콘크리트 섬유가 프리캐스트 콘크리트 패널의 균열을 줄이는 방법

소개

균열은 프리캐스트 콘크리트 슬라브에서 가장 일반적인 품질 문제 중 하나입니다. 작은 표면 균열이라도 외관, 내구성 및 장기적인 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.- 왜 일부 프리캐스트 슬래브는 동일한 조건에서 균열이 발생하고 다른 일부는 안정적으로 유지됩니까?

콘크리트 섬유는 실용적인 솔루션을 제공합니다. 미세-강화 네트워크 역할을 하는 섬유는 수축을 제어하고 내부 응력을 분산시키며 초기 균열 형성을 제한하는 데 도움이 됩니다. 전통적인 강철 보강재와 비교하여 섬유의 효과는 고정된 위치에 국한되지 않고 콘크리트 매트릭스 전체에 걸쳐 확장됩니다. 섬유 강화는 현대 프리캐스트 슬래브 생산에 없어서는 안 될 부분이 되었습니다.

프리캐스트 콘크리트 패널에 균열이 발생하는 이유

프리캐스트 콘크리트 패널의 균열은 단일 요인으로 인해 발생하는 경우가 거의 없습니다. 보다 일반적으로 이는 재료 수축, 온도 변화, 구속 조건 및 다양한 생산 단계에서 작용하는 초기{1}}취급 부하의 결합 효과로 인해 발생합니다. 이러한 응력은 축적되어 결국 구조적으로 약한 위치에 해제되는 경향이 있습니다.

초기 플라스틱 수축

신선한 콘크리트는 특히 덥거나 건조하거나 바람이 많이 부는 환경에서 표면 수분을 빠르게 잃을 수 있습니다.

내부가 소성 상태를 유지하는 동안 표면층이 수축하기 시작하면 인장 응력이 발생하여 미세하고 불규칙한 "맵" 또는 "소성 수축" 균열이 발생합니다.

일반적인 기여 요인은 다음과 같습니다.

고온, 저습, 강풍, 직사광선 등으로 인해 표면의 수분이 급격히 손실됨

과도한 슬럼프 또는 불충분한 출혈로 인해 표면 보호막이 부족함

적시에 표면 피복재를 도포하지 않거나 미스트 경화를 하지 않음

경화 중 건조수축

경화 후에도 콘크리트는 계속해서 수분을 잃고 부피 수축이 발생합니다. 문제는 수축 자체가 아니라 수축을 억제하는 경우가 많습니다.

보강재, 내장 부품, 커넥터, 거푸집 마찰, 고르지 못한 내부-외부 건조 등은 모두 인장 응력 축적의 원인이 될 수 있습니다. 이 응력이 콘크리트의 인장 강도를 초과하면 관통-균열 또는 부분-깊이 균열이 발생할 수 있습니다.

이러한 유형의 균열은 일반적으로 다음에서 관찰됩니다.

수축 변형이 더 두드러지는 길고 가는 벽 패널 또는 얇은 패널

철근율이 낮거나 강성이 급격하게 변화하는 부위

코어와 표면 사이에 큰 습기 또는 온도 구배가 발생하는 패널

열팽창, 수축 및 온도 응력

시멘트 수화 과정에서 열이 발생하여 패널 내부 온도가 표면 온도 이상으로 상승합니다. 이는 낮과 밤의 온도 변동 또는 증기 경화 조건의 변화와 결합되어 온도 구배를 생성할 수 있습니다.

코어와 표면이 서로 다른 속도로 팽창하거나 수축하면 열 응력이 발생합니다. 이는 두꺼운 패널, 대형-형식 요소 또는 증기 경화 주기가 잘 제어되지 않는 경우 특히 중요합니다.

일반적인 징후는 다음과 같습니다:

조기-기간 균열, 특히 온도 차이가 클 경우

약한 선을 따라, 개구부 주변 또는 패널 가장자리 근처에서 균열 전파

초기-연령 처리, 탈형 및 스트레스 해소

생산 효율성을 향상시키기 위해 프리캐스트 패널은 콘크리트 강도가 아직 발달하는 초기 단계에 종종 탈형, 기울어짐, 인양됩니다.

