철근콘크리트공사 중 콘크리트의 구조적균열과 비구조적균열의 주요요인과 보수보강 방법에 대해 기술하시오.

1. 개요

   (1) 균열은 콘크리트 내구성을 저하시켜 건축물의 안전성을 해치고 건축물의 수명을 단축시킨다. 

   (2) 또한 균열로 인한 누수로 건축물의 2차적인 오염의 원인이 되고 있다. 

   (3) 균열발생의 원인을 분석하고, 대책을 세워 균열발생을 줄이고 발생한 균열은 적절한 보수보강공법으로 균열의 발생을 억제해야 한다. 

 

2. 구조적균열

   (1) 구조적균열이란 구조물이나 구조부재가 사용하중을 지지하기에 안전하지 못한, 즉 구조적 기능을 발휘할 수 없는 단계로 진행되거나 도달한 균열을 말한다. 

   (2) 구조적균열의 종류

       1) 설계오류로 인한 균열

       2) 설계하중을 초과한 외부하중의 작용에 의한 균열

       3) 단면 및 철근량의 부족에 의한 균열

       4) 물리적 손상, 폭발, 충격, 철근의 부식으로 인한 균열

 

3. 비구조적균열

    (1) 비구조적균열이란 구조물의 안전성 저하는 없으나, 내구성, 사용성 저하를 초래할 수 있는 균열을 말한다. 

    (2) 비구조적균열의 종류

       1) 소성침하균열

       2) 소성수축균열

       3) 초기 온도수축균열

       4) 장기 온도수축균열

       5) 불규칙한 미세균열

       6) 염화물에 의한 철근부식에 의한 균열

       7) 알칼리 골재반응에 의한 균열

 

4. 균열의 보수보강공법

    (1) 보수보강공법의 종류

        1) 보수공법

            - 표면처리공법, 충전공법, 주입공법

        2) 보강공법

            - 강재앙카공법, 강재부착공법, Prestress공법, 치환공법, 탄소섬유보강공법 등

   (2) 보수보강법

       1) 표면처리법

           - 표면처리법은 미세한 균열(0.2mm이하) 위에 도막을 형성하여, 방수성, 내구성을 향상시키는 공법

       2) 충전(충진)공법

           - 균열폭이 0.5mm 이상의 비교적 큰 경우의 보수에 적합한 공법

       3) 주입공법

           - 균열에 수지계 또는 시멘트계의 재료를 주입하여 방수성, 내구성을 향상시키는 공법

       4) 강재앙카공법

           - 균열부분을 U형 앙카체로 봉합시켜 내구력을 회복시키는 공법

       5) 강판부착공법

           - 구조물의 표면, 특히 인장 측 표면에 강판을 접착하여, 일체화 시킴으로 내력을 향상시키는 공법

       6) Presterss공법

          - 크랙부위에 Prestress를 부여함으로써 부재에 발생하고 있는 인장응력을 감소시켜 균열을 복귀시키는 방법

       7) 치환공법

          - 손상되어 있는 구조체를 제거하고 새롭게 콘크리트를 타설해 손상을 받지 않는 부분과 같은 정도의 기능으로 회복시키는 방법

       8) 탄소섬유시트공법

          - 탄소섬유를 결합재(에폭시수지 등)로 콘크리트 표면에 접착시키는 공법

 

5. 결론

    (1) 구조적 균열과 비구조적 균열이 발생하지 않도록 사전에 예방하고, 시공과정 중 품질관리를 잘하는 것이 중요하나, 균열 발생 시, 적합한 보수보강 공법을 통해 구조물의 내구연한을 연장하는 것 또한 중요하다.