▣ 구조물의 내구성에 관한 고찰

1) 콘크리트 구조물의 내구성

콘크리트의 내구성은 “동결융해, 한서, 건조습윤 등이 반복적으로 작용하는 기상작용을 비롯하여 황산염, 산류 등의 화학물질에 의한 침식작용, 차륜과 유수, 유사 등에 의한 마모작용, 탄산화, 철근의 부식, 반응성골재 등에 의한 화학작용, 기타 콘크리트 사용상 발생하는 여러 종류의 성능저하 작용이 장기간에 걸쳐 저항하는 성질”로 정의된다.  즉, 콘크리트에 손상을 미치는 환경이나 사용조건의 영향에 대하여 장기간 성능저하 없이 견딜 수 있는 콘크리트의 성능을 내구성이라 부른다.  콘크리트는 제조 때부터 사용기간 동안 외력과 환경에 의해 끊임없이 영향을 받는다.  따라서 콘크리트의 성능저하에 영향을 미치는 인자는 매우 많고 또한 복합적으로 작용하며 그 증상도 매우 다양하게 나타난다.  그림 3은 철근콘크리트의 일반적인 성능저하 원인과 증상을 나타낸 것으로 콘크리트 성능저하에 따른 대표적 증상은 균열과 철근부식이며 최종적인 증상이 피복 콘크리트의 박리이다.  즉, 각기 다른 원인에 의해 발생한 균열로부터 수분과 산소가 철근부위에 공급되면 철근에 부식이 발생하게 되어, 부식에 따른 철근의 체적팽창으로 콘크리트의 균열은 더욱 성장하게 된다.  한편, 화학적 작용 등에 의한 철근의 부식은 피복 콘크리트에 균열을 발생시키고 발생된 균열에 의해 수분과 산소의 공급이 용이해져 부식이 더욱 촉진된다.  이와 같이 조적벽체나 콘크리트의 균열과 내구성은 상호 밀접한 관계가 있으므로 조적벽체나 철근 콘크리트구조의 유지관리는 피복 콘크리트의 균열 발생을 억제하고 일단 발생한 균열을 효과적으로 보수·보강하여 콘크리트의 내구성을 계속적으로 유지하는데 주안점이 두어져야 한다.

< 그림 3 >  콘크리트 성능저하 기구

2) 콘크리트의 성능저하 원인별 고찰

콘크리트의 성능저하를 일으키는 요인은 매우 많지만 신축된 지 수년이 경과한 경우의 대표적인 성능저하 요인은 기상작용, 화학작용, 물리적 작용 및 하중의 변화 등이 있으며, 중요한 성능저하 원인은 다음과 같다.

가) 건조수축

콘크리트는 수분을 흡수하면 팽창하고 건조하면 수축한다. 이것은 시멘트 페이스트가 팽창하고 수축하기 때문이다. 즉, 시멘트 페이스트는 주위의 습도가 높을 때는 수분을 흡수하여 팽창하고, 주위의 습도가 낮을 때는 수분을 방출하여 수축한다. 그러므로 콘크리트 속에서 자유로이 이동할 수 있는 물이 적을수록, 또 경화한 시멘트 페이스트 속의 공극이 적을수록 팽창과 수축은 적게 일어난다. 경화한 시멘트 페이스트 속의 공극이 같다면 시멘트 페이스트의 양이 적을수록 팽창과 수축은 적게 일어난다. 건조수축에 의해 체적의 변화가 일어나면 구조물의 균열이 발생하게 되어 내구성의 저하를 가져오게 된다.

나) 온도 변화

콘크리트는 온도가 올라가면 팽창하고 온도가 내려가면 수축한다. 온도에 의한 수축이 건조수축과 동시에 일어나면 더욱 심한 균열을 유발시킨다. 온도의 변화는 대기온도의 변화와 구조적 내부온도의 변화를 들 수 있다. 대기온도의 변화는 구조물의 형상이나 체적을 변화시킬 수 있으며, 그러한 변화들이 구조물에 의해 구속된다면, 인장응력이 발생되고, 따라서 구조물에 균열이 발생하게 된다. 특히, 부정정 구조물에서 온도 변화로 인한 변형은 부재에 해로운 응력을 일으킨다. 즉, 라멘, 아치 등의 부정정 구조물에서는 온도변화로 인한 신축 때문에 온도응력이 발생하게 하여 구조물에 큰 손상을 줄 수 있다.

다) 콘크리트의 수분흡수

정도의 차이는 있으나, 콘크리트는 본질적으로 다공질이기 때문에 수분의 흡수 및 투수가 가능한 물성을 가지고 있다. 실제의 구조물을 동일한 시공관리자와 설계도면 및 재료를 사용하여 시공한 경우라도 어떤 부분은 심하게 성능저하가 발생되는 반면, 어떤 부분은 매우 안전한 상태인 경우를 자주 접하게 된다. 이러한 문제의 발생은 주로 동일 구조물에서 부분적인 수분 흡수량의 차이에 의해 발생한다. 흡수 수량이 증가하면 부풀음(swelling)이 일어나는데, 구조물에 의해 부풀음이 제한을 받게 되면 구조물 상에 균열(crack)과 박리(spalling)가 발생하게 된다.

라) 철근의 부식

철근 콘크리트 구조물에서 여러 가지 원인에 의해 철근이 부식될 경우, 침식에 의해 생성된 산화물의 체적은 원래 철근의 약 2.5배 정도가 되어, 콘크리트 피복에 발생되는 균열과 박리의 원인이 된다. 대표적인 철근부식은 화학작용에 의한 부식과 전기적 작용에 의한 부식을 들 수 있다. 화학작용에 의한 부식은 물과 공기의 산화작용에 의한 부식이며, 전기적 작용에 의한 부식은 존재하는 수분이 염분을 포함하고 있는 경우, 콘크리트가 전기적 유도체가 되어 갑작스럽게 철근의 부식을 일으키게 하는 전기적 반응을 의미한다.

마) 화학반응

화학작용은 체적팽창을 유발시키는 알카리-골재반응이나, 콘크리트가 알카리성을 잃게 되는 중성화, 염화물 및 해수의 화학작용 등을 들 수 있다.

(1) 알카리-골재반응

알카리-골재반응이란 콘크리트 내의 알카리와 골재의 활성 실리카 성분의 화학반응이며, 콘크리트 내 수산화물과 골재 속의 실리카 무기물이 접촉함으로써 시작된다. 반응이 시작되면, 알카리-실리카 겔이 형성되고, 골재의 체적변화를 유발시킴으로서, 무한대의 체적팽창을 유발시키게 된다. 그 결과 성능저하의 기본 증상들인 균열(crack), 박리(spalling), 표면붕괴(dis-integration)가 일어나게 된다. 알카리-골재반응에 영향을 주는 요인은 활성 실리카의 성질, 활성실리카의 양, 활성재료 입자의 크기, 사용한 알카리의 양 등이다.

(2) 탄산화

탄산화는 콘크리트가 공극중의 이산화탄소에 의해, 표면으로부터 산화되기 시작하여 염기성(pH=12∼13 정도)을 소실하게 되는 pH=8∼10 정도의 탄산칼슘으로 변화하는 현상을 말한다. 이러한 중성화 반응은 시간의 경과에 따라 진행이 되므로 완전하게 억제할 수는 없다. 콘크리트 속에 묻혀있는 철근은 콘크리트의 염기성에 의해서 부식현상으로부터 보호되고 있으나 중성화가 이루어지면 철근이 부식하게 되고, 이러한 철근의 부식은 체적의 증가를 보여서 콘크리트 내부에 균열을 발생시킨다. 철근부식에 의해 예상되는 피해로는 철근의 부착강도의 감소, 철근 피복 콘크리트의 박리현상, 철근 단면적의 감소에 의한 저항모멘트의 저하 등이다. 따라서 탄산화작용은 철근 콘크리트 구조물이 내구성과 안정도에 큰 손상을 초래할 수 있다. 탄산화 속도에 영향을 미치는 요인은 외부의 습도, 온도, 이산화탄소의 농도, 구조물의 설치방위(실외에서 남쪽면, 서쪽면의 중성화가 깊이 일어난다.), 시멘트, 골재, 혼화제 등의 재료성질 그리고 물시멘트비, 단위수량, 슬럼프 값, 타설, 다짐방법, 양생 등의 시공조건을 들 수 있다.