국부적인 응력이나 충격 하중은 리프팅 지점, 가장자리, 모서리 및 중간{0}}범위 편향 영역 주변에서 발생하여 가는 균열, 모서리 균열 또는 가장자리 깨짐으로 이어질 수 있습니다.

일반적인 위험 요소는 다음과 같습니다.

조기 탈형 또는 불충분한 경화

부적절한 리프팅 포인트 레이아웃 또는 잘못된 리프팅 각도

특히 장거리 운송 중 진동 및 2차 충격

설계 세부사항에 따른 응력 집중

개구부, 날카로운 모서리, 내장된 플레이트, 슬리브 및 리프팅 앵커는 하중 경로와 강성 분포를 변경하여 국부적인 응력 집중 영역을 생성합니다.

평평하고 균일한 영역과 비교할 때 이러한 위치는 균열 시작점이 될 가능성이 더 높습니다. 추가적인 구조적 세부 사항이나 균열-통제 조치가 없으면 균열 위험이 크게 증가합니다.

고{0}}위험 영역은 일반적으로 다음과 같습니다.

문과 창문 개구부의 모서리(전형적인 응력 집중 지점)

내장된 구성 요소 또는 조밀한 삽입 레이아웃 주변 영역

리프팅 앵커 및 얇은 가장자리 부분 근처 구역

섬유가 프리캐스트 콘크리트 내부에서 작동하는 방식

섬유는 강철 보강재를 대체하기 위한 것이 아닙니다. 대신, 프리캐스트 요소 전체에 분산된 3차원 안전망처럼 작동하여 균열이 나타나기 전에 작동하고 균열이 시작된 후에도 계속 작동합니다. 콘크리트 내에 고르게 분산된 섬유는 고정된 철근 위치를 넘어 전체 매트릭스까지 지지력을 확장하는 미세{3}}보강 네트워크를 형성합니다. 수축, 온도 변화 또는 구속으로 인해 미세 균열이 발생하면 섬유는 이러한 균열을 스티치처럼 연결하여 성장을 늦추고 균열 폭을 제한합니다. 동시에 국부적인 인장 응력을 재분배하여 거푸집 제한, 내장 구성품 또는 고르지 못한 건조로 인한 응력 집중을 줄이고 모서리와 가장자리의 균열 위험을 낮추는 데 도움이 됩니다. 프리캐스트 제조업체의 경우 올바른 섬유 유형을 선택하고 적절한 사용량을 사용하면 재작업이 줄어들고 표면 마감이 더 깨끗해지며 전반적인 패널 품질이 더욱 일관되는 ​​결과를 얻을 수 있습니다.

프리캐스트 콘크리트 패널에 사용되는 섬유 유형

옳은 선택콘크리트 섬유"전체적으로 최고"에 관한 것이 아니라 중지하려는 균열에 섬유를 일치시키는 것에 관한 것입니다. 프리캐스트 생산에서 대부분의 섬유는 몇 가지 실용적인 범주에 속합니다.

콘크리트용 폴리프로필렌 섬유

100% 폴리에스터 합성재료로 만들어 독특한 공정으로 가공된 다발형 모노필라멘트 합성섬유는 고강도, 내식성, 고온 저항성, 강한 화학적 안정성, 아스팔트에 대한 강한 접착력 등의 장점을 가지고 있습니다. 아스팔트 콘크리트에 첨가하고 교반하면 섬유 모노필라멘트의 3차원 무작위 분포를 엄청나게 형성할 수 있으며, 이는 보강 및 가교 역할을 할 수 있어 아스팔트 혼합물의 기계적 특성을 효과적으로 개선하고 아스팔트 콘크리트의 균열을 방지합니다.

콘크리트용 강섬유

강섬유 강화 콘크리트는 일반 콘크리트에 무작위로 분포된 단전단 골판형 강섬유를 혼합하여 형성된 새로운 다상 복합재료입니다. 무작위로 분포된 전단 주름형 강섬유는 콘크리트 내 미세균열의 전파와 거대균열의 형성을 효과적으로 억제하여 콘크리트의 인장, 굴곡, 내충격 특성을 크게 향상시키고 우수한 연성을 나타냅니다.

