프리스트레싱 강재의 종류

프리스트레싱 강재는 여러 가지 조건으로 분류가 됩니다. 기본적으로는 프리스트레싱 강재의 형상에 따라 분류하가, 동일한 형상을 갖는 프리스트레싱 강재도 다시 인장강도의 크기에 따라 분류가 되며, 동일한 형상과 동일한 인장강도를 갖는 프리스트레싱 강재도 다시 릴랙세이션 성능에 따라가 분류가 됩니다. 각각의 분류방법에 따른 프리스트레싱 강재의 특징은 다음과 같습니다.

 

프리스트레싱 강재를 생긴 모양을 기준으로 분류하면, 기본적으로 강선, 강연선, 강봉의 세 가지로 분류할 수 있으며, 이들을 가공하거나 특수한 용도로 생산되는 기타 긴장재로 구분할 수 있습니다.

 

1. 강선

강선은 KS D 7002의 조건에 만족되도록 생산되 지름 2.9mm~9mm의 피아노 선재를 사용하는 긴장재입니다. 표면의 가공에 따라 원형 강선과 이형강선으로 나누어지며, 이형 강선은 횡방향으로 마디가 있는 늑골형 강선, 톱니 형상을 가진 톱니형 강선, 주름 형상을 가진 주름형 강선으로 나눌 수 있습니다. 또 직사각형 단면의 띠강선과 타원형 단면의 강선 등도 있습니다. 강선은 하나를 사용하거나 여러 개를 평행하게 다발로 긴장재를 구성하며, 프리텐션 방식과 포스트텐션 방식에 모두 사용되지만 프리텐션 방식에는 이형 강선이 부착의 측면에서 더욱 유리합니다. 과거에는 프리스트레스트 콘크리트 교량에 강선을 사용한 사례가 많았으나, 정착장치의 작업성 및 효율성의 문제로 근래에는 과거처럼 많이 사용하지는 않는다고 합니다.

 

2. 강연선

강연선은 KS D 7002에 만족되도록 생산된 피아노 선재, 즉 강선을 꽈배기 모양으로 꼰 것입니다. 강연선의 종류로는 소선 2개, 3개, 7개, 19개를 각각 꼰 2연선, 3연선, 7연선, 19연선이 있습니다. 7연선은 1개의 소선 둘레에 소선 6개를 S연으로 꼬아 만든 것으로, 현장에서 가장 많이 사용이 되고 있습니다. 7연선의 중심에 있는 소선을 심선, 둘레에 있는 6개의 소선을 측선이라고 하는데, 심선은 측선보다 지름이 약간 큰 것을 사용합니다. 작은 지름의 강연선은 프리텐션 방식과 포스트텐션 방식에 모두 사용이 되며, 큰 지름의 강연선은 주로 포스트텐션 방식에 많이 사용됩니다. 강연선은 곡선 배치가 쉽고 시공성이 좋아서 근래에 들어 많이 사용하고 있으며, 7연선 중에서는 지름이 15.2mm이고 저릴랙세이션 강재인 SWPC7BL이 많이 사용되고 있다고 합니다.

 

 

 

3. 강봉

강봉은 봉 형상의 긴장재로서 KS D 3505에는 지름이 9.2~40mm인 원형 강봉과 지름이 7.4~13mm인 이형 강봉이 규정되어 있으나, Dywidag과 같은 외국 기업에서는 그보다 더 굵은 강봉을 생산하여 국내에서도 사용이 되고 있습니다. 강봉은 강선이나 강연선보다 강도가 낮지만, 강선이나 강연선보다 릴랙세이션이 작고 강봉의 끝부분이나 전체를 가공하여 나사를 만들어서 너트로 쉽게 정착시킬 수 있는 장점이 있습니다. 그러나 강봉의 특성 상 직선으로만 배치가 되고 곡선으로 배채될 수 없는 제한 사항이 있고, 정착부에서 강봉과 정착면이 직각을 이루지 않거나, 접속장치로 이은 강봉이 일직선으로 연결되지 않는 경우에는 국부적인 휨이 작용하여 파단되는 경우가 있습니다. 따라서 과거에는 강봉도 프리텐션 방식의 긴장재로 사용되었지만, 근래에는 구조물에 영구적으로 매입되는 영구 긴장재로 사용되기 보다는 시공 중에 잠시 사용되는 임시 긴장재로 사용되는 경우가 많습니다. 이것은 강봉이 너트로 정착되므로 필요에 따라 너트를 풀거나 조일 수 있는 장점이 있어서, 임시 긴장재로 사용하기 좋기 때문입니다.

 

 

4. 기타 프리스티레싱 강재

포스트텐선 방식에서 쉬스와 그라우트를 사용하지 않고 비 부착 긴장재로 긴장력을 도입하려고 할 때는, 강재가 부식되지 않고 프리스트레싱 강재만 늘어날 수 있도록 강연선에 그리스 기름을 바르고 고밀도폴리에틸렌으로 감싼 피복 강연선을 사용합니다. 또 강연선의 부식을 방지하기 위한 용도로는 강선 표면을 에폭시로 감싼 에폭시 도막 강연선을 사용하기도 합니다. 매우 큰 긴장력을 도입하는 사장교의 사장 케이블에는 많은 수의 강연선이나 강선을 다발로 하고, 개개의 강연선이나 강선을 아연도금 하여 고밀도의 폴리에틸렌 등으로 피복한 긴장재를 사용하기도 합니다. 또 프리스트레스트 쉘 구조에 원형으로 긴장재를 배치할 때에는 강선을 냉간인발 가공하면서 감아가는 경강선을 긴장재로 사용하기도 합니다.