바) 동결융해

동결에 의한 성능저하는 콘크리트가 수분을 흡수한 경우 외부온도가 빙점에 도달하게 되면, 콘크리트 내의 수분이 얼게 되고, 그 결과 빙압이 발생되어 콘크리트 표면에 표면붕괴 현상이 발생되는 단계를 일컬으며, 융해에 의한 성능저하란, 콘크리트 표면의 온도가 빙점 이상으로 올라갈 때 균열표면이 박리하는 단계를 칭한다. 이와 같은 동결과 융해의 부족이 되풀이되는 과정에서 그 성능저하의 정도는 매우 심각하게 된다.

사) 충격파

시멘트 벽돌 및 콘크리트는 취성재료이기 때문에 충격이나 충격파를 받을 때 박리를 일으키게 되는데, 이는 콘크리트가 여러 가지 다른 물질(골재, matrix, 철근)로 구성되어 있어서 충격파의 전위속도가 다르기 때문이다. 평시에 발생되는 충격파의 대표적인 예는 사고에 의한 충격과 항타, 발파 등이 있다.

아) 화학적 침식

황산, 염산 등의 강한 무기산은 시멘트 수화물을 분해시켜 콘크리트를 현저하게 침식시키며, 초산 등의 유기산도 무기산에 비해 침식력은 약하지만 콘크리트 수화물을 침식시킨다. 특히, 황산염은 시멘트 수화에 의해 생성된 수산화칼슘과 반응하여 황산칼슘(석고)을 생성하여 체적을 증대시키고 생성된 석고는 시멘트 중의 C3A와 반응하여 칼슘설퍼 알루미네이트를 생성하여 현저한 체적팽창에 의해 콘크리트의 붕괴를 촉진한다.

3) 성능저하 현상

콘크리트 구조물에 있어서, 같은 요인으로부터 성능저하가 발생하기 시작했어도 주위의 현상이나, 구조물의 용도에 따라 그 성능저하의 양상은 달라진다. 그러나 기본적인 성능저하 증상은 뚜렷하게 구별되므로 그에 대한 구별을 통해 많은 성능저하현상의 원인을 추정할 수 있다.

가) 균열(crack)

콘크리트 성능저하에 따른 대표적 증상은 균열이며, 여러 원인에 의해 발생한 균열은 수분과 산소 등 철근 부식을 촉진하는 물질의 이동 통로가 되어 철근의 부식을 촉진하고 부식에 따른 철근의 체적 팽창으로 콘크리트의 균열은 더욱 성장하게 되는 등 내구성 전반에 심각한 영향을 미친다. 또한 조적조인 경우 수분과 시멘트가 반응하여 백태현상이 발생하기도 한다.

- 미세균열 : 0.1㎜ 이하

- 중간균열 : 0.1∼ 0.7㎜ 이하

- 대형균열 : 0.7㎜ 이상

나) 박리 (spalling)

철근부식의 정도가 심하면 박리 현상이 나타나며, 이 경우의 특징은 박리가 철근에 평행하다는 것이다. 이에 반하여 열대지역이나 다습한 환경에서의 박리는 일정하지 않게 나타나며, 동결융해에 의한 박리 현상은 주로 외부에 노출된 부분에서 전체적으로 발생하는 특징이 있다. 박리가 발생되는 주요원인으로는 콘크리트의 수분흡수, 철근의 부식, 알칼리골재반응, 중성화. 동결융해, 충격파 등을 들 수 있다.

- 경미한 박리 : 0.5㎜

- 중간정도의 박리 : 0.5㎜∼1.0㎜

- 심한박리 : 1.0㎜∼25.0

- 극심한 박리 : 25.0㎜ 이상으로 조골재 손실

다) 표면붕괴(disintegration)

동결융해나 알칼리-골재반응과 같이 체적의 변화가 표면에서 일어나는 경우 표면붕괴가 발생하는데, 동결융해의 경우는 외부에 노출된 곳에서 전체적으로 나타나는 특징이 있다.

라) 균열부위의 누수 및 녹물 발생

균열이 부재 단면을 관통하거나 보강 철근이 현저하게 녹슬었을 경우 균열 부위나 취약부분에서 누수현상이 발생하거나 철근 녹이 유출되어 벽체 등을 오염시킬 수 있다.

마) 박락

철근이 녹슬어 팽창하여 철근을 덮고 있는 콘크리트가 원형으로 떨어지는 생태로서 층분리 현상의 진전된 현상, 동결, 융해작용 등에 따라 표면이 떨어지는 상태, 모르타르, 타일 등이 떨어지는 상태 등을 말한다.

- 소형박락 : 깊이 25㎚이하 또는 직경 150㎚ 이하

- 대형박락 : 깊이 25㎚이상 또는 직경 150㎚ 이상

바) 균열의 발생원인 추정과 보수 ․ 보강방법 검토

구조물의 성능저하에 따른 대표적인 증상은 균열이다. 구조물에 발생하는 균열은 구조물의 내력, 내구성, 방수성 등 모든 기능을 저하시키는 주요 원인이 되므로 구조물의 유지관리는 균열발생을 억제하고 발생한 균열에 대해서는 효과적으로 보수·보강하는데 있다. 이를 위해서는 발생한 균열의 특성을 조사하고 원인을 추정하는 것은 중요하다. 철근콘크리트 구조물의 균열발생 원인을 표 3에 조적벽체의 균열발생 원인을 표 4 및 표 5에 나타내었다.

< 표 3 >  철근콘크리트 구조물의 균열발생원인

구분	균열의 원인	균열의 특징
A. 콘 크 리 트 의 재 료 성 질 에 관 계 된 사 항	A1 시멘트의 이상응결	폭이 크고 짧은 균열이 비교적 빨리 불규칙하게 발생
	A2 콘크리트의 침하 및 블리이딩(bleeding)	타설 후1-2시간에서 철근의 상부와 벽과 상판의 경계등에서 단계적으로 발생
	A3 시멘트의 수화열	단면이 큰 콘크리트에서 1-2주간 지난 후부터 직선상의 균열이 대략 등간격으로 규칙적으로 발생. 표면만의 것과 부재를 관통하는 것이 있다.
	A4 시멘트의 이상팽창	방사형의 망상모양의 균열 발생
	A5 골재에 함유되어 있는 이분	콘크리트 표면의 건조에 따라서 불규칙하게 망사의 균열이 발생
	A6 반응성 골재 또는 풍화암의 사용	콘크리트 내부로부터 구갑상으로 발생, 다습한 곳이 많다.
	A7 콘크리트의 경화, 건조수축	2-3개월후부터 발생하고 차차로 성장. 개구부나 기둥, 보로 둘러싸인 우각부에 경사균열이, 세장한 균열이 상판, 보 등에서 수직하게 발생
B. 시 공 성 에 관 계 된 사 항	B1 혼화재의 불균일한 분산	팽창성인 것과 수축성인 것이 있어 부분적으로 발생
	B2 장시간의 비비기	전면에 망상 또는 길이가 짧은 불규칙한 균열이 발생
	B3 펌프 압송시의 시멘트량, 수량의 증가	A2와 A7의 균열이 발생하기 쉬움
	B4 타설 순서의 실수	B7과 B8의 원인이 됨
	B5 급속한 타설 속도	B9과 A2의 균열이 원인이 됨
	B6 불충분한 다짐	표면에 곰보가 생기기 쉽고, 각종균열의 기점이 되기 쉽다.
	B7 배근의 이동, 철근의 피복두께의 감소	슬래브에서는 주변에 따라 구상으로 발생 배근, 배관의 표면에 발생
	B8 이음처리의 부정확	이음부분에서의 균열이 생김