폴리프로필렌 꼬이는 섬유

폴리프로필렌을 특수한 평행인발 및 비틀림 성형공법과 표면처리를 거쳐 제작한 제품으로 인장강도가 높고 콘크리트에 분산성이 좋으며 접착력이 강하여 시멘트 콘크리트의 균열보강용으로 적합합니다.

폴리아크릴로니트릴 섬유

폴리아크릴로니트릴 섬유는 아스팔트 콘크리트나 시멘트 콘크리트에 균열을 강화하고 방지하기 위해 사용되는 새로운 유형의 강화 섬유입니다. 폴리아크릴로니트릴 수지를 특수한 공정으로 제조한 합성섬유입니다.

섬유 및 플라스틱 수축 균열 제어

섬유가 적절한 경화를 대체할 수 있다고 가정

섬유는 미세 균열을 연결하고 균열 전파를 느리게 하는 데 도움이 되지만 초기 수분 손실로 인한 인장 응력을 막을 수는 없습니다. 프리캐스트 패널이 고온, 강풍 또는 낮은 습도에 노출되면 플라스틱 수축 균열이 계속 발생할 수 있습니다.-특히 노출된 대형 표면에서는 더욱 그렇습니다.

잘못된 섬유질 복용량

섬유는 미세 균열을 제어하는 ​​데 도움이 되지만 자체적으로 빠른 증발을 방지하지는 않습니다. 적절한 경화가 이루어지지 않으면 소성 수축 균열이 계속 발생할 수 있습니다. 적절한 경화는 여전히 첫 번째 방어선이며 섬유는 지원 수단으로 작용합니다.

섬유 볼링으로 이어지는 불량한 혼합

섬유를 너무 적게 사용하면 균열 제어가 제한되고, 섬유 함량이 너무 많으면 작업성이 떨어지고 공기가 갇히며 표면 마감 문제가 발생할 수 있습니다. 항상 섬유 공급업체의 권장 복용량 범위를 따르고 패널 두께, 표면 노출 및 취급 조건에 따라 조정하십시오.

마이크로섬유가 필요한 곳에 구조용 섬유 사용

많은 생산업체는 '더 높은-강도' 구조용 섬유에만 중점을 두고 있습니다. 그러나 초기-플라스틱 수축과 미세한 표면 균열은 조밀한 균열-브리징 지점을 신속하게 생성하는 마이크로섬유에 의해 더 잘 제어되는 경우가 많습니다. 구조용 섬유는 내충격성, 균열 후 인성 및 거시-균열 제어에 더 적합합니다. 섬유 선택의 불일치로 인해 "섬유를 사용했지만 여전히 균열이 나타납니다."라는 결과가 발생하는 경우가 많습니다.

패널 형상 및 구속 조건 무시

프리캐스트 패널은 균일하게 응력을 받는 평면 요소가 아닙니다. 모서리, 창문 및 문 개구부, 내장된 부품 주변 영역, 리프팅 지점 및 얇은 모서리 모두 응력 집중을 생성합니다. 거푸집 구속, 불균일한 철근 분포 및 차등 건조로 인해 인장 응력이 더욱 증폭됩니다. 이러한 중요 구역에서 설계 및 생산 관행을 최적화하지 않고 혼합 수준에서만 섬유를 추가하면 균열이 동일한 구역에 계속 집중될 가능성이 있습니다.

결론

프리캐스트 콘크리트 슬래브의 균열 제어는 단일 솔루션으로는 달성할 수 없습니다. 섬유는 콘크리트 혼합 설계, 경화 및 보강과 시너지 효과를 발휘하여 전반적인 성능을 향상시킵니다. 수축을 제어하고 내부 응력을 분산시키며 균열 전파를 제한함으로써 섬유는 프리캐스트 슬래브가 주조에서 설치까지 무결성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 품질, 외관 및 장기적인 내구성을 우선시하는 프리캐스트 부품 제조업체의 경우, 적절한 섬유 유형과 사용량을 선택하는 것은 결함을 줄이고 재작업 비율을 낮추며 생산 신뢰성을 향상시키는 실용적이고 효과적인 방법입니다.