크리트 표면 관리와 초기양생을 철저하게 해야 합니다.

58. 콘크리트 온도균열이 발생하는 원인과 방지방법

콘크리트는 굳어가는 과정에서 열이 발생합니다. 특히 두꺼운 콘크리트 구조물에서는 내부 온도가 크게 상승할 수 있습니다.

내부와 외부의 온도 차이가 커지면 콘크리트에 응력이 발생하고, 이 응력 때문에 나타나는 균열을 온도균열이라고 합니다.

콘크리트에서 왜 열이 발생할까?

시멘트와 물이 만나면 수화반응이 일어납니다.

이 과정에서 열이 발생하는데 이를 수화열이라고 합니다.

일반적인 얇은 구조물에서는 열이 비교적 쉽게 외부로 빠져나갈 수 있습니다.

하지만 댐, 대형기초, 두꺼운 벽체처럼 부재가 큰 매스콘크리트는 내부의 열이 쉽게 빠져나가지 못합니다.

온도균열이 발생하는 원리

콘크리트 내부의 온도가 올라가면 부피가 팽창합니다.

시간이 지나 콘크리트가 냉각되면 다시 수축합니다.

이때 콘크리트의 수축이 기초나 주변 구조물에 의해 제한되면 인장응력이 발생합니다.

콘크리트의 인장강도보다 응력이 커질 경우 균열이 발생할 수 있습니다.

온도균열의 주요 원인

1. 시멘트 수화열

시멘트 사용량이 많거나 발열량이 큰 시멘트를 사용하면 내부 온도가 상승할 수 있습니다.

2. 구조물의 두께

두꺼운 구조물은 내부의 열이 빠르게 빠져나가지 못합니다.

3. 내부와 외부의 온도 차이

콘크리트 내부는 뜨겁고 표면은 차가워지면 온도 차이에 의한 응력이 발생할 수 있습니다.

4. 급격한 외기온도 변화

타설 후 날씨가 갑자기 추워지면 표면이 급격히 냉각될 수 있습니다.

온도균열이 자주 발생하는 구조물

• 대형기초
• 교량 기초
• 댐
• 두꺼운 벽체
• 대형 지하구조물
• 매스콘크리트 구조물

온도균열 방지방법

1. 저발열 시멘트나 혼화재 활용

플라이애시나 고로슬래그 미분말 등을 적절하게 사용하면 수화열을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

2. 콘크리트 타설온도를 낮춘다

여름철에는 차가운 혼합수를 사용하거나 골재의 온도 상승을 막는 방법 등을 검토할 수 있습니다.

3. 한 번에 지나치게 두껍게 타설하지 않는다

구조물 특성에 따라 적절한 타설계획을 세워 내부 온도 상승을 관리합니다.

4. 보온양생을 실시한다

콘크리트 표면이 급격히 냉각되지 않도록 보온재를 사용하여 온도차를 줄일 수 있습니다.

5. 온도계측을 실시한다

대형 구조물은 콘크리트 내부와 표면에 온도센서를 설치하여 온도 변화를 확인할 수 있습니다.

마무리

콘크리트 온도균열은 단순히 뜨거워져서 발생하는 것이 아니라 내부와 외부의 온도차와 수축 구속이 함께 작용하면서 발생합니다.

대형 콘크리트 구조물에서는 배합, 타설온도, 양생방법, 온도계측을 종합적으로 관리하는 것이 중요합니다.