< 계 속 >

구분	균열의 원인	균열의 특징
B. 시 공 성 에 관 계 된 사 항	B9 거푸집의 변형	거푸집이 움직인 방향으로 팽팽하게 부분적으로 발생
	B10 누수 (거푸집이나 지반으로부터)
	B11 거푸집 지지틀의 침하	상판과 보의 단부상단 및 중앙부 하단 등에 발생
	B12 거푸집의 조기제거	콘크리트 강도부족에 의한 균열, A7의 영 향도 크게 됨
	B13 경화전의 진동과 재하	D의 외력에 의한 균열과 동일
	B14 초기 양생중인 급격한 건조	타설 직후, 표면의 각 부분에 짧은 균열이 불규칙하게 발생
	B15 초기동해	가느다란 균열, 탈형하면 콘크리트면이 하얗게 됨
C. 외 적 요 인 에 관 계 된 사 항	C1 환경온도, 습도의 변화	A7의 균열과 유사. 발생한 균열은 습도 변화에 따라 변동
	C2 부재양면의 온ㆍ습도차	저온측 또는 저습측의 표면에 휨 방향과 직각으로 발생
	C3 동결ㆍ 융해의 반복	표면이 부풀어 올라서 부슬부슬 떨어지게 됨
	C4 동상	D의 외력에 의한 균열과 같은 상태
	C5 내부 철근의 녹	철근을 따라 큰 균열이 발생. 피복 콘크리트가 탈락하고 큰 균열이 발생
	C6 화재ㆍ표면가열	표면 전체에 가느다란 구갑상의 균열이 발생
	C7 산ㆍ염류의 화학작용	표면이 침식되고, 팽창성 물질이 형성되어 전면에 균열이 발생
D. 하 중 에 관 계 된 사 항	D1 하중 (설계하중이내의 경우)	주로 휨하중에 의해 보나 슬래브의 인장측에 수직으로 균열이 발생
	D2 하중 (설계하중을 초과하는 경우)	D1, D3과 같은 형태의 균열이 발생
	D3 하중 (주로 지진에 의한 경우)	전단하중에 의해서 기둥, 보, 벽 등에 45°방향으로 균열이 발생
	D4 단면, 철근량 부족	D1과 D2와 같은 형태, 상판과 채양 등에서 처짐 방향으로 평행한 균열이 발생
	D5 구조물의 부동침하	45°방향에 큰 균열이 발생

< 표 4 >  구조적 결함에 의한 조적벽의 군열발생 원인

균열방생원인		내 용
구조적 결함에 의한 원인	풍하중에 의한 영향	축방향 처짐과 응력이 발생하며 응력은 골조에서 조적벽으로 전달된다. 이 응력 전달에 의해 조적벽에 과도한 응력이 작용하게 되면 균열이 발생하게 된다.
	기초의 변동	구조물의 기초를 고정함으로써 조적조는 높은 응력을 받게 되고 이에 의해 균열이 발생하게 된다. 이러한 응력과 균열은 풍하중으로 나타나는 현상과 비슷하다. 또한, 균열의 분포는 다르나 기초가 이동함으로써 발생한 균열은 구조물의 높이를 통하여 위쪽으로 번져 나가지만, 바람의 이동에 의해 발생한 균열은 구조물의 꼭대기에서 아래쪽으로 크게 증가된다.
	구조체의 수축	수축은 크리프와 비슷하지만, 콘크리트 구조물의 4∼5년 동안에서만 발생하고 그 이후에는 발생하지 않는다. 표면이 축소되지 않고 골조가 축소되는 현상은 골조에서 표면으로 하중이 작용하여 벽돌조에서 응력과 큰 피해를 초래하게 된다.
	부동침하	일반적으로 벽체의 강도는 조적단위재료의 접착강도에 좌우되므로 압축강도에 비하여 인장강도는 매우 낮은 편이다. 즉, 기초구조의 부동침하가 작용할 경우 조적벽에 인장응력이 작용하게 되므로 이에 의한 균열이 발생하게 된다.
	하 중	벽체에 전달되는 하중은 독립기둥 또는 특히 집중하중을 받는 부재를 제외하며 하중은 벽체상부에서 하부로 고르게 분산된다. 즉, 층보나 기둥보가 일정한 간격으로 배치되면 이 하중은 45°각도의 사선방향안에 고루 분포되면서 하부에 전달되는 것으로 간주된다. 이들 하중이 지나치게 편중되거나, 과도한 경우에 균열이 발생하게 된다.
설계, 시공불량에 의한 원인	내력부족 및 불균형	벽체의 개구부로 하여금 내력벽이 내력균형을 이루지 못할 경우 균열발생의 원인이 된다. 단위평면상에 개구부의 배치가 균등하지 못할 때, 내력벽의 배치가 균열을 일으키기 쉽고 이로 인하여 상부하중이 편중되는 경우가 많다. 따라서, 벽체의 길이에 대한 온도변화에 따른 벽체의 부피 변화율의 차이에 의하여 균열이 발생하게 된다. 또한, 개구부와 개구부 사이에 있는 내력벽의 길이가 높이에 비해 작을 때에는 그 벽체에 미치는 휨력 때문에 벽체 상, 하단에 균열이 발생되며 내력벽은 평면상이나 입면상에서도 균형있게 배치되어야 한다.
	시공불량	불합리한 시공, 즉 줄눈모르터와 개체와의 부착력이 불량하거나 시공의 부실로 줄눈 강도가 기준강도에 미흡하면 계획된 일체식 구조는 소단위 구조체의 집합구조물이 된다. 이와같은 경우에는 수직하중에 대해서는 어느정도 안전을 유지할 수 있으나 수평하중에는 접합부를 통해서 더욱 균열이 진전되어 심하면 붕괴하게 된다.

< 표 5 >  조적벽체의 균열발생 형태별 원인

균열 형상	균열발생 원인
수직형 균열	- 시멘트 벽돌조의 비내력 벽체에서 주로 발생하며 벽돌체의 강도 부족이 주 원인으로 작용한다. - 온도변화에 따른 개구부 주위와 벽면과의 온도차로 인한 균열현 상으로 하부하중 창틀에 걸리고 있는 균열 현상 - 이질재료의 수축율 차이 - 건물 외부기온 변화에 따른 신축율의 차이 - 조적재료의 접착강도와 내부응력에 대한 내력 부족 - 개구부에서는 인방구조처리가 미비한데서 기인하며 주위 벽체의 온도차가 타부분 보다 클 경우
수평형 균열	- 수직, 수평형균열의 분포는 중앙에서 주변으로 방향을 향하는 경 우가 많다. - 창문과 창문사이 벽체의 길이에 비해 벽체 두께가 작을 때, 즉 건물내부의 대린벽 유무에 따른 단위벽의 높이가 길이보다 클 경우 - 개구부를 중심으로 벽체의 단부가 노출된 상태 - 창문 상부하중이 창 윗틀에 집중되어 일어나는 현상 - 벽체에 휨응력이 작용하거나 자체 내력부족, 이질재료를 사용한 경우 - 개구부에서는 창문과 창문 사이벽이 창문나비보다 적을 때 인접 된 창대나 인방을 중심으로 발생하거나 출입문 개폐시의 진동에 의한 영향, 개구부 주위의 벽체 온도차로 인한 수축작용
경사형 균열	- 편중하중으로 인한 벽량 부족현상과 벽돌의 강도 부족 - 창문 상부에 부분하중이 창선대로 집중될 경우 발생 - 개구부 주위와 벽면과의 온도차로 인한 균열현상과 또한 상부하 중이 창틀에 걸리고 있는 현상 - 창선대를 통하여 전달되는 하중에 대한 내력부족 - 창문의 안방구조가 부실하여 창틀에 하중이 집중되거나 창선대 를 통하여 허리벽으로 하중이 전달될 때
계단형 균열	- 기초지반의 부동침하 혹은 구조부의 편중으로 인한 현상 - 조적단위 재료의 강도가 접착강도 보다 클 때
수직, 수평균열의 복합(방사형)	- 벽면의 넓이에 비해 내력이 부족한 경우 - 조적재료의 내력부족(창문주위의 온도변화와 창틀과 벽체와의 시공부실)

4) 균열 발생 유형

균열 발생 유형에 따른 주된 검토 항목을 표 6에 나타내었다.

