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건축이야기

콘크리트 품질관리

by 왔썹 2021. 3. 22.

콘크리트의 강도에 영향을 미치는 요인으로는 사용 재료의 품질, 배합, 시공방법, 양생방법, 재령, 시험방법 등이 있다.

 

자재관리

 

콘크리트 품질관리의 기본 요소는 관련 자재의 관리이며, 그중 용적의 70% 이상을 차지하는 골재의 품질관리는 그 중 많은 중요성을 가지고 있다. 골재도 다양해져 생산방식에 따라, 천연골재, 인공골재, 재생골재 등으로 나눌 수 있으며, 채취장소의 차이로, 강, 육지, 산, 바다 등으로 구분할 수 있으고 이들을 혼합하여 사용하기도 한다. 레미콘 품질관리 항목 중에 골재의 표면 수율 관리와 입도 관리가 가장 중요하나, 대부분의 레미콘 공장에서는 골재를 야적하고 있어 함수율 관리가 어려운 편이다. 따라서 골재의 품질확보를 위해서는  골재 저장시설등을 설치하고 골재의 입도를 조정하기 위한 스크리닝 시설 등을 설치할 필요가 있다.

 

 

 

생산관리

 

1990년 호칭강도 18 MPa의 사용이 41.5%를 차지할 정도로 주를 이루었으나, 이후 점차 감소하고 있다. 반면 24 MPa규격은 1990년 4.8%에서 2002년에는 26.7%로 증가한 것으로 나타나고 있다.

콘크리트의 고강도화가 진행되고 있는 것이다. 레미콘의 호칭 강도가 상향되는 원인은 고층건물의 증가, 구조체의 크기를 감소시켜 내부 공간을 더 확보하기 위한 경제적인 문제 등을 들 수 있다.

슬럼프의 경우 1990년 8㎝ 규격이 42.5%를 차지하여 주종을 이루었으나, 그 이후 슬럼프 12㎝ 규격이 크게 증가하였고, 2002년에는 슬럼프 12㎝ 규격이 46.2%를 차지한 반면 8㎝ 규격은 14.4%로 점유비가 크게 하락되었다. 나아가 유동성이 매우 높은 슬럼프 15㎝ 규격이 1990년에는 1.3%에 불과하였으나, 2002년에는 30.8%까지 늘어난 것으로 나타나고 있다. 이는 워커빌리티와 최종 결과물의 품질에 대한 고려에 기인할 것이다.

 

 

시공관리

 

건설공사 현장에서 발생하는 콘크리트에 대한 문제는 슬럼프의 변동, 콘크리트 균열, 압축강도 부족, 콘크리트 응결 지연에 따른 초기 강도 저하 등이 주요 항목으로 제기되고 있다. 건설현장에서 콘크리트 품질 저하를 유발하는 원인은 다음과 같다.

  • 레미콘의 공급 지연
  • 콘크리트 타설시 시공불량
  • 촉박한 공정에 따른 거푸집 및 동바리의 조기 해체
  • 거푸집 내의 청소 불량
  • 거푸집의 지지 강성 부족으로 인한 배부름
  • 기상변화에 대한 조치 미흡
  • 타설 지연
  • 타설 후 보양 불량

단순히 워커빌리티를 좋게 하기 한 가수는 강도에 심각한 영향을 미치며, 타설시 한쪽에 그대로 콘크리트를 쏟아붓는 행위는 건물이 틀어지는 문제를 야기할 수 있다. 거푸집 제작이 미흡하여 발생하기도 하지만 타설의 문제로 배부름 등이 발생하기도 한다. 특히 혹서기 및 혹한기 타설의 경우, 보양에 대한 계획이 매우 중요하다. 이러한 문제들은 콘크리트 강도에 직결된다.

 

 

공장 선정

 

레디 믹스드 콘크리트 공장의 선정

건설공사 현장의 경우, 현장 주변의 레미콘 공장에 대해 조사하여 요구조건에 적합한 콘크리트를 공급받을 수 있는 곳을 선정하게 된다. 콘크리트 표준시방서에서는 공장 선정에 대해 아래와 같이 규정하고 있다.

