토목 재료학 5장 연습문제

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토목 재료학 5장 연습문제 에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

칙이 성립하지 않는 재료, 즉 비선형 재료에 속하게 된다. 하지만 철근콘크리트 부재를 허용응력설계법으로 설계할 때에는 콘크리트를 탄성체로 가정하는데 이렇게 탄성과 소성의 중간적 성질 두 가지가 존재하므로 콘크리트는 탄소성적 성질을 모두 이용하게 되는 것이다.
콘크리트의 응력과 변형률과의 관계
5-16 콘크리트의 내구성에 대하여 설명하라.
-콘크리트의 내구성이란 외부자체의 화학적, 물리적 작용에 얼마나 오랫동안 견뎌내는가의 성질이다.
<동결작용을 받는 콘크리트>
물이 동결되면 그 체적은 약 1.09배가 된다. 이와 같은 체적의 팽창이 콘크리트 구조물을 파괴하게 된다. 그 좋은 예로 옛날 석굴암 공사 시에 바위를 물을 얼려 계획적으로 쪼갰다고도 합니다. 동결융해 작용에 의한 콘크리트의 열화작용에 대하여 설명하면, 콘크리트 내에는 경화시의 블리딩에 의하여 생긴 구명의 공극이 다수 있다. 아래 그림1과 같이 콘크리트내의 굵은 모세혈관 속의 물은 0℃에서 동결된다. 이 동결에서 팽창에 의해 가는 모세관으로 물이 이동하여, 가는 모세관내부에 압력이 발생한다. 이와 같은 구멍의 공극 내 수압이나 유수압의 반복에 의하여 콘크리트가 점차 열화된다.
-저감대책: 동결융행에 의한 열화를 저감시키기 위해 콘크리트 중에 연행공기를 발생시켜 동결에 의한 공극내 유동압력을 공기구멍 내에 넣어 감소 또는 소멸시킴으로써 내구성의 개선을 하고있다.
<화학작용을 받는 콘크리트>
콘크리트의 화학적 침식은 시멘트페이스트 분분에 발생하는데, 특히 화학작용을 받기 쉬운 것은 수산화칼슘이다.
황산, 염산, 초산등의 강한 산은 수산화칼슘을 용해하기 때문이다. 이와 같은 산에 대하여 사용재료의 배합선정 등의 반응으로는 반응을 정지시킬 수는 없다.
- 저감대책: 현재의 특별한 저감대책은 없으며, 타일등의 보호공사를 하거나 아스팔트 또는 특수재료를 도포하여 라이닝을 하는 경우가 있다.
이밖에도 해안중에 만들어진 수중콘크리트의 침식원인은 화학작용과 간만에서의 건습 동결융해작용, 그리고 파도의 작용에 의한 세굴작용에 의한 것이다. 해수에는 염화마그네슘, 황산마그네슘, 황산나트륨등이 함유되어, 이들이 시멘트페이스트중의 수산화칼슘과 결함하여
콘크리트를 점차 침식시킨다. 그러나 화학작용에 의한 침식은 갑자기 발생하지는 않고 서서히 진행되는 것이므로 콘크리트의 재료와 시공에 주의하면 내구성이 있는 구조물을 만들수 있다.
5-17 콘크리트의 크리프에 대하여 설명하라.
-콘크리트에 일정한 하중을 지속적으로 재하하면 응력의 변화가 없이도 변형은 시간에 따라 증가한다. 이 같이 동일 하중이 장시간동안 재하하여 증가하는 변형을 크리프라 한다.
콘크리트 크리프의 발생기구는 일반적으로 시멘트풀의 점탄성적 성질과 시멘트풀과 골재사이의 소성 성질의 복합작용에 기인한다고 한다. 크리프에 영향을 미치는 요인으로는 시멘트의 성질, 골재의 광물적 성질 및 입도, 배합중에서 물-시벤트비와 골재량, 재하시의 재령, 재하기간중의 온도와 습도, 재하응력의 크기와 하중의 종류 및 공시체의 크기 등을 들 수 있다.