< 표 6 >  균열 발생 유형에 따른 주된 검토 항목

대분류	중분류	소분류	번호	원 인	발생시기	형 태	특 징
재료	사용 재료	시멘트	A1	이상응결	수시간∼1일	표면	폭이 크고 짧은 균열이 비교적 빨리 불규칙하게 발생
			A2	수화열	수일	표면 관통	콘크리트 단면에서 1∼2주가 지난 후부터 직선상의 균열이 거의 등간격‧규칙적으로 발생, 표면에 발생하는 것과 부재를 관통하는 것이 있다.
			A3	이상팽창	수 10일 이상	표면 그물 모양	방사형의 그물 모양 균열
			A4	점토성분	수시간∼1일	표면 그물 모양	콘크리트 표면의 건조에 따라서 불규칙하게 그물모양의 균열이 발생
			A5	저품질	수시간∼1일	표면	불규칙한 짧은 균열 발생
			A6	반응성	수 10일 이상	표면 그물 모양	콘크리트 내부에서부터 거북등 모양으로 발생, 다습한 곳에 많다.
			A7	염분	수 10일 이상	표면 그물 모양	표면이 침식되고, 팽창성 물질이 형성되어 전면에 균열이 발생
			A8	침하․ 블리딩	수시간∼1일	표면	타설 후 1∼2시간에서, 철근의 상부와 벽, 상판의 경계 등에 단축적으로 발생
재료	사용 재료	골재	A9	소성수축	수시간	표면 그물 모양 관통	개구부나 기둥, 보로 둘러싸인 코너부위에는 경사균열이, 상판․보 등에는 가는 균열이 등간격으로 수직하게 발생
				경화수축	수시간∼1일
				건조수축	수일∼ 수 10일
				장기건조 수축	수 10일 이상

< 계 속 >

대분류	중분류	소분류	번호	원 인	발생시기	형 태	특 징
시공	콘크리트	배합	B1	혼화 재료의 불균일한 분산	수시간∼1일	그물 모양	팽창성인 것과 수축성인 것이 있으며, 부분적으로 발생
			B2	장시간 비비기	수시간∼1일 수 10일 이상	그물 모양 표면 관통	전면에 그물모양 또는 길이가 짧은 불규칙한 균열이 발생
		운반	B3	펌프 압송시 배합변경	수시간∼1일 수 10일 이상	그물 모양 표면 관통	침하, 블리딩, 건조수축 등의 균열이 발생하기 쉬움
		타설	B4	타설 순서가 바뀜	수시간∼1일 수 10일 이상	관통	배근의 이동과 피복두께 부족의 원인이 됨
			B5	급속한 타설	수시간∼1일	표면	거푸집의 변형과 침하, 블리딩 에 의한 균열이 발생하기 쉬움
		다짐	B6	불충분한 다짐	수시가 이상	표면	슬래브에서는 주변에 따라 원형으로 발생, 배근 및 배관의 표면에 발생
		양생	B7	경화전 진동‧ 재하	수시간∼1일 수일이상	표면	구조 및 외력에 의한 균열과 동일
			B8	초기양생 중의 급격한 건조	수시간∼1일	표면 그물 모양	타설 직후 표면의 각 부분에 짧은 균열이 불규칙하게 발생
			B9	초기동해	수일∼ 수 10일 이상	표면 그물 모양	가는 균열, 탈형하면 콘크리트면이 하얗게 됨

< 계 속 >

대분류	중분류	소분류	번호	원 인	발생시기	형 태	특 징
시공	콘크리 트	이어 치기	B10	이어치기 면의 부적합	수시간∼1일 수 10일 이상	관통	이어치기면에서 균열이 발생
	철근	배근	B11	배근의 이동	수 10일 이상	표면	슬래브에서는 주변에 따라 원형으로 발생, 배근 및 배관의 표면에 발생
			B12	피복두께 부족	수 10일 이상
	거푸집	거푸집	B13	거푸집의 변형	수시간∼1일	표면	거푸집이 움직이는 방향으로 평행하게 부분적으로 발생
			B14	누수 (거푸집이나 지반으로 부터)	수시간∼1일	표면	누수의 흐름에 따라서 균열이 표면에 발생
		동바리	B15	거푸집 조기 제거	수일	표면	콘크리트 강도부족에 의한 균열, 건조수축의 영향도 크게 됨
			B16	거푸집, 동바리의 침하	수시간∼ 1일‧수일	표면	상판과 보의 단부 상단 및 중앙부 하단 등에 발생
사용 및 환경	물리적	온도 ․ 습도	C1	외부 온도․ 습도의 변화	수 10일 이상	표면 관통	건조수축의 균열과 유사하고 발생한 균열은 습도변화에 따라 변동
			C2	부재 양면의 온도․ 습도차	수 10일 이상	표면	저온측 또는 저습측의 표면에 휨방향과 직각으로 발생
			C3	동결․ 융해의 반복	수 10일 이상	표면 그물 모양	표면이 부풀어 올라서 부슬부슬 떨어지게 됨
			C4	화재	수 10일 이상	표면 그물 모양	표면 전체에 가는 거북등 모양의 균열이 발생
			C5	표면가열
사용 및 환경	화학적	화학 작용	C6	산․염분에 의한 화학작용	수 10일 이상	표면 그물 모양	표면이 침식되고, 팽창성 물질이 형성되어 전면에 균열이발생

< 계 속 >

대분류	중분류	소분류	번호	원 인	발생시기	형 태	특 징
사용 및 환경	화학적	화학 작용	C7	중성화에 의한 내부철근의 녹			철근을 따라 큰 균열이 발생하며 콘크리트의 피복이 떨어져나가고 녹이 유출됨
			C8	염화물에 의한 내부철근의 녹
구조 및 외력	하중	장기 ․ 단기 ․ 동적 하중	D1	설계하중이내의 장기하중	수 10일 이상	표면 관통	주로 휨하중에 의해 보나 슬래브의 인장 측에 수직으로 균열이 발생
			D2	설계 하중을 초과하는 장기하중
			D3	설계하중이내의 단기․동적하중	수 10일 이상	표면 관통	전단하중에 의해서 기둥, 보, 벽 등에 45°방향으로 균열이 발생
			D4	설계 하중을 초과하는 단기․동적하중	수 10일 이상	표면 관통	전단하중에 의해서 기둥, 보, 벽 등에 45˚방향으로 균열이 발생
	구조 설계		D5	단면․ 철근량 부족	수 10일 이상	표면 그물 모양	휨하중과 전단하중에 의한 균열 발생과 같은 형태, 상판과 채양 등에서 처진 방향으로 평행한 균열이 발생
	지지 조건		D6	구조물의 부등침하	수 10일 이상	표면 관통	45˚방향으로 큰 균열이 발생
			D7	지반의 동결	시공 중 및 사용 중	표면 관통	동결조건에 따라 다양
기 타			E				기타

시멘트의 이상 응결시(A1)	시멘트의 수화열(A2)
짧고 불규칙한 균열이 비교적 빨리 발생한다.	큰 단면(한 변이 80㎝ 이상)인 벽체, 두꺼운 지하 외벽 등 에 내부구속에 따른 종방향 표면균열이나 외부구속에 따른 벽체에 수직한 관통균열이 일정 간격으로 발생한다.
점토분이 많은 골재(A4)	알칼리-골재 반응(A6)
콘크리트의 건조에 따른 불규칙적인 그물눈 모양의 균열이 발생한다.	기둥 ․ 보에서는 재축 방향에 평행하게, 벽/옹벽에서는 방향없이 마구 갈라지는 형으로 나타난다.
콘크리트중의 염화물(A7)	콘크리트 침하블리딩(A8)
크리트 내에 염화물이 함유되었을 경우 철근의 부식으로 균열이 발생한다. ↖ 철근 ↖ 녹	상부 철근 위에 발생하는 것으로서 콘크리트를 친 다음 1∼2시간 안에 철근에 따라 발생한다. ↖ 상부철근 균열 균열 새로운 콘크리트 ↖ 어느정도 응결된 콘크리트

< 그림 4 >  재료조건에 의한 균열의 형태

혼화재의 불균일한 분산(B1)	장시간 비비기(B2)
팽창성과 수축성이 있는데 모두 부분적으로 발생한다.	운반시간이 너무 길어 발생하는 균열로서 전체 면에 그물눈 모양으로 발생한다.
급속한 타설(B5)	불충분한 다짐(B6)
급속히 콘크리트를 타설하면 콘크리트의 침강으로 균열이 발생한다.	콘크리트 다짐을 충분히 하지 않으면 내부에 곰보나 벌집 같은 것이 생겨 그로 인해 균열이 발생한다.
콘크리트 경화 중 재하․진동(B7)	초기 양생 중 급속한 건조(B8)
콘크리트의 경화 중 공사자체의 적재 및 공사용 기계의 진동에 의해 균열이 발생할 수 있다. 자재 적재 기계 진동	콘크리트 타설 직후 건조한 바람이나 고온저습한 외기에 노출될 경우 급격한 습윤의 손실로 소성수축균열이 발생한다. ↑↑↑↑↑↑↑↑↑ 수분증발 균열 ↓
양생의 불량(B9)	부적당한 이어치기(콜드조인트)(B10)
조기 건조나 습윤양생이 부족하면 짧고 불규칙한 균열이 나타난다.	이어치기 처리가 적절하지 않으면 신구의 콘크리트 경계에 균열이 발생한다. ↙새로 타설된 콘크리트 ↙콜드 조인트 ←경화 중인 콘크리트

