< PreviousMagazine of the Korea Concrete Institute 38 한 소규모 단면복구 실시 단면은 거의 대부분에서 들뜸 이 발생하였다. 2.2.3 균열 대상 교량의 7개소 모두 폴리머 모르타르를 사용하여 복구공사가 이루어졌다. 골재의 미사용으로 인해 대단 면의 경우 건조수축으로 인한 균열이 발생하고 있다. 교 량3의 경우 하나의 교각 기둥에 폴리머 모르타르와 폴리 머 콘크리트로 동시에 시공하였다. 균열 양상을 확인하 면 폴리머 모르타르부의 상단구간은 수직 10 ∼ 20 cm, 수평 15∼ 30 cm, 중단구간은 수직 10 ∼ 25 cm, 수평 20 ∼ 30 cm의 균열 간격을 가지고 있었으며, 콘크리트 보수 가 된 하단구간은 수직 30 ∼ 60 cm, 수평 40∼ 80 cm의 균열 간격을 가지고 있는 것으로 확인되었다. 또한, 콘크 표 3. 부착강도 실험결과 ID교량위치부착강도(MPa)파괴면보수재료보수방법열화제거방법시공시기 1 교량1 교대전면0.72부착면폴리머모르타르뿜칠브레이커 2015 2교대전면0.46모재폴리머모르타르뿜칠브레이커 3교대전면0.34모재폴리머모르타르뿜칠브레이커 4교각배면0.55모재폴리머모르타르뿜칠브레이커 5교각우측0.04부착면폴리머모르타르뿜칠브레이커 6 교량2 교각상면0.04부착면폴리머모르타르뿜칠브레이커 20187교각상면0.04부착면폴리머모르타르뿜칠브레이커 8교각전면0.30보수재폴리머모르타르뿜칠브레이커 9 교량3 교각우측0.05부착면폴리머모르타르뿜칠브레이커 2018 10교각우측0.05부착면폴리머콘크리트뿜칠브레이커 11 교량4 교각전면0.60보수재폴리머모르타르뿜칠브레이커 2020 12교각전면0.60보수재폴리머모르타르뿜칠브레이커 13교각전면0.13부착면폴리머모르타르뿜칠브레이커 14교각상면0.04부착면폴리머모르타르뿜칠브레이커 15 교량5 교대전면0.74보수재폴리머모르타르흙손브레이커 2020 16교대전면0.09보수재폴리머모르타르흙손브레이커 17 교량6 교각배면0.33부착면폴리머모르타르흙손브레이커 2020 18교각배면0.13모재폴리머모르타르흙손브레이커 19교각배면0.15부착면폴리머모르타르흙손브레이커 20교각상면0.08부착면폴리머모르타르흙손브레이커 21교각상면0.23모재폴리머모르타르흙손브레이커 22 교량7 교대전면0.64보수재폴리머몰탈뿜칠브레이커 2015 23교대전면0.39모재폴리머몰탈뿜칠브레이커 24교각상면0.04부착면콘크리트거푸집브레이커 25교각상면0.12모재콘크리트거푸집브레이커 26교각배면0.60부착면콘크리트거푸집브레이커 특집 5 | SPECIAL ARTICLES 그림 3. 콘크리트 단면복구 공법 개념도제 33권 4호 2021. 07 39 리트로 시공한 부분이 폴리머 모르타르로 시공한 부분보 다 균열이 61 % 정도 감소함을 보였다<그림 3>. 보수재 료에 굵은 골재를 사용하면 수화반응 시 체적을 유지하 면서 길이변화율이 감소하기 때문에 굵은 골재를 사용할 경우 균열을 감소시키는 것으로 보인다. 2.2.4 부착강도 열화가 발생한 콘크리트의 보수 · 보강방법은 폴리머 시멘트 모르타르를 이용한 복구 방법이 일반적으로 사용 되고 있으며, 이와 같은 폴리머 시멘트 모르타르는 공용 중 차량에 의한 진동과 충격, 외부 환경하중 하에서 신 · 구 콘크리트 간 부착력에 심각한 결함을 가지게 되어 일 체화된 역학적 거동과 장기공용성 확보에 지대한 영향을 받게 된다. 