  1. KS F 4009의 규정 및 심사기준을 참고로 하여 사용재료, 제 설비, 품질관리 상태 등을 조사하여 사용목적에 맞는 공장을 선정하거나 설치하여야 한다.
  2. 공장을 선정할 때에는 현장까지의 운반 시간, 배출시간, 콘크리트의 제조능력, 운반차의 수, 공장의 제조 설비, 품질관리 상태 등을 고려하여야 한다.
  3. 단일 구조물, 동일 공구에 타설하는 콘크리트는 향후 하자관계가 불분명해질 우려가 있으므로 가능한 1개 공장의 레디믹스트 콘크리트를 사용하여야 한다. 부득이 2개 이상의 공장을 선정하는 경우 품질관리계획서에 의해 동일한 성능이 확보되도록 책임기술자가 확인하여야 한다.

선정하는 레미콘 공장의 수

건축공사 표준시방서는 레미콘 공장의 선정 조항에서 「동일 타설 공구에 2개 이상 공장의 레미콘이 타설 되지 않도록 고려하여 공장을 선정」하도록 정하고 있다. 원칙상 단일 공구에는 몇 개의 동으로 이루어져 있어도 1개의 공장을 선정하는 것이 원칙이지만 현실은 1개 동 규모인 소형 공동주택공사일지라도 대부분 3~5개사 정도의 레미콘 공장을 선정한다. 이는 레미콘 타설을 계획한 날에 레미콘 공급 상황의 불확실로 인하여 여러 제조사를 거래함으로써 1일 타설 계획량을 안정적으로 공급받기 위함이다. 실제로 인근에 대형 현장이 있는 경우, 공급을 받기 어려운 경우가 종종 발생하며, 이는 오히려 물량이 적은 소형 현장에서 빈번히 발생한다. 하지만, 이러한 혼합 타설은 원재료 및 배합이 다른 콘크리트 간의 품질 편차로 구조체의 품질문제가 발생할 수 있으며, 하자 발생 시 책임소재가 불분명해지는 단점이 있다.

레미콘 공장의 거리

우리나라에서는 레미콘 생산시 KS F 4009(레디믹스트 콘크리트)의 규정에 의하여 제조되고 있다. KS F 4009의 “8.4 운반시간”에서는 믹서트럭을 사용할 경우 콘크리트 혼합 시작 후 1.5시간 이내에 타설 하도록 규정하고 있으나 온도가 높으면 짧은 시간 내에 타설 할 것을 권장하고 있다. 아울러, 콘크리트는 시간의 경과에 따라 성상이 변하며 초기 양생이 시작되면 더 이상 작업이 불가능하므로 레미콘 공장으로부터 현장까지의 거리가 가까울수록 유리하며, 초기 양생이 시작된 콘크리트는 폐기 처분해야 한다.

콘크리트 타설은 짧은 시간에 끝나는 공정이 아니라 최소 수시간 동안 진행되는 작업이므로, 단순한 거리만을 고려하는 것이 아닌 시간대별 교통상황 등도 고려하여야 한다.

 

 

콘크리트의 특성

 

콘크리트의 품질관리는 품질을 일정 범위 내에 있도록 하기 위한 조치를 말한다. 콘크리트의 품질이라면 바로 떠올릴 수 있는 압축강도뿐만 아니라 굳지 않은 콘크리트와 굳은 콘크리트에 관한 시험 등도 포함된다.

굳지 않은 콘크리트

굳지 않은 콘크리트는 비빔 이후 일정 강도를 발휘할 때까지의 콘크리트로

  • 시공연도, 공기량, 온도 및 단위용적 질량을 확보할 것
  • 운반, 타설, 다짐 및 마감 등 각 시공단계가 작업이 용이하게 이루어질 것
  • 재료분리 및 품질의 변화가 적을 것
  • 작업 후 정상속돌로 응결 및 경화가 될 것
  • 타설 후 침하균열 및 초기 균열이 발생하지 않을 것

굳은 콘크리트

경화된 콘크리트의 성질로는 수밀성, 내화성, 내구성과 경제성 등을 들 수 있지만, 경화된 콘크리트의 가장 중요한 성질은 강도이다. 콘크리트의 품질은 각각의 재료에만 영향을 받는 것이 아니라, 복합적인 성상에 영향을 받는다. 그중 강도에 가장 큰 영향을 미치는 것은 물/시멘트 비이며, 이에 배합비율, 다지기, 양생 방법 등을 들 수 있다.

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