freeze thaw resistance

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Freeze-Thaw Resistance

동결 융해 내구성

물이 얼면 약 9% 팽창합니다. 습기가 있는 콘크리트의 물이 얼면 콘크리트의 기공에 압력이 발생합니다. 발생한 압력이 콘크리트의 인장 강도를 초과하면 공동이 팽창하여 파열됩니다. 연속적인 동결-해동 사이클의 누적 효과와 페이스트 및 골재의 파괴는 결국 콘크리트의 팽창과 균열, 스케일링 및 무너짐을 유발할 수 있습니다.

포장도로용 제빙 화학물질에는 염화나트륨, 염화칼슘, 염화마그네슘, 염화칼륨 등이 있습니다. 이러한 화학 물질은 포장 도로에 떨어지는 강수량의 어는점을 낮춰줍니다. 최근의 추세는 비용을 절감하면서 성능을 개선하기 위해 이러한 물질을 다양하게 혼합하는 것이며, 모범 사례에 따르면 용액에 4% 이상의 용량을 사용하면 포장 표면의 스케일링 가능성이 줄어드는 경향이 있습니다. 고농도의 제빙제는 어는점을 크게 낮추어 포장 도로의 동결 및 해동 주기 노출 횟수를 줄여줍니다.

공항 포장과 같은 특수 용도의 제설제는 항공기 손상을 방지하기 위해 비염화물 소재가 필요합니다. 이러한 용도에 사용되는 제설제 목록에는 요소, 아세트산칼륨, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜이 포함됩니다.

모든 유형의 포장에 대한 스케일링 손상은 물리적 염분 공격으로 인해 발생하므로 이러한 응용 분야에서 우수한 내구성을 위해서는 고강도(4,000psi 이상), 낮은 투과성, 공기 혼입 콘크리트를 사용하는 것이 중요합니다.

Table 11-5 of Design and Control of Concrete Mixtures 15th edition

콘크리트 혼합물의 설계 및 제어 15판의 표 11-5 는 유효 온도에 대한 훌륭한 지침을 제공하며 콘크리트에 미치는 영향, 실제 온도 한계, 화학적 형태 및 금속 전위의 부식에 대한 내용을 포함하고 있습니다.

교량 상판 제빙에 사용되는 전도성 콘크리트에 대한 사례 연구를 보려면 여기를 클릭하세요.

D-균열 - 콘크리트 내 골재의 동결-해동 열화로 인해 발생하는 콘크리트 포장의 균열을 D-균열이라고 합니다. D 균열은 가로 및 세로 이음새와 평행한 좁은 간격의 균열 형성으로, 나중에 이음새에서 포장 패널의 중앙을 향해 바깥쪽으로 여러 개 이어집니다. D-균열은 특정 유형의 골재 입자의 핵심 특성과 포장 도로가 놓이는 환경의 함수입니다.

베이스 및 서브 베이스 층의 포장 아래에 물이 자연적으로 축적되기 때문에 골재는 결국 포화 상태가 될 수 있습니다. 그런 다음 동결 및 해동 주기로 인해 콘크리트 균열이 슬래브 바닥의 포화 골재에서 시작되어 마모 표면에 도달 할 때까지 위쪽으로 진행됩니다. 이 문제는 동결-해동 사이클에서 더 나은 성능을 발휘하는 골재를 선택하거나 한계 골재를 사용해야 하는 경우 최대 입자 크기를 줄임으로써 줄일 수 있습니다. 또한 포장 아래에서 고여 있는 물을 밖으로 배출하기 위한 효과적인 배수 시스템을 설치하는 것도 도움이 될 수 있습니다.

공기 혼입 Air  entrainment - 동결-해동 노출의 심각성은 미국 내 지역마다 다릅니다. 현지 기상 기록은 노출의 심각성을 판단하는 데 도움이 될 수 있습니다. 습한 상태에서의 동결 및 해동에 대한 콘크리트의 저항성은 의도적으로 공기를 혼입시킴으로써 크게 향상됩니다. 미세한 공기 공극은 동결 및 이동하는 물이 들어갈 수 있는 페이스트의 빈 공간 역할을 하여 기공의 압력을 완화하고 콘크리트 손상을 방지합니다. 투수성이 낮은 콘크리트(즉, 물-시멘트 비율이 낮고 양생이 적절한 콘크리트)는 동결-해동 사이클에 더 잘 견딜 수 있습니다. 드물게 공기 공극이 발생하여 압축 강도가 저하될 수 있습니다. 공극 클러스터링에 대해 자세히 알아보기.

