동결융해
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1. 본문
동결융해는 콘크리트 속의 수분이 얼었다 녹았다를 반복하면서 콘크리트 조직이 파괴되는 현상입니다.
동결융해의 정의:
- 콘크리트가 저온과 고온 환경에 반복적으로 노출되면서 동결과 융해를 반복하여 서서히 열화되는 현상입니다.
- 콘크리트 내부의 수분이 0℃ 이하에서 얼면서 체적이 약 9% 팽창하고, 기온 상승 등으로 인해 녹는 과정을 반복하면서 발생합니다.
- 이러한 팽창과 수축은 콘크리트에 균열을 발생시키고, 심한 경우 표면 박리(Scailing)나 팝 아웃(Pop-out) 현상을 유발합니다.
동결융해 발생 원인:
- 기온: 0℃ 이하의 낮은 온도와 잦은 동결융해 반복 횟수
- 수분: 콘크리트 내부의 많은 수분 함량, 높은 물-시멘트 비율(W/C), 흡수율이 큰 골재 사용
- 콘크리트 배합: 낮은 압축강도 (40MPa 이하에서 발생), 부적절한 공기량
- 기타: 염화물 침투, 균열 부위로의 수분 침투
동결융해로 인한 피해:
- 콘크리트 표면의 스케일링(표면 박리), 미세 균열, 팝 아웃(Pop-out) 발생
- 콘크리트 강도, 내구성, 수밀성 저하
- 콘크리트 중성화 촉진 및 내부 철근 부식
동결융해 방지 대책:
- 재료:
- 흡수율이 낮고 유해 불순물이 없는 깨끗한 골재 사용
- AE제, AE감수제 사용 (공기량 4% 이상, 기포 간격 계수 0.2mm 이하)
- 단위 시멘트량 최소 300kg/㎥ 이상, 물-시멘트비 60% 이하
- 시공:
- 충분한 진동 다짐으로 콘크리트 수밀성 확보
- 철저한 양생 관리 (보온, 가열 양생)
- 동결 전 충분한 강도 확보 (일주일 이상 양생)
- 기타:
- 단위 수량 최소화
- 염화물 침투 방지
동결융해는 주로 옥상 슬래브, 방수 누름 콘크리트, 파라펫, 지면과 접하는 외벽 부위 등에서 발생하기 쉽습니다.
| 동결융해 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 정의 | 동결과 융해의 반복 작용으로 인해 암석, 토양, 콘크리트 등의 물질이 파괴되는 현상 |
| 관련 용어 | 빙하 토양 콘크리트 |
| 과정 | |
| 원리 | 물이 얼면서 부피가 팽창하여 주변 물질에 압력을 가하고, 반복적인 동결-융해 과정에서 균열이 발생하고 성장하여 파괴를 초래함 |
| 영향 요인 | 온도 변화 수분 함량 물질의 종류와 강도 |
| 영향 | |
| 암석 | 암석의 풍화 및 파괴 |
| 토양 | 토양 구조의 변화 및 불안정화 |
| 콘크리트 | 콘크리트의 균열 및 강도 저하 |
| 기타 | 도로, 건물, 댐 등 기반 시설의 손상 |
| 방지 대책 | |
| 암석 및 토양 | 배수 시설 설치 표면 보호 코팅 안정적인 지반 조성 |
| 콘크리트 | 내동해성 콘크리트 사용 공기 연행제 사용 적절한 배합 설계 |
| 추가 정보 | |
| 관련 현상 | 사면 붕괴 토석류 |
| 관련 연구 | 동결융해에 대한 재료의 저항성 평가 동결융해로 인한 구조물의 손상 예측 |
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