Cold Joint 발생시 콘크리트 보강공법 - Cold Joint balsaengsi konkeuliteu bogang-gongbeob

1. 개요

1) Con'c는 성질이 다른 여러재료의 복합재료, ​ 균열이 발생하기 쉽고, 이균열은 강도,

내구성, 수밀성의 저하뿐 아니라 구조물의 기능저하를 초래하게 되므로 최대한 방지해야 된다.

2)  Con'c 시공중 발생하기 쉬운 균열의 원인은 주로 재료, 시공, 환경, 외력에 의한 것이

대부분이다.

2. 균열의 피해

1) 콘크리트의 누수 발생

2) 콘크리트의 철근 부식

3) 콘트리트의 구조적 안전 저하

4) 콘크리트의 내구성 저하

5) 콘크리틔의 물리적 수명 저하

6) 콘크리트의 외관 손상

3. 균열의 종류별 발생원인

(1)굳지 않은  Con'c의 균열

* 소성 수축균열(Plastic 균열)

1) Con'c가 타설된 후 Slab나 판에서 갑자기 낮은 습도의 대기나 바람에 노출됨으로써

양생이 시작되기 전에 나타나는 균열이다.

2) 이는 수분증발이  Con'c의 Bleeding보다 빨리 일어나므로써  Con'c 표면에 인장응력이 생기기 때문이다.

3) 소성수축 균열은 구조상, 기능상 지장은 없으나 수밀성  Con'c에는 누수현상이 생기게 된다

* 침하균열

1) Con'c타설 후 마감 작업을 하여도 Con'c의 압밀에 의한 침하로 균열이 발생한다

2) 철근 직경이 클수록, Slump치가 높을수록, Con'c덮개가 작을 경우,거푸집이 약할

경우에 발생한다.

*실금(Crazing)

1) 과도한 표면 흙 손실 마감을 했을경우

2)흡수성이 높은 지반위에 얇은 Slab를 타설 했을 때 수분을 잃게 됨으로 생기는  경우

3) 환기시설 없이 Heater로 양생되는 경우

(2) 굳은 Con'c의 균열

* 건조 수축으로 인한 균열

1) Con'c가 건조하면서 외부에는 인장응력이 발생하는데 이 인장응력이 Con'c의 인장강도를 초과하면

균열이 생긴다.

2) 균열은 단위 수량이 클수록 커진다.

3) 건조수축 균열의 발생과정

4) 상대습도가 건조수축에 미치는 영향

습도가 높을수록 건조수축이 덜된다.

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* 열응력으로 인한 균열

1) Con'c 구조물에 작용하는 외부 온도와의 차이로 부등의 체적 변화가 생긴다.

2) 인장변형이 생기면서 Con'c의 인장변형 능력을 초과하여 균열이 생긴다.

* 화학적 반응으로 인한 균열

1)Alkali 성의 시멘트와 실리카 질 골재의 반응으로 Gel을 형성하여 팽창 균열을

일으킨다.

2) 시멘트와 탄소를 함유한 골재가 반응하여 팽창균열한다.

* 자연, 기상작용으로 인한 균열

1) 동결융해 현상으로 변하여 Con'c가 노화되면 Cement Paste에 균열, 골재에

손상을 준다.

* 철근의 부식으로 인한 균열

1) Con'c속의 철근은 잘 녹슬지 않는다, 그러나 Alkali 성의 Con'c가 탄화(Carbonation)등을

통하여 알칼리 성분을 잃어버리게 되면 철근이 부식된다.

2) 철근이 부식되면 산화하여 체적이 증가되고, 국부적인 균열을 일으켜 수분이 침투, 부식이

촉진 되므로 균열이 확대된다.

* 시공불량으로 인한 불열

1) Con'c 의 W orkability 증대를 위하여 수량을 추가 사용 했을때 강도가 저하되고 건조 수축

증대로 균열이 생긴다.

2) 양생이 불량한 경우

3) 거푸집을 제대로 지지하지 뫃하는 경우

* 시공시의 초과하중에 의한 균열

1) Precast 부재에서는

- 운반시 도로 불량으로 충격이나 비틀림

- 고리의 설치 위치의 잘못

- 들어 올리는 과정에서 갑자기 멈춤

- 증기 양생시 온도의 상승, 강하 규정 초과

2) 현장 타설 Con'c 의 시공중 재료과적, 건설 장비의 가동

* 설계 잘못으로 인한 균열

1) 부재 코너 부분에 응력집중 현상이 생긴다.

