해양콘크리트

1. 개요

1) 해양 콘크리트란 염분이 많은 지역, 해안지역, 항만공사 등에서 사용하는 콘크리트로서 철근부식이 가장 문제가 되고 있으며 파도에 의한 파압과 해저면 세굴등에 저항하는 콘크리트를 말한다.

2) 해양 콘크리트는 해수의 물리적 · 화학적 작용 및 기상작용 그리고 파랑이나 표규 고형물에 의한 마모 및 충격 등 육상의 콘크리트에 비해 손상을 받기 쉬운 조건이므로 해수에 대한 내구성 및 콘크리트 자체의 강도, 수밀성 등이 큰 콘크리트가 필요하므로 재료, 배합, 시공 등의 전 과정에 걸쳐 철저한 사전준비가 필요하다.


2. 문제점

1) 철근부식: 염분에 의하여 콘크리트속의 철근의 부식이 급속 진행된다.

2) 피복파괴: 균열발생 직후 철근부식의 급속진행으로 피복 콘크리트가 박락현상 발생

3) 콘크리트 균열: 철근부식에 의한 체적팽창(약 2.6배)으로 콘크리트 균열이 발생


3. 고려사항

1) 처리물의 버릴 장소 및 버리는 방법

2) 조풍, 파랑, 조류 등

3) 악천후 때에 항행 선박으로부터 받는 장애

4) 선박의 항행이나 주변 어장에 미치는 영향

5) 해수의 오염을 일으키지 않는 공법


4. 재료

1) 시멘트 
a. 시멘트는 고로 시멘트, 중용열 포틀랜드 시멘트, 플라이 애쉬 시멘트, 내황산염 시멘트 등을 사용한다. 
b. 수밀성이 좋고 내해수성 시멘트일 것
c. 보통 시멘트를 사용할 때 부배합하여 사용
d. 수화열이 적고 내구성이 큰 시멘트

2) 골재 
a. 해수는 알칼리 골재 반응을 일으킬 수 있으므로 충분한 검토가 필요하다. 
b. 내마모성 및 내해양성을 충분히 고려하여야 한다.

3) 강재 
a. 내식성 철근사용
b. 전기방식 공법 적용
c. 해양환경에서 강재의 부식피로, PC강재의 응력부식균열에 대한 충분한 배려가 있어야 한다. 
d. 피복두께를 크게 하고 수밀콘크리트로 시공한다.

4) 포졸란(Pozzolan)
a. 포졸란(Pozzolan)을 사용하게 되면 수밀적이고 해수에 대해 내구성이 큰 콘크리트를 만들 수 있다. 
b. 포졸란은 품질과 혼합율에 대한 충분한 검토가 있은 후에 사용한다.

5) 혼화제 
a. AE제, 감수제, AE 감수제, 고성능 감수제 등을 사용하게 되면 Bleeding 및 시공연도 등이 개선되고 내구성 및 수밀성이 크게 향상된다. 
b. 심한 기상작용에 대한 저항력이 증대된다.

6) 물
a. 해수는 철근부식등이 염려되어 사용하지 않는다.
b. 기름, 산, 염류, 유기물 등 유해물이 함유되지 않을 것.


5. 배합

1) 물, 시멘트 비 
a. 해중 현장시공시 50% 이하
b. 공기 중 현장시공시 45%
c. 물이 닿는 부분은 45%이하

2) 단위 시멘트량 
a. 단위 시멘트량을 크게하면 밀실한 콘크리트를 얻을 수 있어 염류의 화학적 침식 및 강재 부식에 대한 저항성이 커진다. 
b. 단위 시멘트량은 구조물의 규모, 중요성, 환경조건 등을 고려하여 소요 내구성을 얻을 수 있도록 정해야 한다.

3) 공기량 : 3∼6%


6. 시공

1) 콘크리트
해양 콘크리트에는 폴리머를 사용한 폴리머 시멘트 콘크리트, 폴리머 만을 이용한 수지 콘크리트 또는 시멘트 콘크리트의 공극 속에 합성수지를 침투시킨 폴리머 침투 콘트리트 등이 사용된다.

2) 시공이음
해양 콘크리트 시공이음이 잘못 시공되었을 경우 피해가 일반 콘크리트에 비해 심각하므로 주의하여야 한다.
최고조위로부터 위로 60㎝, 최고조위로부터 아래로 60㎝ 사이의 감조부분은 시공이음을 두어서는 안된다.

3) 타설, 다짐, 양생
해양 구조물에서는 균일한 콘크리트를 얻을 수 있도록 타설, 다짐, 양생 등에 충분한 배려가 필요하다.    시공이 좋지 못하면 보통 콘크리트보다 열화 속도가 빠르게 진행되므로 주의하여야 한다.

4) 피복 두께
유수 및 사력을 포함한 파랑작용, 선박의 충격을 받는 부분은 고무 방충제, 목재, 양질의 석재, 고분자 재료 등 적당한 재료로 보호한다.
철근의 피복 두께 또는 부재의 단면을 증가할 필요가 있다.

5) 재령
재령확보는 보통 포틀랜드 시멘트를 사용할 경우 5일간으로 한다.
고로 시멘트 등의 혼합시멘트를 쓸 경우에는 소정의 강도 및 수밀성이 얻어질 때까지 재령을 연장한다.

6) 간격재
간격재 설치수는 기초, 기둥, 벽, 난강 등에는 2개/㎡ 이상, 보, 주형, 슬래브 등에는 4개㎡ 이상을 표준으로 한다.


7. 시공시 주의사항

1) 시공이음이 생기지 않도록 연속타설한다.

2) 철근 피복두께 확보를 위해 spacer 사용하기도 한다.

3) 가급적 정수중에 콘크리트 타설한다.

4) 수중낙하를 금지 시킨다.

5) 한 구획 타설완료 후 다음 콘크리트 타설시 laitance 완전제거하고 타설한다.

6) 수중불분리 혼화제를 사용하는 것이 좋다.


8. 결론
해양 콘크리트 구조물의 시공은 환경조건 및 항행 선박의 영향을 충분히 고려하여 시공하여야 하며 해역오염 및 생태계 영향 등 환경보전에 대한 충분한 배려가 필요하다.