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동결융해 콘크리트 보수사례

1. 개 요
대상건축물은 준공 후 16년이 경과된 철근콘크리트 라멘조이며 도심외곽에 건립된
다중이용 시설물이다. 이 건물은 지붕구조물의 처마 끝부분과 밑면에서 피복콘크리트가
박리․박락되고 철근이 부식되어 있다.

2. 조사 및 성능저하 원인․현상
   가. 조사사항
      1) 콘크리트 강도 : 조합법으로 측정결과 설계기준강도(210㎏f/㎠)의 95%인
           199.72㎏f/㎠로 조사됨.
      2) 콘크리트 탄산화 : 탄산화깊이는 0.5～3㎜ 정도로 미약함.
      3) 철근피복두께 : 결함부위의 피복두께는 5～15㎜ 정도로 대체로 얇음.
      4) 균열발생 현황 : 캔틸레버 끝부분과 밑면부분에 주로 발생하였으며 이로 인한
          누수현상도 발생됨.
      5) 박리․박락 현황 : 전체적으로 폭 50～420㎜, 깊이 4～10㎜, 길이 0.5～8㎜의
          상태로 분포되어 있음.

<표1> 박리ㆍ박락 현황

      6) 온도의 영향 : 도시외곽의 벌판지역으로 온도변화에 따라 동결과 융해의 영향을
          많이 받은 것으로 조사됨.

나. 성능저하 원인
      1) 동결융해
      2) 시공결함 : ㆍ피복두께 부족
                           ㆍ철근부식

다. 성능저하 현상
      1) 균열발생
      2) 콘크리트 박리ㆍ박락
      3) 철근부식

3. 원인추정
대상건축물의 지붕구조물의 처마 끝부분의 콘크리트 박리ㆍ박락 및 균열 등은 건물이
위치한 곳이 교외 개활지인 점을 감안할 때 동결융해에 의한 피해가 주원인으로 판단
되며 부분적으로 시공당시 저급한 콘크리트 품질과 피복콘크리트 두께 부족 등이 추가
적인 요인으로 작용한 것으로 추정된다.

4. 보수․보강

<그림1> 철근부식부분 충전공법 개념도

<그림2> 부식부분 보수공법 순서도

철근이 부식되어 있는 부분을 충분히 처리할 수 있을 정도로 콘크리트를 떼어내고 철
근의 부식된 부분을 제거하여 철근에 방청처리를 하고, 프라이머로 도포한 후에 폴리머
시멘트모르터(PCM)나 에폭시수지 모르터 등의 재료로 복구할 필요가 있다.

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, 손상부위 뿐 아니라 콘크리트 탄산화가 가능한 깊이부분까지도 제거하
여 건전한 재료로 교체하여 두는 것이 바람직하다. 또한 부식된 철근의 녹을 완전히
제거하고 철근표면의 전기 화학적 성질을 안정화시키고 부식 방지처리를 하여 두어야
한다. 제거된 콘크리트 단면을 충전할 때에는 기존 콘크리트와 물리ㆍ화학적 성질이
유사하고 접착성이 강한 고내구성 재료로 복구할 필요가 있다. 여기에 적합한 재료로서는
폴리머 수지를 단독으로 사용하는 것보다 풀리머시멘트모르터(PCM)가 더 유리한 것으로
알려져 있다

<사진1> 동결융해에 의한 콘크리트 박리․박락(Ⅰ)

<사진2> 동결융해에 의한 콘크리트 박리․박락(Ⅱ)

[출처 : 한국시설안전공단]