콘크리트 크리프(Creep)

1. 개요

크리프는 콘크리트에 지속하중을 가하면 하중의 변화가 없어도 시간의 경과로 인해 변형이 증가하게 되는데 이러한 현상을 크리프라고 합니다. 지속적인 응력의 크기가 적정 강도의 80%이상이 되면 콘크리트는 파괴하게됩니다.

2. 크리프의 특징

• 크리프의 계수는 탄성변형률 분에 크리프의 변형률로 산정합니다.
• 같은 콘크레트에서 응력에 대한 크리프의 진행은 일정합니다.
• 재하기간 3개월 전에 크리프의 50%가 발생하고 1년에 약 80%가 발생하기됩니다.
• 정상 크리프 속도가 느리면 크리프의 파괴시간도 길어집니다.
• 크리프의 변형은 탄성변형보다 큽니다.
• 실제 구조물에서 크리프는 건조수축과 함께 발생되기에 건조수축과 탄성변형, 크리프는 종합적으로 고려를 해야합니다.
• 재령일이 짧을수록
• 응력이 클수록
• 부재의 치수가 작을수록
• 온도가 높고 습도가 낮을수록
• 단위시멘트량이 클수록
• 물시멘트비가 클수록 증가합니다.
• AE제, 감수제를 사용하여 워커빌리티를 향상시키고 단위수량 및 단위시멘트량을 감소시킵니다.
• 양생관리를 철저히합니다.
• 응력의 집중을 방지하고 하중을 분산할 수 있도록 합니다.

3. 크리프의 증가 원인

4. 크리프의 저감대책

콘크리트에 발생되는 크리프는 균열과 같은것인가?

콘크리트에 발생하는 크리프는 균열과는 다른 현상입니다.

크리프 (Creep)

정의: 콘크리트에 지속적인 하중이 작용할 때, 시간의 경과에 따라 하중의 증가 없이 변형(수축)이 계속 늘어나는 현상입니다. 마치 엿가락이 천천히 늘어나는 것과 유사하게 생각할 수 있습니다.

특징:

하중이 제거되어도 변형이 완전히 회복되지 않고 영구 변형이 남습니다.

초기에는 변형 속도가 빠르지만, 시간이 지날수록 점차 느려집니다.

높은 온도, 낮은 습도, 어린 재령의 콘크리트, 큰 하중 등이 크리프를 증가시키는 요인입니다.

• 문제점:
• 구조물의 처짐 증가
• 프리스트레스 콘크리트의 긴장력 손실
• 균열 발생 및 확대의 원인이 될 수 있습니다. (직접적인 균열은 아님)
• 균열 (Crack)

정의: 콘크리트 부재에 발생하는 갈라짐 또는 틈을 의미합니다.

• 발생 원인:
• 인장 응력, 휨 응력, 전단 응력 등의 과도한 응력
• 건조 수축
• 온도 변화
• 화학적 반응 (예: 알칼리-골재 반응)
• 시공 불량

크리프 (장기적인 변형으로 인해 응력 집중이 발생하여 균열을 유발하거나 기존 균열을 확대시킬 수 있습니다.)

결론적으로, 크리프는 직접적인 균열은 아니지만, 콘크리트의 장기적인 변형을 유발하여 응력 상태를 변화시키고, 이는 균열 발생의 원인이 되거나 기존 균열을 악화시키는 요인이 될 수 있습니다.

즉, 크리프 자체가 눈에 보이는 균열은 아니지만, 시간이 지나면서 구조물에 문제를 일으키고 균열로 이어질 수 있는 점진적인 변형 현상 이라고 이해하시면 됩니다.

그렇다면 크리프는 콘크리트에만 발생하는가?

아닙니다. 크리프는 콘크리트뿐만 아니라 다른 여러 종류의 재료에서도 발생 하는 현상입니다.

크리프는 일정한 하중이 지속적으로 작용할 때, 시간의 경과에 따라 재료가 서서히 변형되는 현상 을 말합니다. 이러한 현상은 재료의 종류와 주변 환경(특히 온도)에 따라 정도의 차이를 보일 뿐, 다양한 재료에서 관찰될 수 있습니다.

크리프가 발생하는 대표적인 재료들은 다음과 같습니다.

금속: 특히 고온 환경에서 사용되는 금속 부품(예: 터빈 블레이드, 고온 배관)에서 크리프가 중요한 고려 사항입니다. 납과 같이 녹는점이 낮은 금속은 상온에서도 크리프가 발생할 수 있습니다.

고분자 (플라스틱, 고무 등): 고분자 재료는 비교적 낮은 온도에서도 크리프 현상이 뚜렷하게 나타납니다. 예를 들어, 오랫동안 무거운 물건을 올려둔 플라스틱 선반이 휘어지는 현상이 크리프의 한 예입니다.

세라믹: 고온 환경에서 사용되는 세라믹 재료에서도 크리프가 발생할 수 있습니다.

목재: 목재 역시 장기간 하중을 받으면 약간의 크리프 변형이 일어날 수 있습니다.

암석: 지질학적인 시간 규모에서는 암석도 크리프 변형을 겪습니다.

따라서 크리프는 특정 재료에만 국한된 현상이 아닌, 시간에 따른 재료의 변형 특성 으로 이해해야 합니다. 콘크리트에서의 크리프는 구조물의 장기적인 거동에 중요한 영향을 미치기 때문에 특히 중요하게 다뤄지는 것입니다.

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