Minimum cover(최소피복두께), cmin

4.4.1.2 Minimum cover, cmin

(5) The minimum cover values for reinforcement and prestressing tendons in normal weight concrete taking account of the exposure classes and the structural classes is given by Cmin,dur.

Note: Structural classification and values of Cmin,dur for use in a Country may be found in its National Annex.
The recommended Structural Class (design working life of 50 years) is S4 for the indicative concrete strengths given in Annex E and the recommended modifications to the structural class is given in Table 4.3N. The recommended minimum Structural Class is S1.

 

The recommended values of Cmin,dur are given in Table 4.4N (reinforcing steel) and Table 4.5N (prestressing steel).

 

Table 4.3N: Recommended structural classification

Structural Class

Criterion	Exposure Class according to Table 4.1
	X0	XC1	XC2 / XC3	XC4	XD1	XD2 / XS1	XD3/XS2/XS3
Design Working Life of 100years	increase class by 2	increase class by 2	increase class by 2	increase class by 2	increase class by 2	increase class by 2	increase class by 2
Strength Class 1) 2)	≥ C30/37 reduce class by 1	≥ C30/37 reduce class by 1	≥ C35/45 reduce class by 1	≥ C40/50 reduce class by 1	≥ C40/50 reduce class by 1	≥ C40/50 reduce class by 1	≥ C45/55 reduce class by 1
Member with slab geometry (position of reinforcement not affected by construction process)	reduce class by 1	reduce class by 1	reduce class by 1	reduce class by 1	reduce class by 1	reduce class by 1	reduce class by 1
Special Quality Control of the concrete production ensured	reduce class by 1	reduce class by 1	reduce class by 1	reduce class by 1	reduce class by 1	reduce class by 1	reduce class by 1

Notes to Table 4.3N
1. The strength class and w/c ratio are considered to be related values. A special composition (type of  cement, w/c value, fine fillers) with the intent to produce low permeability may be considered.
2. The limit may be reduced by one strength class if air entrainment of more than 4% is applied.

 

Table 4.4N: Values of minimum cover, Cmin,dur, requirements with regard to durability for reinforcement steel in accordance with EN 10080.

Environmental Requirement for Cmin dur (mm)

Structural Class	Exposure Class according to Table 4.1
	X0	XC1	XC2/XC3	XC4	XD1/XS1	XD2/XS2	XD3/XS3
S1	10	10	10	15	20	25	30
S2	10	10	15	20	25	30	35
S3	10	10	20	25	30	35	40
S4	10	15	25	30	35	40	45
S5	15	20	30	35	40	45	50
S6	20	25	35	40	45	50	55

 

Table 4.5N: Values of minimum cover, Cmin,dun requirements with regard to durability for prestressing steel

Structural Class	Exposure Class according to Table 4.1
	X0	XC1	XC2/XC3	XC4	XD1/XS1	XD2/XS2	XD3/XS3
S1	10	15	20	25	30	35	40
S2	10	15	25	30	35	40	45
S3	10	20	30	35	40	45	50
S4	10	25	35	40	45	50	55
S5	15	30	40	45	50	55	60
S6	20	35	45	50	55	60	65

 

 

 

 

Annex E (Informative)
Indicative strength classes for durability
E.1 General
(1) The choice of adequately durable concrete for corrosion protection of reinforcement and protection of concrete attack, requires consideration of the composition of concrete. This may result in a higher compressive strength of the concrete than is required for structural design.
The relationship between concrete strength classes and exposure classes (see Table 4.1) may be described by indicative strength classes.
(2) When the chosen strength is higher than that required for structural design the value of fctm should be associated  with the higher strength in the calculation of minimum reinforcement  according to 7.3.2 and 9.2.1.1 and crack width  control according to 7.3.3 and 7.3.4.
Note: Values of indicative strength classes for use in a Country may be found in its National Annex. The recommended values are given in Table E.1 N.

