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표면공극의 원인 및 대책카테고리 없음 2020. 12. 13. 23:14728x90
표면공극의 원인 및 대책
콘크리트의 표면의 품질에 중대하게 영향을 미치는 인자중의 하나가 바로 표면공극(버그홀 : Bughole)이다. 표면공극은 갇힌 공기가 새로 타설한 콘크리트의 거푸집에 접한 표면으로 이동하여 생긴 표면의 공극이다. 이러한 표면결함은 대개 수직 거푸집에 접한 표면에 나타난다.
다짐을 하는 동안, 새로 타설한 콘크리트는 치밀화 및 부피 수축이 일어나고, 갇힌 공기와 잉여의 배합수에대하여 시멘트 모르타르의 외부로 향하도록 힘을 가한다.
배합수는 밀도의 차이에 의하여 상부로 이동하여 블리딩수가 된다. 그러나, 공기방울은 압력의 평형이 될때까지 최단경로를 찾아 이동하려고 한다. 수직의 거푸집이 있을 때에는 공기방울의 이동을 위한 최단거리는 거푸집 안쪽 측면까지이다. 만약 이들 공기방울이 타설 콘크리트의 상부 표면까지 수직방향으로 이동하지 않으면, 거푸집을 제거한 후에 표면공극이 존재할 것이다.
표면공극은 콘크리트 구조물의 윗부분 또는 각이 있는 거푸집에 접한 표면에서 더 많이 발견되는데 그 이유는 구조물의 상부방향으로 방출되는 공기방울이 이 부분에서 추가적으로 누적되기 때문이다. 이들 표면공극은 노출된 콘크리트 구조물에 대하여 1 차적으로 미관상의 문제를 일으킨다. 그러나, 콘크리트 표면이 페인트칠 되거나, 공극의 크기가 25mm 이상에 도달하면 미관상의 문제 이외에도 다른 문제를 일으킨다.
◎ 원인
표면공극 생성에 가장 큰 영향을 미치는 원인은 아마도 잘못된 진동다짐이다. 다짐(일반적
으로 진동다짐)은 공기방울과 물방울에 움직임을 가한다. 적당한 양의 진동다짐은 갇힌공기와
잉여 배합수를 수직 또는 수평경로를 통하여 콘크리트의 표면으로 보낸다. 수직경로는
콘크리트의 상부방향이며 수평경로는 거푸집면을 향한 최단 경로를 말한다. 잘못된 진동다짐
은 기공을 충분히 방출시키지 못하거나, 또는 과잉다짐(이 경우 재료분리와 블리딩을 일으
킴)되는 결과를 가져온다.
표면공극의 형성을 일으키는 또 다른 인자는 거푸집재료 그 자체이다. 불투수성 거푸집
(폴리머 함침 목재와 강재)과 탈형제의 사용은 콘크리트-거푸집 계면사이에서 기공의 이동을
방해한다. 표면공극의 감소를 위해서는 콘크리트-거푸집 계면사이에서의 기공의 이동이 필요
하다. 거푸집 탈형제의 사용이 불가피할 때에는, 탈형제 제조자의 요구사항에 따라 사용하고,
규정된 거푸집 재료에 한정해서 사용해야 한다.
배합설계 또한 표면기공 형성에 중요한 인자로 고려해야 한다. 배합설계는 사용하는 골재의
형태, 크기, 입도와 혼화제 및 공기연행제의 종류에 따라 광범위하게 변한다. 다짐에 반응
하지 않는 끈적끈적하고 유동성이 없는 배합은 표면공극 형성의 증가와 직접적으로 관련될 수
있다.
◎ 방지방법
1) 적당한 다짐
여러 층으로 타설되는 콘크리트는 각 층 타설시마다 다짐을 완료해야 한다. 하부층을
타설한 다음 상부의 콘크리트 층이 연속해서 타설 되면, 거푸집 근처에 갇힌 공기가
수직으로 상승하도록, 진동기를 이전에 타설된 하부 층까지 관통시켜야 한다.
2) 투수성 거푸집
비흡습성 거푸집을 사용할 때에는, 공기포를 콘크리트의 상부표면으로 이동시키기 위하여
더 많은 진동이 필요하다. 연구결과, 투수성 거푸집을 사용하면 기공이 거푸집을 관통하여
대기중으로 배출 가능하기 때문에, 표면공극이 현저히 감소되는 것으로 나타났다. 또한,
좋은 거푸집 탈형제를 알맞은 양으로 사용하면 표면의 품질을 개선할 수 있다.
3) 배합설계
작업성이 좋고 유동성이 있는 배합은 타설과 다짐이 용이하며, 그로 인하여 표면공극이
생길 위험이 줄어든다. 모래함량이 너무 과다하지 않으면서 입도분포가 양호한 골재,
적절한 시멘트 함량, 그리고 적합한 혼화제(유동성과 작업성 증가 및 다짐의 용이성을
제공함)를 사용한 콘크리트는 표면공극의 감소에 기여한다. 자기충전 콘크리트(Self-
Consolidating Concrete ; SCC)는 콘크리트 산업(특히 프리캐스트 제조)에 있어 표면
품질을 개선할 목적으로 인기가 증가하고 있다.
표면결함으로서의 표면공극은, 내구성의 관점에서 보면, 구조용 콘크리트의 중대한 결함
은 아니다. 그럼에도 불구하고, 건축의 마감용도로 구조용 콘크리트의 사용이 증가함에
따라, 표면의 품질은 점차 중요해지고 있다. 재료의 신중한 선택과 작업의 품질, 충실한
작업감독 등을 통하여 표면의 공극을 방지하는 것이 가능 하다.
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