콘크리트 스케일링 예방
스케일링은 콘크리트 표면의 거친 골재 입자를 둘러싸고 있는 표면 모르타르 또는 모르타르의 일반적인 손실로 정의됩니다. 이 문제는 일반적으로 동결 및 해동 주기와 제빙 화학 물질 사용으로 인한 수분 팽창으로 인해 발생하지만, 적절하게 지정, 생산, 마감 및 양생된 고품질 콘크리트는 이러한 유형의 열화를 겪을 필요가 없습니다. 스케일 방지 콘크리트 생산에는 뚜렷한 책임 사슬이 있습니다.

동결 온도.
콘크리트는 저온에서 강도가 매우 약해집니다. 따라서 새로 타설한 콘크리트는 시멘트 수화에 의해 콘크리트의 포화도가 충분히 감소할 때까지 동결되지 않도록 보호해야 합니다. 이 감소가 완료되는 시간은 콘크리트가 압축 강도 500psi에 도달하는 데 필요한 시간과 대략 일치합니다. 제빙기에 노출될 콘크리트는 동결 및 해동을 반복하기 전에 4,000psi의 강도에 도달해야 합니다.

콘크리트에서 플라이애시 사용 최적화 콘크리트에 플라이애시가 포함된 경우 추운 날씨와 겨울철 조건에서 작업하기가 어려울 수 있습니다. 특히 고층에서 사용할 경우 플라이애시 콘크리트는 일반적으로 경화 시간이 길어지고 강도 증가가 느려져 초기 강도가 낮고 시공 속도가 지연됩니다. 또한 플라이애시가 포함된 콘크리트는 제빙 화학물질에 노출될 때 포틀랜드 시멘트 콘크리트보다 표면 스케일링에 더 취약한 것으로 보고되고 있습니다. 따라서 플라이 애쉬의 양을 조절하여 단점을 최소화하고 장점을 극대화하는 방법을 아는 것이 중요합니다.

베이뷰 고층 아파트의 건축가는 콘크리트 사양, 공사 일정 및 온도의 요구 사항에 따라 플라이 애쉬의 양을 최적화했습니다. 그는 겨울철에 타설되는 슬래브의 플라이애시 양을 20%로 제한했습니다. 적절한 양생이 제공되지 않거나 제빙제 염이 있는 상태에서 콘크리트가 동결 및 해동에 노출되는 경우, 플라이 애쉬의 양은 항상 25% 미만으로 유지해야 합니다. 콘크리트에서의 플라이애시 사용 최적화에 대해 자세히 알아보세요.

출판물
노출 환경과 원하는 특성에 따라 콘크리트마다 다른 수준의 내구성이 필요합니다. 내구성 콘크리트 사양가이드, EB221은 실무자가 다양한 환경에서 내구성 콘크리트를 달성하기 위해 재료를 선택하고 설계 매개변수를 혼합할 수 있도록 충분한 정보를 제공하기 위한 것입니다.

콘크리트에서의 플라이애시 사용 최적화에서는 콘크리트에 낮은 수준에서 매우 높은 수준의 플라이애시를 사용하는 것과 관련된 문제를 논의하고 건설 공정이나 완제품의 품질에 영향을 주지 않으면서 플라이애시를 사용할 수 있는 지침을 제공합니다. ASR 완화, 염화물 저항성 및 친환경 건축을 위해 플라이애시 콘크리트를 보다 까다롭게 적용하는 몇 가지 사례 연구를 선정했습니다.



동결 및 해동에 대한 내성: 가장 잠재적으로 파괴적인 풍화 요인은 콘크리트가 젖은 상태에서 동결 및 해동하는 것, 특히 제빙 화학 물질이 있는 경우입니다. 열화는 물의 동결 및 그에 따른 페이스트, 골재 입자 또는 둘 다의 팽창으로 인해 발생합니다.

공기가 포함된 혼합물을 첨가하고 철저한 혼합을 통해 얻은 미세 기포가 적절하게 형성되면 콘크리트는 동결 및 해동에 대한 저항성이 높아집니다. 콘크리트 내부의 미세한 기포는 물이 얼음으로 팽창하는 것을 수용하여 내부에서 발생하는 압력을 완화합니다. 물-시멘트질 비율이 낮은 콘크리트(0.40 이하)는 물-시멘트질 비율이 높은 콘크리트(0.50 이상)보다 내구성이 높습니다. 물-시멘트질 비율이 낮고 공기 함량이 5~8%인 공기 혼입 콘크리트는 공기 공극이 적절히 분포되어 있어 수많은 동결 및 해동 사이클을 문제 없이 견딜 수 있습니다.