작성일: 2013-04-03 조회수: 5354
   제   목  콘크리트 표면층 박리 동해
   글쓴이  관리자


"월간 레미콘 아스콘 골재"  2013. 04 - 한천구 교수 (청주대 건축공학과)

1. 서언
 
얼마 전 미국에 박사과정중인 아들에게서 메일이 왔다. 제목은 「오늘 뉴스에서····」라고 하며「한겨레신문」의 금
  강 공주보의 난간에서 사진 1과 같이 준공 반년 만에 콘크리트 표면이 무더기로 떨어져  나갔다고 하는데 그 원인
  이 무엇일까 하는 내용이었다.
  특히 최근 들어 이와같은 동해 열화현상은 국내 이곳저곳에서 대단히 많이 발생하여 심각한 상황에 있는데, 국가
  도, 학계도, 언론도 별로 대수롭지 않게 생각하여 대책도 전혀 강구하고 있지 않는 것 같음에 본 강좌에서는 이와같
  은 원인을 분명히 규명하고 대책도 제시하며 사안의 중요성도 강조해 보고자 한다.


사진 1. 공주보 교량 난간의 콘크리트 표면박리
(한겨레, 2013.1.29일자)

2. 표면층 박리의 원인
  공주보 교량 이외에도 사진 2는 최근에 문제시 되고 있는 콘크리트 표면박리동해(Scaling) 현상들이다. 콘크리트
  의 내구성 요인으로 동해열화 현상은 전 기술 강좌 제 20회(1993.3)에 기술한 바와 같다. 
  즉, 동해는 팽창성 동해, 팝 아웃, 표면층 박리로 분류되고, 이번에 중요시되는 표면층 박리 동해는 다음의 3가지
  원인으로 상세히 설명된 바 있다.
  1) 물 시멘트비가 큰 콘크리트가 동결융해 작용을 받음으로써 발생하는 일반적인 스케일링
  2) 해수 등에 포함된 염류와 동결융해 작용의 복합으로 발생하는 스케일링
  3) 블리딩수가 치밀한 마감표면층 밑에 모여짐으로써 이 부분에서 박리하는 시공부실에 의한 스케일링