< 그림 5 >  시공조건에 의한 균열의 형태 (1)

철근의 피복두께 부족(B12)	배근․배관의 피복두께 부족(B12)
피복두께가 부족하면 내부 철근이 녹슬기 쉽고 철근를 따라 균열이 발생한다. ←배근 오류로 피복두께 부족	전선관 및 설비배관의 편심배치시 피복두께가 부족하여 배관의 배치선을 따라 균열이 발생한다. 배선관의 무리한 편심배치로 피복 두께 부족으로 균열 발생 벽체철근 ↘
슬래브 상부철근의 피복두께 부족(B12)	거푸집의 부풀음(B13)
슬래브 윗면 등에서는 피복두께가 부족하면 경화 초기에 철근을 따라 균열이 발생한다. 균열 ↖ 상부철근 ↓ 피복두께 ↑ 부족	거푸집이 부풀어 오르면 거푸집 면에 작은 균열이 발생한다.
거푸집․동바리의 조기제거(B15)	동바리의 침하(B16)
콘크리트가 상당히 경화하기 전에 거푸집 및 동바리를 조기에 제거하면 해로운 균열이 나타난다. 거푸집 ↙균열 ↓ 동 바 리	동바리가 침하하면 수평부재에 휨응력이 작용하여 균열이 발생한다. 균열 ↓ 동바리의 침하

< 그림 6 >  시공조건에 의한 균열의 형태 (2)

환경온도∙습도의 변화(C1)	부재 양면의 온도∙습도의 차이(C2)
기상작용으로 건물이 신축하여 옥상슬래브 및 외벽면에 균열이 생긴다.	외측이 고온 또는 고습, 내측이 저온 또는 건조한 경우 균열은 구속 부재 간의 거의 중앙 혹은 구속 부재의 인접부 부근의 저온 혹은 건조한 쪽에 발생한다. 초기 단계에서는 균열은 관통하지 않지만, 반복 작용으로 시간이 경과하면 관통하는 일이 있다. 외측 기 둥 기 둥 벽체 내측
동결융해의 반복(C3)
습기에 노출이 심한 부재의 모서리 부분에 망상균열이나, 박리∙박락 등의 현상이 나타난다. ↖양상균열, 박리, 박락
화재, 표면가열(C4, C5)	산∙염류의 화학작용(C6)
급격한 온도 상승과 건조에 따라 그물 눈 모양의 미세한 균열과 함께 보, 기둥에 거의 등간격의 굵직한 균열이 발생한다. 또 부분적으로 폭발하여 떨어지는 일이 있다.	콘크리트 표면이 침식되어 대부분은 철근 위치에 균열이 생기고 일부 균열 표면이 떨어지기도 한다.
중성화로 인한 내부 철근의 녹(C7), 침입 염화물에 의한 내부 철근의 녹(C8)
	균열은 철근을 따라 발생한다. 균열부분에서는 녹이 유출하여 콘크리트 표면을 더럽히는 일이 많다. 철근의 부식이 현저 할 때에는 콘크리트가 떨어지기도 한다.

< 그림 7 >  사용・환경조건에 의한 균열의 형태

하중(D1, D3)	설계하중을 넘는 하중(D2, D4)
보통 휨모멘트를 받는 부재에는 미세한 균열(폭 0.1mm ∼0.2mm)은 발생하지만, 0.2mm를 초과하는 폭의 경우나 전단력으로 인한 균열의 발생은 정상적으로 일어나는 균열과 다르므로 상세하게 검토하여야 한다. ↑ 전단균열 ↑ 휨균열 ↑ 전단균열	그림과 같은 균열은 지진시 수평력으로 인한 대표적인 것이다.
단면・철근량의 부족(D5)	익스팬션 조인트의 부적당한 위치(D5)
배력 철근량의 부족으로 균열이 발생하는 일도 있다.	익스팬션 조인트의 위치나 간격이 부적당하면 조인트 중간의 취약부위에서 균열이 발생한다. 개구부 익스 팬션→ 조인트 익스 ←팬션 조인트
모서리 부분의 응력집중(D5)	단면 크기의 변화 부분(D5)
벽부재에 있어서 개구부의 유무・구속정도에 따라 균열의 발생현상이 달라진다.	단면의 크기가 갑자지 변화하는 곳에서는 응력집중에 의해 균열이 발생하기 쉽다.
형상이 복잡한 구조물(D5)	부등침하(D6)
건물의 평면구조가 복잡한 경우는 다면이 급격히 변화하는 곳에서 균열이 발생한다.	부정정구조물에서는 지지점의 부등침하에 따라서 균열이 발생하는 일도 있다. ↓ 침하

< 그림 8 >  구조・외력 조건에 의한 균열의 형태

구 분	균열 형상	원인 추정
4변지지 슬래브	슬래브 상단에 보 주변을 따라 발생한 균열	설계에서 정한 이상의 과적재에 의한 응력, 철근량 부족, 상부 철근 처짐 등의 시공불량, 콘크리트 강도 부족 및 건조수축 등이 주요인이다. 이때에는 바닥 휨에 대한 조사가 필요하다.
	슬래브 하단에 발생한 과대 변형 균열 점선 또는 실선처럼 생긴다.	하중에 의한 응력과대로 슬래브 처짐이 큰 경우가 주요인이다. 바닥 슬래브의 휨균열(구조균열)은 강성저하나 변형장해를 수반하는 경우가 많다. 균열발생 상황을 파악하고 필요에 따라 보수・보강한다.
	슬래브 하단에 중앙과 빗방향으로 생긴 균열	과대하중 혹은 철근량의 부족, 심한 건조수축이 주요요인이다. 슬래브 하중은 단변방향이 더 부담하므로 장변방향 균열이 단변방향균열보다 많이 발생한다.

구 분	균열 형상	원인 추정
4변지지 슬래브	슬래브 하단에 중앙부에 X자형의 항복선을 형성한 균열	슬래브 처짐에 의해 발생하는 경우가 많다. 이 처짐은 과대하중, 철근량 및 콘크리트 강도 부족이 주요인이다. 구조물의 보유내력을 검토하여 필요하면 보수・보강한다.
	슬래브 상・하단의 모서리 부분에 발생한 관통 균열	슬래브의 주변보에 의한 구속이 클 때 사방향으로 우각부에 발생하는데, 이는 배근상태가 불량한 경우이거나 건조 수축에 의한 경우에도 나타난다.
	슬래브 하단 중앙부에 발생한 변형 균열	조기 지보공의 철거, 적재하중에 의한 동바리의 침하 혹은 과대하중의 작용 등이 주원인이다. 균열상태를 파악하고 필요하면 보수・보강한다.

구 분	균열 형상	원인 추정
4변지지 슬래브	슬래브 상・하단에 슬래브의 장변 방향과 직각의 방향으로 생긴 균열. 보 보 기 둥 (보) 기 둥 (보)	건조수축에 의한 균열로 W/C비가 큰 부배합의 콘크리트에서 많다. 두께가 얇은 슬래브에서 비교적 크게 나타나며, 균열의 형태는 슬래브 상・하단으로 관통하는 경우가 많다.
	슬래브 상・하단에 거북등 모양으로 불규칙하게 생긴 균열	이 균열은 휨이 보이는 슬래브 상면 단부나 하단 중앙에 선모양의 균열이 보이는 경우도 있다. 주요인은 재료의 불순물이 많은 골재를 사용하거나 장시간 반죽 또는 운반시간의 지연 등이 주요인이다. 또는 응결지연제를 혼입한 콘크리트가 건조할 때에도 생긴다. 콘크리트 강도 및 콘크리트의 내부상황 조사가 필요하다.
	슬래브 하단에 발생한 바둑판(철근 배근 간격)모양의 균열	피복두께의 부족, 철근의 녹 발생으로 인한 팽창이 주원인이다. 콘크리트의 건조수축에 의한 경우도 나타난다.

