자료실

1. 개 요
    대상건축물은 준공 후 30년이 경과된 철근콘크리트 구조형식의 다중이용시설로서
    사무실 및 대합실로 사용되고 있다. 이 건축물의 일부 RC부재는 시공 당시 콘크리트의
    타설 불량으로 재료분리현상이 산재되어 골재와 공동부가 드러나 있고 일부는 백화, 균열,
    박리, 박락 등의 결함이 진행되고 있다.

2. 조사 및 결함원인ㆍ현상

    가. 조사사항
        1) 육안조사 : 콘크리트 시공상태의 품질은 전체적으로 불량한 상태(재료분리, 공극,
             철근노출)로 일부 보는 부재의 하단에 H형강과 강관기둥으로 보강되어 있음.

                                                                 <그림1> 보의 보강상태

    2) 균열조사 : 0.1～0.3㎜의 망상형 균열이 다수 발생되어있고 전반적으로 콘크리트
        미충전 부위가 산재하고 있어 철근이 노출되어 있고, 재료분리 공극현상도 상당히
        심한 상태임.

    3) 콘크리트 압축강도 : 비파괴 측정법인 반발경도법과 초음파법을 이용하여 강도
        측정을 하고 조합법으로 평균강도를 추정한 결과 269㎏f/㎠로 당시 콘크리트
        압축강도 180㎏f/㎠를 상회하고 있음.

                                                                                                                         (단위 : ㎏f/㎠)

                                                <표1> 비파괴 압축강도 측정치
                                                 
    4) 철근배근조사 : 현재 시공된 철근량을 구조 검토한 결과 구조적인 문제점은 없음.

    5) 철근부식상태 : 육안검사결과 철근노출부위에 녹이 발생되어있고, 매입된 철근은
        비파괴장비(TR-01)를 사용하여 조사한 결과 부식이 없는 것으로 조사됨.

    6) 콘크리트 탄산화 : 코아드릴로 천공하여 페놀프탈레인 용액을 분무하여 조사한 결
        과 탄산화 깊이는 20～30㎜로 탄산화 깊이가 철근위치에 가깝게 진행되어있음.

나. 결함원인

    1) 시공결함 : 배합불량, 재료분리, 철근노출, 강도부족

    2) 유지관리 소홀 : 탄산화

다. 발생현상
        콘크리트 노후화 : 균열, 백태, 박리, 박락, 철근부식 등.

3. 원인추정
    대상건축물 신축당시 시공기술 수준은 준공 후 30년이 경과한 점을 감안하면 손비빔
    에 의한 현장배합타설로 추측되며 따라서 인력에 의존함으로써 정확한 계량과 비빔시
    간의 준수, 타설시 진동다짐 및 충전이 곤란하여 재료분리가 많이 발생되었고, 이로 인
    하여 균열 및 백화 현상이 발생된 것으로 추정됨.

4. 보수안

1) 제1안

                      <그림2> 재료분리에 의한 공극부분(철근 비노출부분) 충전보수

      - 재료분리에 의한 콘크리트 들뜸 부분을 제거한다.
      - 마이크로시멘트를 공극부분에 주입한다.
      - seal재료 등으로 표면 처리한다.

      이 공법은 철근노출부가 없어 철근부식이 발견되지 않았을 때 실시하는 방법이며,
      철근노출 및 부식이 있을 경우는 반드시 <제2안>과 같은 방법으로 한다.

2) 제2안

                          <그림3> 재료분리에 의한 공동 및 철근노출부분 충전보수

      철근노출부분은 다음과 같이 보수한다.

      - 박리, 박락부분과 철근부식부분을 완전히 제거한다.
      - 제거부분은 솔이나 빗자루 등을 사용하여 깨끗이 청소한다.
      - 고압수에 의해 충분히 세정한 후, 와이어브러시 등으로 철근 녹을 제거하고 철근
         을 방청 처리한다.
      - 제거부분에 프라이머를 골고루 도포한다.
      - 도포부분을 폴리머시멘트 모르터를 사용하여 충전 복구한다.

      - 철근의 피복두께가 확보되도록 박리, 박락부분을 충분히 표면 처리하는 것에

        주의한다.

5. 결 론
콘크리트 부재의 균열, 공동부에 대한 보수의 성패는 충전재료와 주입공법의 적정한
선택에 달려있다. 충전재료는 기본적으로 기존 콘크리트 재료의 물리ㆍ화학적 성질이
유사한 것이어야 하고, 미세공극에 주입되기 위해서는 입자의 크기가 미세하고 점성이
낮으며, 경화 조건에 융통성이 있어야 하므로, 마이크로시멘트를 사용한 폴리머시멘트
(PCM : Polymer Cement)풀이 적합하다. 주입방법은 미세공극 내부의 공기여압(空氣
餘壓)이 형성되지 않도록 공기배출구를 설치하고, 가능한 한 저압으로 장시간 시공하는
것이 바람직하다. 철근이 노출 부식된 부위의 보수는 철근주변 콘크리트의 탄산화 부위를
제거하기 위해 콘크리트가 박락ㆍ박리된 부위보다 약 3～5㎝ 넓고 깊게 콘크리트를
제거하고 철근을 방청처리한 후 접착성과 내구성이 우수한 PCM으로 복구 마감하는 것이
바람직하다.

<사진1> 재료분리 및 다짐불량에 의한 철근노출

<사진2> 재료분리 및 다짐불량에 의한 콘크리트 미충전

[출처 : 시설안전공단]