사진 2. 표면층 박리를 일으킨 스케일링 동해의 예

3. 문제의 심각성
  (1) 환경변화 심각성
        불과 얼마 안 된 일이지만 2009년 이전에는 지구온난화 등의 이유로 하여 겨울이 그렇게 춥지 않았고, 눈도 많
        이 오지 않았다. 그러나 2010년 이후 현재까지는 겨울이 이상하리만큼 변했다. 기상이변이라고 표현하고는 있
        지만 일 최저 기온도 과거 10년 또는 그 이상보다 평균치로 -3 ℃이상 낮아졌고, 적설량도 4∼5배 많아(기술강
        좌 154, 155회 참조) 콘크리트 표면층 박리 동해 측면에서 보면 기상재해라고 할 만큼 열악한 환경으로 변모되
        어 있다.
        그런데, 환경이 변화하면 대책을 강구하는 것이 기본이다. 더 추워지고, 더 눈이 많이 와서 겨울철 콘크리트의
        동해대책이 중요시되는데, 과연 우리나라의 대책은 무엇인가?
  (2) 설계부실
        스케일동해를 방지하기 위한 가장 기본이 되는 것은 강도가 큰 콘크리트로 시공하는 것이다. 일례로 중부 고속
        도로와 같은 도로인 경우는 포장용 콘크리트로 휨 4.0, 4.5중 4.5로 설계하는 것이 기본이다. 휨 4.0이면 압축
        강도로는 35 ㎫ 전후, 휨 4.5라면 압축강도 40 ㎫ 전후로 발휘되지 않을까 싶다.
        그러나 건축물 주변 주차장 혹은 도로의 경우는 토목분야의 설계자가 아닌 건축사가 설계를 하게 되는데, 건축
        물은 예술적으로 아름답게 하고 건축물 구조체도 고강도로 하는 등 많은 노력을 기울이고 있지만, 주변도로나
        주차장 등은 부대토목으로 간주하여 대수롭지 않게 생각하고 18 ㎫ 등 저강도로 설계하고 마는 경우가 많다.
        그렇게 하다 보니 예년에는 3∼4년 가던 것이 가혹한 기상조건인 최근에는 1년도 견디지 못하고 겨울을 나고
        나면 표면이 모두 벗겨지는 표면층 박리 동해가 발생하고, 심한 경우는 차량통행에 따라 마모현상으로 인하여
        먼지까지도 발생하고 있는 심각한 상황이다.
  (3) 레미콘 배합 및 시공결함
        콘크리트 표면이 동결융해 작용으로 벗겨지는 스케일링 동해는 콘크리트의 강도가 제일 중요하지만, 재료분리
        현상과도 연관이 깊다. 즉, 레미콘 배합의 경우는 골재 중 점토분 등 미립자량이 과다한 경우, 골재의 불연속입
        도현상(Gap grading), 지나치게 큰 S/a, 부족한 점성, 지나친 혼화재 치환, 과다한 슬럼프치 등을 들 수 있고,
        또한 시공과정에서는 지나친 다짐(재료분리 유발), 블리딩수의 처리 불량, 지나치게 빠른 마감시공 등 시공불
        량도 문제를 유발할 수 있다. 일예로 40 ㎫정도인 고강도 콘크리트일지라도 블리딩이 생긴 위에서 콘크리트를
        다지는 등 지나치게 마감처리하게 되면 표면부의 강도는 극히 낮아져 표면층 박리동해가 발생하게 된다.
  (4) 사용과정에서의 부주의
        콘크리트의 사용과정 중 표면층 박리동해의 중요한 요인은 염해환경에 노출되지 않게 하는 것이다. 물론 바다
        에 인접한 콘크리트인 경우야 바다환경으로부터 염화물이 침투되지 않게 하는 대책을 세우겠지만, 대책이 전
        혀 없는 내륙지방 콘크리트에 눈을 녹이기 위한 엄청난 염화물 살포하는 것은 큰 문제가 아닐 수 없다. 한 해
        겨울을 나기 위해 준비한 염화칼슘이 순식간에 동이 나고, 소금 값이 오를 정도로 염화물을 살포하고 있는 것
        이 현실이다.
        필자의 경우, 일본 북해도 삿보로에 1년간 거주한 경험이 있는데, 많은 량의 눈이 겨울에 매일같이 내려도 한
        번도 염화칼슘을 살포하는 것을 본 적이 없다. 눈이 오며 치우거나, 열선 등으로 녹이는 처리를 해야지, 엄청
        난 염화칼슘을 살포하는 것은 표면층 박리 동해가 크게 발생하는 것은 물론이고, 교량, 고속도로 등에 철근부
        식 및 알칼리 골재반응 등 앞으로 수십년내 콘크리트 구조물에 엄청난 재앙으로 닥아올 것이다. 차량통행
        이 좀 잘 안되고, 또 다른 부작용이 있을지라도 좌우지간 염화칼슘 등 염화물을 콘크리트 구조물에 막대하게
        살포하는 것은 하루라도 속히 막아야 할 것이다.

4.대책수립
  문제의 파악이 정확히 이루어지면 대책은 문제에 따라 시정하면 된다.
  즉, 콘크리트의 표면층 박리 동해를 방지하기 위하여는 설계과정에서 콘크리트의 고강도화, 레미콘 배합 및 시공
  과정에서의 철저한 품질관리, 사용과정에서의 염화물 살포 금지가 문제의 해답이다.
  하루속히 전국가적으로 대책을 수립하지 않으면 그에 상응하여 몇십골절 큰 엄청난 피해로 우리에게 닥쳐올 것임
  을 명심하여야 할 것이다.



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