구 분	균열 형상	원인 추정
4변지지 슬래브	슬래브 상단에 발생한 바둑판 모양의 균열	W/C비 과다, 수분의 급속 증발, 건조 수축에 의해 콘크리트 타설 후 1∼2시간 사이에 철근방향을 따라 생긴 침하균열이다. 피복두께가 부족한 경우에 심하게 나타난다.
	슬래브 하단 중앙부에 벌집 모양의 균열	설계하중 이외의 과대하중, 거푸집 존치기간이 짧은 경우 콘크리트 단면 및 철근량이 부족한 경우 등 설계, 시공상의 부주의가 주 원인이다. 구조물의 보유내력을 검토하고 필요하면 보수・보강한다.
	비교적 큰 슬래브 모서리에 발생한 45방향의 균열 ↑ 보	슬래브 크기가 크고, 우각부가 강력하게 고정되어 있을 때 생긴 균열이다. 이는 슬래브가 하중을 받을 때 주근방향으로 처짐이 생기면 우각부가 들어 올려진다. 이것을 강력하게 억제함으로써 우각부에 균열이 생긴다. 또는 큰 표면적을 가진 슬래브 콘크리트 속의 상대습도가 80% 이하로 떨어져 건조할 때 생기는 경우도 있다.

구 분	균열 형상	원인 추정
4변지지 슬래브	도리 방향이 긴 건물에서 보간 방향으로 생긴 균열 보	대부분 건조수축에 의한 균열이다.
지붕슬래브	폐쇄형의 건물에서 생긴 균열	주로 건조수축에 의해 발생한다.
캔틸레버 슬래브	캔틸레버 슬래브에 생긴 균열 A B	A는 주로 건조수축에 의한 균열이다. B는 휨모멘트에 의해 생긴 균열이다.

구 분	균열 형상	원인 추정
캔틸레버 슬래브	캔틸레버 슬래브 선단에 상부벽이나 내림벽에 생긴 균열	온도변화에 의한 건조수축균열이다.
	외벽에 변한 돌출부재에 발생한 비낀 균열 및 스케일	동결융해 반복에 의한 균열이다.
데크 슬래브	데크 플래이트가 보위에 깔려 있을 때 보의 근방에 생긴 균열 건조수축+휨인장력 ↓ → → 하중 ↓ ↗ 균열	단순 지지슬래브 구조여서 적재하중에 의한 인장력과 수축에 의한 인장력으로 균열이 발생한다.

구 분	균열 형상	원인 추정
데크 슬래브	단명의 요철이 있는 데크플레이트에 생긴 균열 균열 ↘ ↖ ↗ 처짐	단명의 요철이 잇는 데크플레이트는 보 근방의 얇은 단면부에서 균열이 발생한다. 특히 합성바닥판구조용 데크를 이용한 슬래브는 철근량이 적어 균열의 폭이 크게 될 수가 있다. 한편, 데크플레이트가 작은 보 위에 연속적으로 깔려 있는 경우에는 콘크리트 타설 중 진동 등으로 처짐이 심하다.
	데크플레이트 바닥 전체면에 생긴 균열	데크 플레이트 바닥 전 데크플레이트 슬래브에는 큰보, 작은보의 처짐의 차이와 슬래브 상부 철근의 처짐 및 시공시 과동한 하중을 슬래브 위해 놓을 때 얇은 슬래브의 우각부 사이드 등에 균열이 생기는 경우가 많다.

< 그림-6 >  구조체에서 발생하는 균열 형상의 예 (슬래브)

균열형상	원인추정
보 상단 특히 슬래브를 관통한 모양의 사방향 균열 휨균열 ↘ ／ 전단균열 ↙ ／ 휨균열 ↙ ／ ←전단균열 전단균열→ 휨균열→ 휨균열	보의 단부에 45방향으로 발생한 전단균열은 지진 또는 부등침하로 발생한다. 또는 부등침하로 발생한다. 또는 과대하중, 단면 및 철근량의 부족 또는 콘크리트 강도 부족에 의해서도 발생한다. 건물 전반의 균열상황과 보유내력 검토가 필요하다.
보 중앙부 및 보와 기둥 접합부에 발생한 수직방향의 휨 균열 휨균열 ↓ ↓ ↓ ↑ 전단 ↑ 전단 ↑ 휨균열 ┖--┚ 전단 ┖--┙ 휨균열 ┖--┚ 전단	휨 균열은 콘크리트 수축과 휨응력에 의해 보 중앙부의 하부로부터 세로방향으로 발생하거나 보와 기둥 접합부근에 발생하기도 한다. 또는 보 중앙 하단근의 단부정착이 부족할 때 보 밑 1/4지점 부근에서 발생하기도 한다. 발생원인은 부재의 단면・철근량의 부족과 지진 혹은 과대하중 등의 작용 때문이다. 균열상황과 부재의 보유내력 검토가 필요하다.
부재 전체에 세로방향의 등간격균열과 보하부에 수평방향의 잔균열	오래된 건물에서 철근의 녹발생으로 인한 팽창에 의한 균열이다.
부재 전체에 등간격의 잔균열이 세로방향으로 생긴 균열	부재 상부의 건조수축으로 인한 균열이다.

균열현상	원인추정
골재가 빠지는 모양의 균열	반응성 골재의 사용으로 인한 알칼리-골재 반응 현상 때문에 발생한다.
부재 전체 표면에 거북등 모양의 헤어크랙	마감재의 건조수축, 불량골재의 사용, 콘크리트의 장시간 비빔, 장시간 운반 등에 의해 생긴 균열이다.
부재 중앙부 하부에 발생한 수직방향 잔균열	철근의 피복두께 부족으로 발생한 균열이다.
보와 벽체에 수평방향으로 발생한 균열	콘크리트 침강에 의한 균열이다. 혹은 이어붙기 부분이 일체화 되지 않아 생긴 균열이다.

균열형상	원인추정
부재단면이 바뀌는 곳에서 생긴 균열	부재단면이 바뀌는 곳에서 침하량의 차이에 기인한 균열이다.
보 하부에 발생한 불규칙한 벌레무늬형의 균열	통상 배력철글량의 부족으로 발생한 균열이나 과대하중, 단면부족에 의한 경우도 있다. 라멘 등의 부정정 구조물에는 지점의 부등침하에 의해 발생하는 수도 있다.
보와 기둥의 접합부분에 생긴 균열 ↓ 침하	부재단면, 철근량이 부족한 경우 또는 설계하중 이외의 외력이 작용한 경우 발생하는 균열이다. 건물 전반의 보유내력을 검토하고 필요하면 보수・보강한다.

균열형상	원인추정
콘크리트 내의 철근을 따라 발생한 균열	콘크리트 중성화 혹은 침입 염화물에 의해 내부철근의 부식에 기인한 균열이다. 특히 철근의 부식이 현저할 때에는 피복콘크리트가 박락되기도 한다.
보, 기둥에 발생한 불규칙한 그물코 모양의 균열	이 균열은 화재 등에 의한 콘크리트 표면의 가열 등으로 급격한 온도상승과 건조에 따라 등간격의 굵직한 균열이 생긴다.

< 그림 9 >  구조체에서 발생하는 균열형상의 예 (보)

균열형상	원인추정
X자 형의 전단균열 ↙ 전단균열	기둥의 사방향 균열은 지진으로 인해 큰 전단력 이 가해졌을 때 발생한다. 또는 설계하중 이상의 외력이 작용할 때 혹은 콘크리트 단면의 부족과 철근량 부족 및 콘크리트 강도 부족 등의 원인을도 발생한다.
주두, 주각부에 수평으로 발생한 균열	주두, 주각부에 수평으로 발생한 정균열, 전단균열은 설계응력 이상의 정모멘트를 받을 경우에 발생한다.
기둥의 연속적인 세로방향의 균열	축방향 균열은 압축력에 의한 균열이다. 건물 전반의 보유내력을 검토하고 필히 보수・보강한다.

