철근 콘크리트 구조물의 균열

Ⅰ. 철근 콘크리트의 정의
콘크리트가 휨을 받게 되면 인장측에 균열이 발생하여 파괴시 급작스러운 취성파괴가 발생하게 된다. 이왿� 같이 콘크리트는 압축에는 강하지만 인장에는 약하기 때문에 인장구역에 철근을 묻어서 효율적으로 외력에 저항하도록 만든 일체식구조를 철근콘크리트(Reinforced Concrete)라 한다.

∙효율적으로 외력에 저항한다.
→ 콘크리트는 압축을 부담하고, 철근은 인장을 부담한다.
∙일체식 구조(합성체)
→ 철근이 있는 위치에서 철근과 콘크리트의 변형은 같다.

Ⅱ. 철근 콘크리트의 특징
건설재료로서 콘크리트 혹은 철근콘크리트는 다음과 같은 여러 특징을 지닌다.
▪ 철근과 콘크리트의 온도팽창률은 0.00001/℃ 정도로 서로 비슷하다. 재료의 온도팽창률이 서로 다르면 온도변화가 생겼을 때 변형률이 다르기 때문에 두 재료의 접촉면에 응력이 발생하고, 이로 인해서 분리가 일어날 수 있다.
▪ 콘크리트는 강알칼리성 (pH = 13) 을 띠고, 이로 인해서 철근 주위에 형성되는 부동태 피막으로 인해서 오랜 시간이 흘러도 철근이 녹슬지 않는다. 만약 이산화탄소 등이 유입되어 콘크리트에 중성화(carbonation, 탄산화) 가 일어난다면 철근이 녹슬게 된다.
▪ 콘크리트는 점탄성(viscoelastic) 성질이 있어서 건조수축(drying shrinkage), 크리프(creep) 등과 같은 장기거동(시간 의존적 거동)을 하고, 이로 인해서 균열이 생길 수 있다. 건조수축은 콘크리트 내부의 수분이 빠져나가면서 수축하는 것을 말하고, 크리프는 일정한 응력 하에서도 변형이 계속적으로 증가하는 현상을 말한다.
▪ 철근과 콘크리트 사이의 부착강도가 비교적 크다.
▪ 콘크리트는 내화성이 좋다. 열전도율이 낮아 내부의 철근을 열로부터 보호한다.
▪ 내구성(durability)이 좋고 유지관리 비용이 적게 들어 경제적인 구조물을 만들 수 있다.
▪ 방음효과가 크고, 에너지 효율적인 재료이다.
▪ 현장타설이 가능하고, 원하는 모양을 다양하게 만들 수 있다.