철근 피복두께 과다시 문제점

철근의 피복두께라 함은 콘크리트 표면에서 최단거리에 있는 철근까지의 거리로서 철근 콘크리트 구조의 내화성 확보, 내구성 확보, 부착력 확보, 시공상 유동성 확보 목적이 있습니다. 철근의 최소 피복두께는 철근이 위치한 상태에 따라 다르며 수중의 경우 100mm, 흙에 접하여 있는 경우에는 40mm ~ 80mm, 흙에 접하지 않는 경우에는 20mm ~ 40mm를 준수해야 합니다.

 

콘크리트 타설시 피복두께가 과다하게 되면 철근의 위치가 이동되어 발생하는 문제점으로 구조적인 문제, 철근의 순간격 부족, 콘크리트 재료분리 발생, 온도균열 발생, 콘크리트 단면 증대로 인한 연성파괴 우려가 있습니다.

1) 구조적인 문제

콘크리트 타설시 철근의 위치 이동으로 철근의 유효높이 부족 발생 즉, 유효높이가 부족하게 되어 부재의 응력이 과다하게 작용하여 구조적 내력이 부족하게 됩니다.

2) 철근의 순간격 부족

철근의 순간격은 1.5d 이상, 25mm이상 굵은골재의 1.25배 이상입니다. 굵은골재가 결정되고 난 후 철근의 위치 이동으로 철근의 순간격이 좁아지면 조골재가 충진되지 못하게 됩니다.

3) 콘크리트 재료분리 발생

철근의 순간격이 좁아져서 조골재가 철근 사이에 충진되지 못하여 재료분리가 발생하게 됩니다. 재료분리가 발생되면 콘크리트 강도가 불균질하게 되고 균열이 발생합니다.

4) 온도균열 발생

피복이 두껍게 되면 온도철근 기능이 상실되어 온도균열이 발생합니다. 온도응력에 의한 온도균열 제어용으로 온도철근을 설치해야 합니다.

5) 콘크리트 단면 증대 문제

필요이상의 부재 크기로 인하여 건축물 자중증대로 기초하중이 증대됩니다. 단면이 필요이상으로 증대되면 철근이 과소하게 되어 연성 파괴가 우려되며 콘크리트량이 증대되어 원가 상승 문제가 발생하게 됩니다.

 

철근 피복두께가 커지면 유리한 점으로는 내화성 및 내구성의 증대, 중성화 진행의 지연, 골재 유동성이 증가됩니다.

1) 내화성

피복두께가 커지면 내화성능이 증대됩니다. 기둥이나 보, 내력벽에서는 2시간, 벽이나 slab에서는 1시간의 내화가 필요합니다.

2) 내구성(방청)

철근콘크리트 구조물 내구성은 피복두께가 두꺼우면 수축이 커지게 되고 내구성은 피복두께에 비례합니다.

3) 중성화

피복두께가 두꺼우면 중성화 진행이 늦어지고, 콘크리트 중성화가 되면 철근의 부동태막을 파괴하여 철근을 녹슬게 하고 녹의 팽창으로 균열발생 및 파괴를 초래합니다.

4) 골재 유동성

철근 순간격이 제대로 유지되는 경우 피복두께가 두꺼우면 조골재 유동성이 좋아 재료분리가 발생하지 않습니다.

 

결론적으로 콘크리트 부재설계시 피복두께가 두꺼우면 내화성, 내구성, 철근의 부착강도, 골재의 유동성은 좋아지나 콘크리트 타설시 콘크리트 충진에 의해 철근 이동위치가 변경되어 피복이 두껍게 되면 위에서 말한대로 구조적인 문제, 철근의 순간격 부족, 콘크리트 재료분리 발생, 온도균열 발생, 콘크리트 단면증대 문제 즉 철근이 과소하게 되어 연성파괴가 우려됩니다. 콘크리트 타설시 레미콘이 한쪽 방향으로 치우쳐 집중되지 않게 균등 배분하고 골고루 등분포시켜 타설하는 콘크리트 타설계획이 충분히 고려되어야 할 것입니다.