균열형상	원인추정
주두, 주각부에 발생한 불규칙한 균열	산・염류의 화학작용, 화재로 인한 표면가열에 의해 발생한 균열이다.
기둥 하부부분에서 철근의 위치에 따라 생긴 균열	노후된 건물에서 철근의 부식에 따른 팽창에 의한 경우가 많다. 또는 피복두께 부족으로 띠철근을 따라 발생하기도 한다.
불규칙적인 수직방향의 잔균열	콘크리트 강도의 부족 혹은 시멘트나 골재의 불량으로 인해 발생한다.

균열형상	원인추정
기둥 전체에 불규칙적인 귀갑형상의 잔균열	사용재료의 불량이나 콘크리트의 장시간 비빔 및 장시간 운반 등이 원인이다. 알칼리-골재반응에 의한 경우 균열을 생기게 하는 기동력은 반응생성물의 체적 증대에 따른 팽창압이다. 귀갑상의 균열은 콘크리트가 동경하여 그 팽창압으로 발생하는 경우도 이와 같다.
철근에 면하여 생긴 균열	배근의 흐트러짐 혹은 피복두께가 부족하여 내부 철근의 부식에 따라 생긴 균열이다. 콘크리트 속의 염화물을 다량으로 함유하면 내부 철근의 녹발생에 의해 균열 및 피복콘크리트가 뜨는 경우도 있다.
주두에서 발견된 X자형의 경사균열 ←수평방향 균열	지진으로 인해 큰 전단력이 가해졌을 때 또는 과대하중의 작용, 콘크리트 단면의 부족, 철근량 및 콘크리트 강도 부족의 원인으로 발생한다. 점선의 수평방향 균열도 원인은 위와 같이 지진에 의한 정균열이다. 균열상황과 부재의 보유내력을 검토하고 필요할 경우에 보수・보강한다.

균열형상	원인추정
기둥 상부로부터 하부를 향해 발생한 경사균열 침하	직접기초에서 접지, 내력 부족에 의해 건물의 부등침하로 발생한 균열이다. 또 말뚝기초의 지지력 부족 혹은 불규칙한 기초에서도 발생한다.
기둥의 상부 및 하부에 발생한 수평방향 균열	외력이 과다한 경우나 철근량 및 콘크리트 강도가 부족한 경우에 발생한다. 건물 전반의 균열상황과 보유내력 검토가 필요하다.
기둥의 배부름 하자	구조계산시 토압, 수압 크기 추정의 잘못으로 인하여 기둥에 휨이 생긴다.

< 그림 10 >  구조체에서 발생하는 균열형상의 예 (기둥)

균열형상	원인추정
벽면에 X자형의 경사균열	지진력에 의한 응력의 과대, 콘크리트 강도의 부족, 과대하중의 작용이 주원인으로 건물 전반에 걸쳐 보유내력 검토가 필요하다.
벽면에 45방향의 경사 균열 침하	건물의 부등침하가 주요인이며, 설계 외력(지진, 적재) 외에 건조 수축, 온도, 습도변화에 의한 건물 전체의 신축에도 관계된다. 건물의 부등침하량과 균열상황 및 침하 진행 등의 조사가 필요하다.
개구부의 한 방향으로 발생한 균열 침하	균열이 심하면 건조수축보다 부등침하가 주 원인일 수도 있으므로 부등침하량, 침하 진행 등의 조사가 필요하다.
무개구부 벽면의 모퉁이에 경사로 발생한 균열	보, 기둥 등 주변 부재의 구속이 클 때 건조 수축에 의해 발생한다.

균열형상	원인추정
벽면의 중앙 부근에 발생한 종방향 균열 기둥의 가장자리에 면하여 발생한 종방향 균열	벽 두께가 얇고 비교적 면이 큰 경우, W/C비가 큰 부배합의 콘크리트에서 혹은 건조수축에 의해 발생한다. 두꺼운 벽은 건조가 더디고 외부구속이 적으므로 미세균열이 발생하며, 전체의 건조수축균열이 가늘게 분산된다. 또한 벽이 두꺼우면 기둥에 약간의 균열이 있더라도 누수가 되지 않는다. 그러나 내진적으로는 불리하고, 만약 두꺼운 내진벽을 건물의 4코너에 설치하면 그 벽에 구속되어 다른 벽의 균열이 많아진다.
개구부 구석을 따라 발생한 경사균열 ...보측까지 연결된 균열	개구부 구석에 사방향의 균열은 거푸집 탈형 직후에 수화열에 의해 미세한 균열이 생기는 경우가 많고, 건조수축 외기온 변동의 요인을 받아 서서히 확대해 가게 된다. 또한 개구부 주위의 균열은 벽 내부의 10℃정도의 온도상승에도 발생하며, 개구부가 잇는 벽은 기둥과 보로 구속된 경우도 생긴다.
무개구 벽면에서의 불규칙한 균열	이어치기 불량으로 콜드조인트에 의해 발생한 균열이다. 신・구콘크리트에서 장시간이 지나면 콘크리트 경계에 나타난다.

균열현상	원인추정
보, 기둥, 벽체에 연하여 생긴 불규칙한 경사균열	불규칙적으로 나타난 경사균열이라 하여 전단력에 의한 균열로 판단하기 쉬우나, 대개 콜드 조인트에 의해 발생한 예가 많다.
내림벽, 징두리벽에 긴방향과 직각으로 중앙부근 혹은 등간격으로 발생한 균열	모르타르가 두꺼운 경우 건조수축에 의해 발생한다. 외벽의 건조수축량은 벽 두께나 마감의 유무 등으로 다르며, 건조수축량은 벽 아래 층 구체와 상부 보 부재의 건조수축 차이에 따라 발생한다.
단자함 주위의 종방향 균열	배근, 배관의 콘크리트 피복두께가 부족하여 발생한다.
개구부가 서로 겹쳐있는 경우에 생긴 연결균열	건조수축이 주원인이다.

균열현상	원인추정
벽체의 하부로 향하여 발생한 균열	급속한 콘크리트 타설에 의한 콘크리트 침강에 따른 균열이다.
단면이 많은 얇은 벽체 일부에서 발견된 짧고 불규칙한 균열	시멘트의 이상 응결이 주요인이며, 콘크리트 타설 후 조기에 나타난다.
철근의 위치를 따라 생긴 균열	철근의 피복두께가 적은 상태에서 현저히 나타나고, 철근의 발청팽창에 의한 경년(經年)이 긴 건물이나 해사(海沙)사용의 건물에서도 볼 수 있다. 균열부위에서 녹의 유출이 보이는 경우도 있다.
거북등 모양의 헤어크랙	불순물이 많은 골재를 도용하거나 장시간의 반죽, 장시간의 콘크리트 운반 등에 의해 발생한다. 콘크리트 강도 및 콘크리트 내부 상황을 조사할 필요가 있다.

균열 현상	원인추정
콘크리트와 콘크리트 블록의 경게면 부근에 생긴 균열	지반이 서로 다른 경우, 지반의 수축 등에 의해 발생한다.
모르타르 바름벽에 ㅅ자 모양의 잔균열	외기온의 변화, 건조수축에 의해 모르타르의 들뜸으로 발생한다.
무개구 벽면에 45방향의 겹친 균열	지진에 의한 건물의 침하가 주요인이다. 건물 전반에 보유내력을 검토하고 필요하면 보수・보강한다.

균열 현상	원인추정
구속부재 간의 중앙부 혹은 구속부재 인접부 부근에 수직으로 발생한 균열	부재의 외측이 고온다습하고, 내측이 저온 건조한 경우 저온 혹은 건조한 쪽에서 균열이 발생한다. 시간이 경과하면 반복작용으로 인하여 균열이 관통하기도 한다.
1층 징두리벽부에 생긴 균열	1층의 징두리벽에 쉽게 균열이 발생한 것은 하부구조가 땅 속에 있어서 건조수축이 없으므로 징두리 벽의 건조수축이 그대로 균열 발생과 연결되기 때문으로 판단된다.

