소개글
"콘크리트 제품의 특성을 설명하여라"에 대한 내용입니다.
목차
1. 고강도 콘크리트의 특성
1.1. 고강도 콘크리트의 정의
1.2. 고강도 콘크리트의 재료적 특성
1.2.1. 내구성
1.2.2. 수화열
1.2.3. 내화성능
1.3. 고강도 콘크리트의 물성
1.3.1. 균열 및 파괴 특성
1.3.2. 응력-변형률 곡선
1.3.3. 인장강도
1.3.4. 횡파괴강도
1.3.5. 푸아송비
1.4. 고강도 콘크리트의 시공사례
2. 건축재료로서의 목재와 콘크리트
2.1. 목재
2.1.1. 목재의 정의
2.1.2. 목재의 장점
2.1.3. 목재의 단점
2.1.4. 목재의 활용
2.2. 콘크리트
2.2.1. 콘크리트의 정의 및 활용
2.2.2. 콘크리트의 장점
2.2.3. 콘크리트의 단점
3. 철근콘크리트 보수 및 보강
3.1. 보수/보강 재료
3.1.1. 에폭시수지
3.1.2. 폴리머시멘트페이스트
3.1.3. 표면처리재
3.2. 보수/보강 공법
3.2.1. 표면처리공법
3.2.2. 주입공법
3.2.3. 프리스트레스 강선 긴장력 조절
3.2.4. 탄소섬유 부착보강법
3.2.5. 철판 부착 보강법
4. 참고 문헌
본문내용
1. 고강도 콘크리트의 특성
1.1. 고강도 콘크리트의 정의
고강도 콘크리트는 보통 콘크리트보다 강도가 높은 것을 말한다. 하지만 이에 대한 정의는 각 국가마다 다르다. 미국 콘크리트학회(ACI) 고강도 콘크리트 분과위원회에서는 1984년에 보통중량 콘크리트는 42MPa, 경량 콘크리트는 28Mpa 이상을 고강도로 분류했다. 최근에는 보통중량의 콘크리트는 구조용 콘크리트 최소강도로 21MPa을 설정하고 있으며, 고강도 콘크리트는 42MPa 이상으로 사용압축강도의 상한선을 두고 있지 않다. 보통중량 콘크리트로서 압축강도 105MPa 이상을 초고강도 콘크리트로 구분하고 있다. 한국의 경우 고강도 콘크리트에 대해서 건축구조물의 경우 극한강도 구조설계법에서 1994년에 개정판을 통해 상한선을 삭제했다. 구조용 콘크리트의 강도는 18MPa 이상으로 채택이 되면서 고강도 콘크리트의 이용이 활발해지게 되었다. 또한 건축공사 표준시방서에 따르면, 1986년에는 고강도 콘크리트에 대해서 27~36MPa 이하로 정했지만 1994년에 이를 30MPa 이상으로 개정했다. 그리고 1999년에 개정된 콘크리트 표준시방서 및 2006년에 개정된 KS F 4009에서는 40MPa 이상을 고강도 콘크리트로 정의하고 있다.
1.2. 고강도 콘크리트의 재료적 특성
1.2.1. 내구성
고강도 콘크리트의 내구성은 매우 우수한 것으로 알려져 있다. 고강도 콘크리트는 내부 조직이 치밀하여 외부 환경에 대한 영향을 덜 받기 때문이다. 특히 동결융해저항성과 내염해성이 뛰어난데, 이는 고강도 콘크리트의 조밀한 내부 구조 때문이다. 또한 고강도 콘크리트는 조기 강도 발현이 우수하여 초기 동해 피해로부터 안전하다. 즉, 고강도 콘크리트는 내구성이 매우 뛰어나 건축물의 내구연한 연장에 큰 도움을 줄 수 있다.
1.2.2. 수화열
콘크리트의 수화열은 콘크리트의 주요 특성 중 하나이다. 콘크리트는 시멘트와 물이 화학반응을 일으키며 수화반응이 진행되면서 발열량이 증가하게 되는데, 이를 수화열이라고 한다.
일반적으로 고강도 콘크리트는 보통강도 콘크리트에 비하여 단위시멘트량이 높기 때문에 수화반응이 빠르게 일어나 수화열 발생이 크다. 이에 따라 고강도 콘크리트 구조물 시공 시 수화열로 인한 균열 발생에 각별한 주의가 필요하다.
콘크리트의 수화반응은 시멘트의 종류, 물-시멘트비, 단면의 크기, 외기온도 등에 영향을 받는다. 고강도 콘크리트는 보통강도 콘크리트에 비해 수화열이 더 높게 나타나는데, 이는 단위시멘트량이 많기 때문이다. 수화열 발생이 큰 고강도 콘크리트를 시공할 때는 수화열로 인한 균열이 발생하지 않도록 주의를 기울여야 한다.
