콘크리트의 성질

[김정호]

 콘크리트의 성질

Ⅰ. 개요

1) 콘크리트 성질은 미경화 콘크리트 성질과 경화 콘크리트성질로 구분할수 있으며, 미경화 콘크리트의 성질에는 시공성, 반죽질기, 성형성, 마감성등이 있으며, 경화 콘크리트의 성질에는 압축강도, Creep, 내구성, 체적변화등이 있다.

2) 배합설계를 거쳐 콘크리트를 만들게 되면 구조물 설계를 위하여 파악하여야 할 특성들이 있다.

Ⅱ. 굳지 않은(미경화) 콘크리트 성질

1) workability(시공성)

- 반죽질기 여하에 따른 작업의 난이도 및 재료분리에 저항하는 성질

2) consistency(반죽질기)

- 단위수량의 다소에 따라 반죽이 되고 진정도

- 콘크리트의 전단저항과 유동속도에 관계된다.

3) Plasticity(성형성)

- 거푸집에 쉽게 다져넣을 수 있고, 거푸집을 제거하면 천천히 형상이 변하지만 재료를 분리하지 않는 성질

4) Fnishability(마감성)

- 굵은골재 최대치수, 잔골재율, 잔골재의 입도, 반죽질기 등에 의해 마무리 하기 쉬운 정도를 나타내는 성질

5) compactibility(다짐성)

- 다짐이 용이한 성질

6) Mobility(유동성)

- 콘크리트의 유동의 정도를 나타낸다.

7) Viscosity(점성)

- 콘크리트의 점착력 상태(수중불분리제 사용시)

- 콘크리트 내 마찰저항이 일어나는 성질

Ⅲ. workability 영향요소

1)굵은골재

- 골재모양의 영향이 크다. 모가난 골재, 쇄석골재, 워커빌리티가 나빠진다.

- 표면적, 입도분포도, 워커빌리티영향을 미친다.

2)잔골재

- 잔골재 입도, 워커빌리티 영향이 크다.

- 0.3m/m이하 미립, 성형성에 영향이 크다.

3)시멘트

- 단위시멘트량, 시멘트종류, 분말도 등에 따라 워커빌리티가 달라진다.

- 분말도 2800 /g 이상

4)단위수량

- 단위수량이 클수록 콘크리트는 묽게 된다.

5)배합

- W/C비, S/a, 잔골재, 굵은 골재비 등 재료 구성, W/C비 영향이 크다.

Ⅳ. 굳은 (경화) 콘크리트의 성질

1) 탄성변형

① 콘크리트가 외력에 의하여 탄성변위내에서 생기는 변형

② 콘크리트 변형률 0.002 정도

③ 파괴시 변형률 0.003~0.008

④ 실직적인 최대 변형률 0.003~0.004 범위

2) 강도

① 압축강도 : 재령 28일

② 전단강도 : 압축강도의 1/4~1/6

③ 휨강도 : 압축강도의 1/5~1/8

④ 인장강도 : 압축강도의 1/10~1/13

⑤ 부착강도 : 철근콘크리트에서 콘크리트속에 묻힌 철근이 빠져 나갈때의 견디는 힘을 부착강도라 한다.

⑥ 파괴강도 : 구조물에 반복하중이  걸리면 항복점이하에서 장시간 반복되므로써 파괴되는 현상을 피로파괴라 한다.

3) 체적변화

- 수분 및 온도변화에 대한 체적변화가 발생한다.

- 콘크리트의 열팽창계수 = 1×10^-6/°C

4) 내구성

①콘크리트 열을 받으면 압축강도가 저하하고 체적이 감소한다.

②콘크리트의 내구성을 길게하려면 w/c 작고, 굵은골재 최대치수크고, 잔골재율을 작게해야함

③인공경량 콘크리트 골재가 열을 받으면 압축강도율이 다소 적다.

- 100°C:자유수 탈수                            -  100~300°C: mono sulfate탈수

- 400~500°C: 수산화칼슘 탈수               -  600~900°C : 탄산화칼슘의 탈탄산화

5) Creep

① 콘크리트에 일정한 하중을 장시간 재하하게 되면, 하중의 증가 없이도 콘크리트의 변형은 증가되는데 이것을 creep이라 한다.

② 발생원인

- 시멘트 Paste의 점탄성적 성질과 시멘트풀과 골재 사이의 부착성, 소성성질의 복합작용에 기인한다.

- 시멘트풀의 점성 유동, 미세공극, 폐색 결정의 이동 및 미세균열 발생영향이 추가된다.

③creep가 증가하는 경우

- 경과시간이 길수록

- 건조상태일 때

- 초기재령에서 재하시

④장점

- 부정정구조물등에서 응력의 이완작용

- 균일하지 않은 수축에 의해 구조물 내부응력을 저장하는 역할로 균열발생을 억제 저감한다.

⑤단점

- 구조물 변형 증가시킨다.→정밀기계기초, 기능을 약화시킴

- 비정상적인 휨변형 발생

- 무근 콘크리트가 높은 응력수준에서 creep 파괴

⑥creep 발생시기

- 28일: 50%

- 3~4 개월: 25%

- 2~5년: 25%

⑦대책

- 양질재료

- w/c 적게

- 양생철저

- 응력집중방지

- 거푸집 해체시간 준수

Ⅴ. 결론

1) 콘크리트 구조체는 재료의 선택, 배합설계, 시공등의 전과정에 걸쳐 콘크리트 성질에 대한 충분한 고려가 있어야만 양질의 콘크리트를 얻을 수 있다.

2) 배합설계시 w/c 비 적게, 단위수량감소, 적정 혼화제료 사용하므로써 양질의 콘크리트를 얻을수 있다.