콘크리트 크리프 (creep of concrete)

한 줄 정의: 콘크리트에 하중이 오랫동안 계속 작용할 때 하중 증가 없이도 시간이 지나며 변형이 점점 커지는 현상입니다.

쉽게 풀면

콘크리트 보에 무게를 올려 두면 처음에 조금 휘고, 그 뒤에도 몇 년에 걸쳐 조금씩 더 휩니다. 이렇게 시간이 흐르며 늘어나는 변형을 크리프라고 합니다. 콘크리트 속 시멘트 풀의 수분이 천천히 이동하며 생기는 것으로 설명됩니다.

왜 중요한가

장기 처짐, 기둥 축소, 프리스트레스 손실 같은 문제를 일으켜 구조 설계에 반드시 반영해야 합니다. 초고층 건물과 교량의 장기 성능 예측에서 핵심 변수입니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"크리프계수 2.0을 적용한 결과 슬래브의 장기 처짐은 즉시 처짐의 약 3배로 산정되었다."

크리프계수를 이용한 장기 처짐 계산을 보여 주는 문장입니다.

조금 더 깊게 보면

크리프 변형과 탄성 변형의 비를 크리프계수라 하며, 콘크리트는 흔히 2~3 정도의 값을 가집니다. 하중 재하 시 재령이 어릴수록, 습도가 낮을수록, 부재가 얇을수록, 물-시멘트비가 높을수록 크리프가 커집니다. 건조수축과 함께 일어나 두 효과를 구분해 해석해야 합니다. 설계 기준(ACI 209, fib Model Code 등)은 이를 예측하는 식을 제시합니다.

주의할 점

기존 크리프 항목은 주로 고온 금속 재료의 시간 의존 변형을 다루고, 이 항목은 상온에서 콘크리트가 수분 이동으로 변형하는 현상입니다. 메커니즘이 달라 금속 크리프 식을 그대로 적용할 수 없습니다.