콘크리트의 수화반응은 시멘트가 물과 반응하면서 새로운 물질이 생성되고 경화하는 과정이다. 이 과정에서 발생하는 수화열로 인해 콘크리트 내부 온도가 상승하게 되며, 대기온도와 평형을 이루기 위해 온도가 하강하게 된다. 이러한 온도 변화는 콘크리트 체적의 팽창과 수축을 유발하며, 이 거동이 내외부 요인에 의해 구속되면 인장응력이 발생하게 된다. 만약 이 인장응력이 콘크리트의 인장강도를 초과하면 균열이 발생하게 된다.
특히 고강도 콘크리트는 표면과 내부 간 온도차가 크게 발생하기 때문에 표면부에 인장응력이 집중되어 균열이 발생하기 쉽다. 따라서 고강도 콘크리트 구조물 시공 시에는 수화열로 인한 균열 발생을 방지하기 위해 보양 및 양생 관리에 주력해야 한다.
1.2.3. 내화성능
고강도 콘크리트는 내부 조직이 치밀하기 때문에 내부에서 발생되는 수분을 밖으로 배출시키지 못해 내부에 축적되어 폭렬현상이 발생한다. 고온에서 콘크리트 부재는 여러 가지 복합적인 요소들에 의해서 내부 미세 구조가 바뀌게 된다. 우선 화학적 변화를 동반하는 물의 탈수가 진행된다. 골재의 경우 화열에 의해서 광물의 결정구조가 변하게 된다. 이에 따라 가스와 수증기 등이 발생한다. 이는 각각 수열온도의 범위에 따라서 다르게 나타난다. 일반적으로 약 100℃에서는 콘크리트 부재 내에 잉여수가 빠르게 증발하기 시작해서 부재 안과 밖으로 이동한다. 이 시점에서는 모세관 공극 등 비교적 공극 사이즈가 큰 공극에서 수분이 증발되고 증발온도는 공극의 크기에 따라 다르게 나타난다. 이러한 특성에 있어서 고강도 콘크리트는 내부 조직이 치밀해서 내부에서 발생되는 수증기를 밖으로 배출시키지 못하고 내부에 축적된다. 이때 콘크리트 내부에 수증기압으로 인한 인장응력이 발생되고 이로 인하여 콘크리트 구조체의 부재표면에 심한 폭음과 함께 박리, 탈락하는 폭렬이 발생하게 된다. 이러한 폭렬현상은 피복 콘크리트의 결손으로 구조체 내부까지 고온이 전달되게 한다. 또한 철근이 노출되어 고온을 받는 철근의 강도저하로 구조부재가 치명적인 내력저하를 초래해 결국 붕괴를 일으킬 수 있는 원인이 된다.
1.3. 고강도 콘크리트의 물성
1.3.1. 균열 및 파괴 특성
콘크리트는 내부의 균열형성에 따라 큰 영향을 받는다. 콘크리트 내부는 외력을 받기 전에 시멘트 페이스트의 체적변화가 발생한다. 그래서 골재와 모르타르 사이에는 응력이 생기게 된다. 응력은 하중이 증가하면서 같이 증가하기 때문에 콘크리트의 파괴에 기여한다. 그래서 고강도 콘크리트는 골재를 관통하는 급격한 취성파괴가 일어난다.
콘크리트는 취성파괴의 특성이 있기 때문에 응력-변형도 곡선은 보통강도 콘크리트에 비해서 초기에 매우 가파른 상향곡선을 나타낸다. 최대강도 이후 급격한 취성파괴로 최대강도 이후의 하향곡선 자료를 얻는게 힘들어진다.
콘크리트의 압축강도가 증가하면서 일반적으로 탄성계수와 최대 압축강도에서의 변형도는 증가하지만 최대 압축강도 이후의 강도저하는 크게 일어난다. 고강도 콘크리트는 최대 압축강도 이후에 급격한 취성파괴 특성을 나타내기 때문에 기둥과 보 등 고강도 콘크리트를 적용한 부재는 균열발생 이후의 연성능력의 저하를 초래하는 것을 보완할 수 있는 설계방법을 고안해야 한다.
1.3.2. 응력-변형률 곡선
콘크리트는 취성파괴의 특성이 있기 때문에 응력-변형률 곡선은 보통강도 콘크리트에 비해서 초기에 매우 가파른 상향곡선을 나타낸다. 최대강도 이후 급...
참고 자료
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