5-18 콘크리트의 경화 후의 균열의 원인과 대책에 대하여 설명하라.
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<건조수축 균열 >
①콘크리트는 외부와 접하면서 건조하기 시작되고 건조된 외부는 부피가 줄어드나, 수분을 많이 함유하고 있는 내부는 수축작용을 구속하게 된다. 이 과정에서 인장응력이 발생하게 되고 이러한 인장응력이 콘크리트의 인장강도를 초과하게 되면 발생하는 균열이다.
②균열 중 발생확률이 가장 많은 균열로 타설 후 1년 이내에 60~80% 진행되는 것이 일반적이다.
<화학 및 물리적 작용에 의한 균열 >
①화학적 작용에 의한 균열은 알칼리-골재 반응에 의해 발생된다. 알칼리-골재반응은 콘크리트 내부에 겔을 형성하고 이 겔은 다른 부분으로부터 수분을 끌어들여 국부적인 팽창을 유발시킨다.
②물리적 작용에 의한 균열은 동결융해 등이 발생의 원인이 된다. 콘크리트의 작은 틈새에 있는 수분이 계절이 변화함에 따라 동결융해가 반복되면서 발생하는 균열이다.
<시공불량에 의한 균열 >
①콘크리트의 배합 및 타설, 다짐불량, 양생불량 등으로 발생하는 균열이다. 특히 거푸집을 제대로 지지하지 못하거나 다짐이 불충분할 경우 콘크리트가 침하를 일으켜 제강도가 발휘되기 전에 균열을 유발할 우려가 있다.
<구조적 요인에 의한 균열 >
①인장력을 받는 콘크리트는 인장한계 변형을 초월하면 균열이 발생한다.
②기초의 침하 및 설계하중 이외의 작용하중을 받으면 균열은 과대해진다.
③하중에 기인한 균열은 구조부재의 내력부족과 관련되고, 구조안전도와도 직결되므로 매우 중요한 문제가 된다.
건축물에서 발생하는 균열에 대한 원인은 여러 가지이다.
- 실제로 발생하는 균열의 원인은 하나 이상의 경우가 많으므로 전문적인 지식을 가진 사람에게 확인할 필요가 있으며 구조적인 균열이 발생했을 경우는 정밀한 검토에 따른 적절한 보강조치가 필요하다.
하지만 구조적인 균열이 아닐지라도 철근큰크리트 구조물의 경우 균열이 발생하게 되면 철근의 부식에 직접적인 영향을 미치게 되므로 보수해야 할 필요가 있다.
5-19 콘크리트의 품질관리의 필요성 및 중요성에 대하여 설명하라.
- 콘크리트의 품질관리라 하는 것은 품질의 목표를 정하고 이것을 달성하기 위해 하는 모든 활동을 말한다. 품질관리의 목적을 설계시, 시방서에 표시된 규격을 만족하는 구조물을 만들고, 결함을 사전에 방지하여 유해한 것을 제거 하여 품질의 변동을 허용범위내로 최소화하고, 이상 원인을 조사하여 시정조치 하여 좀 더 내구적이고 생산성을 향상시키기 위함이다. 이를 위해서 사용변동에 따른 목표를 정하고 시공 중 이상이 확인되면 즉시 조치를 취하고 소정의 품질범위에 들도록 시정해야 한다.
5-20 - R관리도에 대하여 설명하라.
- x-R 관리도는 평균치의 변화를 관리하는 x관리도와 데이터의 변화를 관리하는 R관리도를 나란히 그린 것으로 콘크리트의 압축강도, 슬럼프, 공기량 등의 특성을 관리하는데 쓰이는 관리도이다. (예비데이터의 조사→ 관리한계 계산 → 관리선의 검토 → 관리의 실시 → n의 값이 일정하지 않은 경우)의 순으로 관리한다.

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토목 재료 및 실험,   토목 재료학,   5장 연습문제