2) 구조물 기초의 부동침하

* 외부 하중으로 인한 균열

1) 하중이 재하되어 부재에 인장응력을 유발하여 균열되는 경우

2) 대책으로는 철근을 잘 분포시켜서 배근하고, 철근응력을 감소 시킬수

있도록 한다.

4. 보수보강 공법

* Epoxy 주입

1) 0.05mm 폭 정도의 균열을 적용한다.

2) 건물, 교량, 댐, 보수에 사용한다.

3) 균열부에 있는 이물질, 기름 등을 청소한 다음, 표면을 막고 주입구를 설치하여 압력을

가하면서 주입한다.

* 봉합보수 방법

1) 발생된 균열이 멈추어 있거나 구조적으로 중요하지 않은 경우에 Epoxy 복합재 , 우레탄 등의

Sealant를 넣어 보수한다.

* 강재 Anchor에 의한 방법

1) 균열이 더 이상 진행되지 않고 보강을 목적으로 한다.

2) Anchor Leg가 들어갈수 있도록 Drill로 천공하고, 균열의 직각방향으로 꺽쇠를 박은 후 Leg

설치 부분은 수지, 모르타르 등으로 정착 시킨다.

3) 이 방법은 균열을 제거 할수는 없으나 더 이상 확대되지 않는다.

* 외부 Pre-Stressing 에 의한 균열 보강 방법

1)  Pre-Stressing  강선은 잘 정착되어야 하고, Con'c 부재에 도입되는 응력으로 인한

영향을 검토해야한다.

2) Crack에 직각 방향으로 PS 강선을 배치 할 구멍을 뚫는다.

3) PS 강선을 구멍에 배치하고 긴장, 정착시킨다.

* 강판 부착공법

1) Slab Beam의 보강으로 철판을 붙이는 방법이다.

2) 두께 4.5~6mm 두께의 철판을 앙카로 고정시키고 그사이에 수지 모르타르로 채운다.

3) 인찬측에 붙이면 강판은 Con'c 속의 인장철근과 같은 역할을 한다고 본다.

* 철골 Beam 보강공법

1) 구조내력이 부족한 상판 Beam을 철골보로 보강한다.

* 표면처리법

1)  균열 폭이 0.2mm이하이고 구조적인 강도 회복을 요하지 않는 경우에 쓰인다.

2) Crack을 따라 Con'c 표면에 피복을 만드는 방법이다.

3) Con'c 표면을 거칠게 한다음 Epoxy  계, Tar Epoxy  등을 사용하여 피막재를

바른다.

* 충진공법

1) 균열 폭이 커서 주입공법이 비경제적이거나 균열이 신축되어 있어서 탄성이 있는 재료를 사용해야

할 경우에 쓰인다.

2) 균열선을 따라 V-Cut을 한 다음 수지 모르타르 팽창성 Cement Mortar Priner 등을 바른 면에 충전한다.

3) 표면은 Grinder로 갈아서 마무리 한다.

* 주입공법

1) 폭 3mm이하의 균열보수, 지수성의 확보, 철근의 방청 등을 주목적으로 하여 채용되는

공법이다.

2) 균열 내부까지 충전시킨다.

3) 균열선을 따라 주입 Pipe를 설치하고 표면부근은 V-Cut 충전, 표면피막, 접착 Tape 등으로 밀봉한다.

4) Air로 균열부분을 청소하고, 진동 또는 수도 Pump로 저 점성 Epoxy 수지를 주입한다.

5) 주입시기는 균열의 진행이 완료됐거나 균열쪽이 커지는 한냉기가 좋다.

* B.I.G.S 공법(Balloon Injection Grouting System)

1) 고무 튜브에 압력을 가하여 균열 심층부까지 충전주입하는 공법이다.

2) 균일한 압력 관리가 용이하다.

* 치환공법

1) 콘크리트의 손상부위가 작고 경미한 경우에 적용한다.

2) Con'c 손상부를 제거하고 깨끗이 청소한 후에 접착성이 좋은 접착제를 이용하여

치환한다.

5. 결론

콘크리트의 균열 발생을 방지하기 위하여 재료선정, 배합설계, 시공시에 관련 기준을

적용하여 시행하여야 한다.