< 그림 11 >  구조체에서 발생하는 균열형상의 예 (벽체)

균열현상	원인추정
건물 외벽 기둥면을 따라 발생한 종방향 균열	보와 같이 구속이 큰 부재로 구성되어 있는 벽체에 건조수축으로 인하여 벽체의 중앙부 또는 기둥면에 따라서 발생한다.
건물 외벽면에 발생한 불규칙한 사방향의 균열	얼핏 보기에 전단력에 의한 균열로 착각하기 쉬우나 이어붓기 불량으로 생긴 콜드 조인트에 의한 균열이다.
외벽면에서의 역八자형 균열	옥상부가 저온 혹은 건조상태가 되어 수축할 경우 지상부분과 지하부분의 건조수축 차이에 의해 생긴 균열이다. 균열폭은 건물 아래층 또는 양단부로 갈수록 커지며, 여름철에 시공한 건물에 주로 많이 발생한다.

균열형상	원인추정
외벽면에서의 역八자형 균열	기상작용으로 옥상부가 고온 다습하게 되어 팽창할 경우에는 옥상 슬래브 및 외벽면에 균열이 생긴다. 이는 환경온도, 습도의 변화로 거눔ㄹ이 신축하기 때문이다.
외벽면에 국부적으로 발생한 八자형 균열	기초의 부등침하가 주요인이다. 압밀이균일한 지반에서는 지표면이 처지는 중앙부에 지중응력도가 집중되어 중앙 침하하여 八자형 균열이 생긴다. 건물의 균형상황 및 침하 진행 등의 조사가 필요하다.
하층에는 역八자형, 상층에는 八자형으로 발생한 균열	대체로 건물의 층수가 높은 경우에 온도상승으로 균열이 각각 다르게 발생하며, 중간층 부근에서는 양균열이 겹친 X자형 균열을 볼 수 있다.

균열형상	원인추정
건물 전면에 발생한 사방향 균열(X형 균열)	부등침하 및 지진의 수평력 영향으로 기둥, 벽 등에 X자형의 전단균열을 볼 수 있다. 건물 전반의 보유내력 검토가 필요하다.
벽면모서리에 국부적으로 발생한 사방향 균열	인접한 흙막이벽이 부실하여 침하한 경우, 혹은 건물의 한쪽 끝의 지반침하 등에 의하면 침하한 방향에 사방향 균열이 발생한다.
지반의 융기로 생긴 연직방향의 할열균열	건물의 지반이 치솟을 때에는 치솟은 부분과 반대방향인 사방향으로 균열이 생기는데 만일 치솟은 부분이 건물 중앙부일 때에는 그림과 같이 연직방향의 할열균열이 생긴다.
벽면에 생긴 각종의 균열	높이에 비해 길이가 긴 건물은 자른 부분의 구속이 커서 균열이 많이 발생한다.

< 그림 12 >  구조체에서 발생하는 균열 형상의 예 (건물전체)

5) 콘크리트의 허용 균열폭

균열이 어느 정도까지 허용되는가에 관해서는 구조물의 중요도, 기능면에 따라 다르다. 균열의 원인이 콘크리트의 강도 또는 철근의 강도가 부족한 경우, 부재단면이 부족하여 발생한 경우에는 보수, 보강하여야 하며, 강도나 단면이 충분한 경우에는 실재 재하하중을 재검토하여 균열의 발생현황을 분석한 후 보수여부를 결정한다.

보수여부에 관한 균열폭 한도는 표 7에 나타난 바와 같고, 각국의 콘크리트 허용 균열폭 및 내구성의 허용균열폭은 표 8∼표 10과 같다.

< 표 7 >  보수 여부에 관한 균열폭의 한도

※ 일본 콘크리트의 균열조사, 보수․보강지침서 발췌

구 분	환경 유해도	내구성에서 본 경우 (mm)			방수성에서 본 경우(mm)
		엄한 경우	중간	느슨한 경우
보수를 필요로 하는 균열폭	대중소	0.4이상 0.4이상 0.6이상	0.4이상 0.6이상 0.8이상	0.6이상 0.8이상 1.0이상	0.2이상 0.2이상 0.2이상
보수를 필요로 하지 않는 균열폭	대중소	0.1이하 0.1이하 0.1이하	0.2이하 0.2이하 0.3이하	0.2이하 0.3이하 0.3이하	0.05이하 0.05이하 0.05이하

< 표 8 >  철근콘크리트 구조의 허용균열폭(ACI 224R-80)

노 출 상 태	허 용 균 열 폭 (mm)
건조한 공기 또는 보호막이 있는 상태	0.40
습한 공기나 흙 속에 있는 상태	0.30
동결방지용 약품이 사용된 상태	0.175
해수나 해풍을 반복적으로 받는 상태	0.15
물을 저장하는 구조	0.10

< 표 9 >  각국에서의 콘크리트의 허용균열폭

구 분	종 류 별	허용균열폭 (mm)	비 고
한국	콘크리트 표준시방서 옥내 구조물 옥외 구조물	0.4 0.33	대한토목학회
일본	도로교 시방서 및 해석(합성보) 항만 구조물 원심력 철근콘크리트 말뚝 (PILE) - 설계하중시, 설계휨모멘트 작용시 - 설계하중, 설계휨모멘트 개방시	0.22 0.2 0.25 0.05	일본도로협회 운수성 JIS A 5309
영국	BIS 규정 - 일반구조물 - 특히 심한 침식성의 환경	0.3 0.4d	CP-110 (d : 주철근의 피복)
스웨덴	사하중 사하중 + 활하중 0.5배	0.3 0.4	도로교 규정
구소련	CHr 규정 - 비부식성 - 약부식성 - 중부식성 - 강부식성	0.3 0.2 0.2 0.1	CHr π Ⅱ-B-1-62
미국	ACI 규정 - 건조한 대기중 또는 보호층이 있는 경우 - 습한 공기중이나 흙중에 있는 경우 - 동결 방지용의 약품에 접하는 경우 - 해수,해부비말에 의해 건습반복을 받는 경우 - 수밀한 구조부재	0.4 0.3 0.175 0.15 0.1	ACI 318-71
유럽공동체	유럽 콘크리트 위원회 - 상당한 침식작용을 받는 구조부재 - 보호공이 있는 보통의 구조부재(*) - 보호공이 없는 보통의 구조부재(*) - 현저하게 노출되어 있는 부재(*) - 보호공이 없는 부재(**) - 현저하게 노출되어 있는 부재(**)	0.1 0.3 0.2 0.1 0.3 0.2	CEB FIP * : 지속하중 1년 이상재하된 변동하중에 대해 ** : 지속하중과 변동하중의 불리한 조합
프랑스		0.4	Brocard

< 표 10 >  내구성의 허용균열폭 (CEB FIP Model Code, 1978)

주위상태	하중조합	철근의 부식에 대한 민감도
		매우 민감함	그다지 민감하지 않음
양호한 상태	빈번히 작용하는 하중 영구하중	0.2mm 0.1mm	0.5mm
보통 상태	빈번히 작용하는 하중 영구하중	0.1mm 0.1mm	0.2mm
불리한 상태	드물게 작용하는 하중 빈번히 작용하는 영구하중	0.1mm 0	0.2 또는 0.1mm

5) 균열제어 대책

균열제어 대책에 대해서는 표 11에 나타내었다.

< 표 11 >  균열제어 대책

균열형태	원인	방지대책	보수방법
경화중, 경화직후에 발생하는 수평면 균열	소성균열, 표면의 급격한 건조	타설시 보호장치, 타설직후 표면 덮기, 공기 연행제 사용	시멘트 물 또는 점성이 낮은 폴리머 주입
깊은 단면에서 철근 거푸집 타이 철물 주위의 균열	소성처짐, 경화중에 침하	배합설계조정, 공기 연행제 사용	경화중에 재다짐, 경화후 균열 주입
두터운 단면에서 냉각시 균열	수축작용이 구속된 열응역	수축에 대한 구속요인을 최소화, 강도 발현까지 냉각지연	균열 주입
표면의 공기구멍	거푸집면에 기포밀집 다짐불량, 박리재 불량	진동개선, 배합설계조정, 박리재 개선, 흡수성 거 푸집 사용	폴리머 몰탈로 채움
벌집형 (Honeycomb)기공	다짐불량, 그라우팅 부족	진동개선, 골재크기 줄이기, 그라우트 손실방지	절단 후 주입
색조차이	배합,양생, 진동,박리재, 거푸집사이 누수	재료 균질성확보, 누수방지	표면도막제
철근의 피복두께 부족	철근 고정불량, 간격제 불량, 상세문제	간격제 개선, 고정장치확보, 상세에 여유치 증가	폴리머 시멘트, 표면보호제 도막