Table E.1 N: Indicative minimum strength class

 

Exposure Classes according to Table 4.1

Corrosion
	Carbonation-induced corrosion				Chloride-induced corrosion			Chloride-induced corrosion from sea-water
	XC1	XC2	XC3	XC4	XD1	XD2	XD3	XS1	XS2	XS3
Indicative minimum strength class	C20/25	C25/30	C30/37		C30/37		C35/45	C30/37	C35/45

Damage to Concrete
	No risk	Freeze/Thaw Attack			Chemical Attack
	X0	XF1	XF2	XF3	XA1	XA2	XA3
Indicative minimum strength class	C12/15	C30/37	C25/30	C30/37	C30/37		C35/45

 

 

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Structural Class as per Eurocode

Design Working Life Category	Design Working Life	Example Structure
1	< 10	Temporary structures
2	10 to 25	Replaceable structural parts; gantry girders, bearings
3	15-30	Agricultural and similar structures
4	50	Building structures and other similar structures
5	100	Monumental buildings, bridges, and other civil engineering structures
6	> 100	Special structures

 

 

KDS 24 14 21 콘크리트교 설계기준(한계상태설계법)

 

4.4 내구성 및 피복두께

 

4.4.1 일반 사항

 

표 4.4-1 노출환경등급에 따른 최소 콘크리트 기준압축강도

노출환경 (표 4.4-2)	부식
	탄산화에 의한 부식				염화물에 의한 부식			해수의 염화물에 의한 부식
	EC1	EC2	EC3	EC4	ED1	ED2	ED3	ES1	ES2	ES3
최소 콘크리트 기준압축강도(MPa)	21	24	30		30		35	30	35

노출환경 (표 4.4-2)	콘크리트의 손상
	위험 없음	동결/융해 침투				화학적 침투
	E0	EF1	EF2	EF3	EF4	EA1	EA2	EA3
최소 콘크리트 기준압축강도(MPa)	18	24		30		30		35

노출환경등급에 따른 최소 콘크리트 기준압축강도는 Euro Code 1992 Annex E (Informative)

Exposure Classes according to Table 4.1을 참고 한 것으로 보인다.

 

 

표 4.4-4 철근 및 프리스트레싱 강재의 내구성을 고려한 최소피복두께, tc,min,dur (mm)

강재 종류	노출등급
	E0	EC1	EC2/EC3	EC4	ED1/ES1	ED2/ES2	ED3/ES3
철근	20	25	35	40	45	50	55
프리스트레싱 강재	20	35	45	50	55	60	65

 

Euro Code 1992 

Table 4.4N: Values of minimum cover, Cmin,dur, requirements with regard to durability for reinforcement steel in accordance with EN 10080.

Environmental Requirement for Cmin dur (mm)

 

Structural Class S4는 Design Working Life가 50인데 우리 설계기준에서 교량은 내구수명을 100년으로 본 중요한 구조물로 보고 Structural Class S4에서 2 등급 올린 Structural Class S6를 사용한 것 으로 추정된다.

 

구조물의 내구등급	구조물의 내용	목표내구수명
1등급	특별히 높은 내구성이 요구되는 구조물	100년
2등급	높은 내구성이 요구되는 구조물	65년
3등급	비교적 낮은 내구성이 요구되는 구조물	30년

 

여기서 궁금한점.

콘크리트 표준시방서 해설 2009에서는 다음과 같이 표면 염화물 농도를 제안하고 있다.

해설 표 17.1 17.2표면 염화물 농도 제안값(kg/m3)

구분	서남해안	동해안
간만대	18.0	13.0
물보라지역	7.5	13.0
해상대기중	5.0	7.0
해안선부근	5.0	7.0
100m	2.0	4.5
200m	1.5	3.0
500m		2.5
1000m		1.5

서남해안과 동해안의 구분은 부산지역으로 한다.

 

설계기준에 따라 피복을 적용하면 염소이온침투해석을 통해 내구수명 100년을 만족하는 것으로 이해되는데

KDS기준이 Euro Code와 같은 최소 피복 값을 가지고 있다.

그러면 Euro Code는 어떤 시멘트를 적용하고, 표면염화물이온 농도를 얼마를 적용하였을 때 최소 피복 값을 계산한 것일까? 그리고 KDS기준은 과연 최소 콘크리트 강도와 최소 피복을 만족하면 내구수명 100년을 만족할 수 있을까?

 

염해지역의 경우 염소이온침투해석을 해보면 보통시멘트로는 피복을 만족하지 못해서 3성분계시멘트를 적용했던 기억이 있는데 시공할때 염소이온침투해석을 통해 시멘트 종류를 바꾸어야 하는 것인지 궁금하다.

 

2022.07.04 - [ 업무관련] - 콘크리트의 염해 내구성 평가(KDS 14 20 40_2021)

콘크리트의 염해 내구성 평가(KDS 14 20 40_2021)