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1. 철근부식 콘크리트 보수사례

1. 개 요

    대상건축물은 준공 후 26년이 경과된 철근콘크리트 구조물로서 업무용으로 사용되고

    있다. 이 건물에는 1층 주변의 보행통로를 확보하기 위해 회랑이 설치되었으며 회랑의

    내부는 바닥이 지면이고 벽과 천장은 철근콘크리트구조물로 구성되어 있다. 회랑내부는

    바닥에서 발생한 습기로 인하여 벽체와 천장에 결로가 심하게 발생되고 있으며, 콘크리

    트의 품질은 재료분리현상이 심하게 나타나 있고 벽체의 균열부위 및 누수부위와 콘크

    리트피복이 얇은 부분에는 철근의 녹이 발생되어 있었고, 철근 녹발생으로 철근체적이

    증가하여 콘크리트 표면이 박락 되어 있다.

2. 조사 및 성능저하 원인ㆍ현상

    가. 조사사항

    1) 도면검토 : 회랑은 본 건축물 축조 후 나중에 증축된 것으로 추정되며 품질관리

                         가  제대로 이루어지지 못한 것으로 조사됨.

    2) 콘크리트강도 : 평균압축강도가 설계기준강도(246㎏f/㎠)의 86.5%인 212.07㎏f/

                                 ㎠로 매우 낮음.

    3) 탄산화 : 표면에서 4.6㎜로, 탄산화의 영향은 거의 없음.

    4) 콘크리트 타설상태 : 재료분리와 콜드조인트가 심하게 나타나 있고 콘크리트의

                                         표면에 공동현상이 많음.

    5) 철근부식현황 : 재료분리 부분에서 심하게 발생함.

    6) 이용실태 : 바닥이 지면이고 벽과 천장은 콘크리트로 밀폐되어 결로에 의한 습

                        기의 발생이 심하고, 환기시설은 전혀 없음.

    7) 지반침하 : 본 건축물 구조물 공사완료 후 되메운 지반위에 회랑의 골조공사를

                         하였기 때문에 이로 인해 부분적인 침하에 의하여 슬래브와 보부재에 균열 및

                        누수가 발생하였음.

나. 성능저하 원인

    주로 시공결함으로 다음과 같다.

    1) 강도부족

    2) 재료분리발생

    3) 피복두께부족

    4) 바닥 마감처리 미흡

다. 발생현상

    1) 균열발생

    2) 콘크리트 박리․박락

    3) 철근부식

    4) 결로현상

3. 원인추정

      콘크리트 타설시 품질관리의 소홀로 재료분리, 콜드조인트, 곰보 등 시공결함으로 인한

      콘크리트 표면 수밀성 부족과, 지표면에서 발생되는 습기처리에 대한 환기시설의 미비로

      내부에서 발생된 습기가 포화상태를 초과하여 결로로 발전되어 철근의 녹발생이 촉진

      되었고, 녹발생에 의한 철근의 체적팽창으로 콘크리트 표면의 박리현상이 발생된 것으로

      추정된다.

4. 보수․보강

    대상부위의 주결함은 습기의 과다발생과 환기시설의 부족이므로 회랑바닥의 습기발생

    을 차단하도록 바닥마감을 하고 환기설비를 보완하여 내부환기를 원활하게 한 후 다음

    의 방법으로 보강한다.

1) 균열부위 보강 순서도

2) 충전공법 상세

철근이 부식되어 있는 부분을 충분히 처리할 수 있을 정도로 콘크리트를 떼어내고,

철근의 부식된 부분을 제거하여 철근에 방청처리를 한 후, 콘크리트에 프라이머 도포를

행한 후에 폴리머시멘트모르터나 에폭시수지모르터 등의 재료로 복구한다.

5. 결 론

철근콘크리트 구조물에서 박리ㆍ박락 및 철근부식 부분을 보수하는 최종 목표는 철근의

부식을 방지하는 것이므로, 이를 위해서는 부실한 콘크리트 부분을 완전히 제거하여야

할뿐만 아니라 손상부위가 제거된 표면으로부터 콘크리트 탄산화가 가능한 깊이 부분

까지도 제거하여 건전한 재료로 교체하여 두는 것이 바람직하다.

또한, 부식된 철근의 녹을 완전히 제거하고 철근표면의 전기 화학적 성질을 안정화시

키고 부식 방지처리를 하여 두어야 한다. 다음으로 제거된 콘크리트 단면을 충전할 때

에는 기존 콘크리트와 물리ㆍ화학적 성질이 유사하고 접착성이 강한 고내구성 재료로

복구하는 것이 바람직하다. 여기에 적합한 재료로서는 폴리머 수지를 단독으로 사용하는

것보다 풀리머시멘트 복합체가 더 유리한 것으로 알려져 있다.

<사진1> 피복두께 부족으로 인한 철근부식

<사진2> 철근부식에 의한 콘크리트 박락

<출처: 한국시설안전공단>