자기수축
▒ 기출문제
- 93회 3교시 6번 : 고강도 콘크리트의 자기수축(自己收縮, Self shrinkage) 현상과 저감방안에 대하여 설명하시오
- 92회 1교시 10번 : 콘크리트 자기수축(自己收縮)
▒ 개요
1) 자기수축(autogenous shrinkage)이란 시멘트의 수화에 의해 응결시점(초결)이후에 거시적으로 생기는 체적감소를 말한다.
2) 이런 현상은 물-결합재비(W/B)를 적게하고 단위결합재량을 다량으로 사용함으로 발생한다.
3) 고강도, 고성능 콘크리트는 자기수축이 크게 증가되어 자기수축만으로 균열이 발생할 수 있다.
▒ 자기수축 Mechanism
수화반응 → 수화생성물 체적 감소 → 공극 형성 → 공극수 소실 → 상대습도 저하 → 모세관 장력발생 → 자기수축
▒ 수화수축과 자기수축
▒ 자기수축 영향인자
1) 시멘트
① 알루미나 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트는 초기에 큰 자기수축 발생
② 중용열 포틀랜드 시멘트는 자기수축 작다.
③ 분말도 클수록 수축량 크다
2) 혼화재
① 플라이 애쉬 : 치환율 증가에 따라 건조수축은 증가, 자기수축은 감소
② 고로슬래그 미분말 : 치환율 증가에 따라 건조수축은 변화 없음, 자기수축은 크게 증가
③ 실리카 흄 : 치환율 증가에 따라 건조수축은 변화 없음, 자기수축은 조금 증가
④ 혼화재 종류에 따른 자기수축 발생량 : 고로슬래그 미분말 > 실리카 흄 > 플라이 애쉬
⑤ 팽창재 : 건조수축 및 자기수축 모두 저감효과
⑥ 발수성 분말 : 자기수축 현저히 감소
3) 혼화제
① 고성능 감수제 : 자기수축 저감효과 미미
② 수축저감제 : 자기수축 현저히 감소
4) 배합
① 물시멘트비 작고 단위 수량 많을 수록 증가
② 단위 페이스트량 클수록 증가
③ 골재량 많을 수록 감소
5) 제조방법
제조, 운반, 부어넣기 과정에서 재료분리를 받을 경우 부분적으로 자기수축 증가
6) 양생
양생온도 높을 수록 초기에 발생
▒ 저감방안
1) 저발열 시멘트 사용
중용열 시멘트, 저발열 시멘트는 자기수축 작게 발생
2) 혼화재료 혼입
① 수축저감제 : Con'c 경화 후 경화체로 부터 수분이 증발 할 경우 표면장력을 저하시켜 수축을 저감
② 팽창재 : Con'c 경화과정에서 팽창성의 수화물을 형성하여 수축을 보상
3) 최적의 배합 설계
① 잔골재율 산정
② 결합재 골재비 결정
③ 물-결합재비 산정
④ 공기량 산정
⑤ 유동성, 충전성 평가
4) 습윤양생 실시
▒ 연관문제
콘크리트 균열의 원인 및 대책 - 고강도 콘크리트 - 고성능 콘크리트
▒ 참고문헌(출처)
- 저수축·저균열 고성능 콘크리트 제조에 관한 연구(II) / 한천구 외 (국토해양전자정보관 CODIL)
- 고성능 콘크리트의 수축 저감 기술 / 고경택 외 (국가과학기술정보센터 NDSL)
