콘크리트 보수.보강의 필요성

콘크리트 보수.보강의 필요성


1.보수·보강 필요성

철근 콘크리트 구조는 사회의 건설에 가장 널리 이용되어 온 구조의 하나로서, 철근콘크리트 구조를 구성하는 콘크리트는 경제성과 내구성능이 우수한 건설재료로 인식되어 왔다. 그러나 콘크리트는 재료 자체의 특성에 의해 시간의 경과에 따른 자연적인 노후화와 설계 및 시공상의 품질오차, 환경의 변화, 하중조건의 변화 등에 의하여 부재 및 재료자체의 성능과 사용성(serviceability)이 저하되어 궁극적으로 콘크리트 구조물의 기능이 저하된다.

이와 같이 콘크리트 구조물에 발생되는 노후화 현상은 구조물의 성능을 점진적으로 저하시키게 되며, 적절한 유지관리를 실시하지 않는다면 균열의 확대 등에 의하여 장기적으로 누적된 노후화 손상은 콘크리트 구조물의 안전성에 심각한 위해를 줄 수 있다. 따라서 구조물에 대한 점검을 정기적으로 실시하여 구조물의 성능이 설계상의 허용치 이하로 저하되기 전에 구조물의 성능을 원 상태와 동등 이상으로 회복시켜야 하는 보수 및 보강이 필요하다.


2.보수 보강재료 및 공법

철근콘크리트 구조물의 보강공사에 일반적으로 사용되는 공법은 크게 철판에 의한 보강공법과 탄소섬유, 유리섬유 또는 아라미드섬유 등과 같은 선진 복합재료 (Advanced Composite Materials; ACM)를 연속섬유로 가공하여 보강하는 연속섬유에 의한 보강공법으로 분류할 수 있다. 이러한 보강공법은 철근콘크리트 표면에 에폭시 등의 접착제를 사용하여 보강재(연속섬유쉬트, 철판)을 모재에 일체화시킴으로써 강도 및 강성을 증진시키는 공법적 특성을 지니고 있다. 따라서, 철판에 의한 보강공법 및 연속섬유쉬트에 의한 보강공법은 모재(철근콘크리트)와 보강재(연속섬유쉬트, 철판)와의 접착강도에 따라 그 성능이 좌우된다.

연속섬유에 의한 보강공법은 연속섬유 형태로 짜여진 직물 등의 보강섬유에 수지를 함침시켜 얇은 테이프 혹은 직물형태로 만들어진 보강섬유를 철근콘크리트 부재의 보강재로 사용하는 공법이다. 연속섬유는 고강도, 고탄성 재료이며, 시공상의 편의성 등의 장점으로 인하여 최근에 사용빈도가 높아지고 있으나, 연속섬유 보강공법의 제반 구성요소(바탕처리재, 프라이머, 함침재, 접착제)는 콘크리트 모재와의 일체성 확보에 더욱 중요한 역할을 하므로 공법 구성요소의 성능에 따라 보강공법의 성능이 결정된다.

섬유보강공법은 보강섬유(reinforced fiber)와 매트릭스(matrix)를 복합화하여 목표로 한 성능이 발휘되도록 하는 것이 가장 중요하다. 이를 위해서는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유와 같은 보강섬유와 매트릭스와의 계면 친화력을 강화하고 섬유와 매트릭스와의 응력전달이 충분히 되도록 하는 것이 필요하다. 연속섬유를 이용한 보강공법에서 이 계면에 관한 기술은 섬유와 매트릭스의 조합형태에 따라 달라지는 것은 물론, 같은 조합에서도 매트릭스의 경화 조건에 의해서도 상이한 결과를 야기한다. 따라서, 에폭시를 포함한 매트릭스 구성물의 품질 및 성능은 보강공법 전체의 성능을 결정하는 매우 중요한 요소이며, 매트릭스의 품질 및 성능을 향상시킴으로써 연속섬유에 의한 보강공법의 성능을 향상시킬 수 있다.

3.파급효과

콘크리트 구조물의 성능복구에 공헌 효과적인 보수 보강 시공으로 철근콘크리트 건축물의 수명연장 추가적인 보수 보강 지양으로 직접적인 비용 절감 보수 보강 공사 주기 연장으로 간접적 물류 수송 피해 격감 효율적인 보수 보강 품질관리로 유지관리 예산 절감 보수 보강 관련 신기술 및 신제품 개발 기반 기술 제공으로 수입 대체 효과를 기대할 수 있다.

자료출처 : 건우특수건설