이처럼 공용성 확보를 위한 중요 인자인 부착강도를 평가하는 대표적인 시험방법으로는 현장 부착강도 실험 이 있으며, KS F 4042에 따르면 폴리머 시멘트 모르타르 는 최소 부착강도 1 MPa를 만족하여야 한다. 현장에서 의 특수성 및 환경요인을 고려해야 하며, 부착강도 성능 에 영향을 미치는 인자 즉, 시공적 요인, 재료적 요인 등 다양한 연구가 진행되고 있으나, 이에 바탕이 되어야 할 평가 기준(환경적 요인)에 있어서는 다소 불명확하다. 기 존에 구 콘크리트와 복구재료인 신 콘크리트 사이에 계 면 부착강도에 미치는 영향을 분석하고자 다양한 조건 하의 부착강도 실험을 실시하여 부착강도에 영향을 주는 인자를 평가하였다. 부착강도 실험은 대상 교량 7개소에서 총 26곳에서 실 시하였다. 부착강도의 결과는 <표 3>에 정리하였다. 부 착강도 실험은 7개소 교량의 단면 복구 부위에서 실시하 였으며 총 26개소이다. 파괴면에 따른 부착강도 실험 결 과는 <표 4>와 같으며 실험 결과 전체 조사 대상 코어 26 개 중 부착 계면에서 7개(50 %), 모재에서 13개(27%), 보수재에서 6개(23 %)씩 파괴가 발생하였다. 평균 부착 강도는 부착 계면 > 모재 > 보수재의 순서로 각각 0.5 > 0.32 > 0.19 MPa로 나타났고, 모두 KS F 4042에 의한 기 준 부착강도(1.0 MPa)에 미달하는 값을 보였다. 단면복구공사 시 국내 현장에서는 보수면적에 따라 뿜 칠 또는 흙손 미장을 사용한다. 이에 시공방법에 따른 부 착강도의 차이를 확인하였다. 일반적으로 뿜칠 시 압력 에 의해 다짐현상이 발생하여 시공품질이 좋은 것으로 알려져 있다. 부착강도 평균값의 경우, 뿜칠이 0.33 MPa 로 흙손의 0.25MPa의 32 %로 높게 나타났다. 일부 뿜칠 공법을 사용한 현장에서는 1차 타설 후 2차 타설까지의 시간이 1일 이상의 시간 간격을 가져, 1차 타설층이 충분 히 건조된 상태에서 2차 타설층이 형성되어 보수재 내에 서 계면이 형성되어 부착품질이 저하 된 것으로 판단된 다. 따라서 층분리에 따른 부착강도 저하를 막기 위해서 수평면은 가급적 하나의 층으로 시공하며 여러 층으로 타설되는 경우 앞에 타설한 층이 경화되기 전에 다음 층 을 시공해야 할 것으로 판단된다. 그리고 기존 타설면을 요철을 만들어야 하며, 충분한 수분을 공급하여 표면건 조 포화상태(Saturated Surface-Dry)로 만들어야 충분한 부착강도를 발휘할 수 있을 것으로 판단된다. 3. 단면복구 공사 실태 분석 및 개선 방향 기존의 단면복구를 시행한 교량 7개소를 대상으로 현 장조사를 실시하였다. 단면복구공사 부위에 균열과 들 뜸 등 철근콘크리트의 대표적인 열화가 광범위하게 나 타났다. 균열의 경우 과도한 건조수축으로 인하여 발생 한 것으로 추정된다. 들뜸의 경우 부착강도의 저하로 발 생한 것으로 추정된다. 따라서 건조수축 발생의 저감과 표 4. 부착강도 실험 결과 요약 파괴면 수량 (비율) 평균 부착 강도 부착성능 저하 원인 (추정) 보수재 6 (23 %) 0.50 (MPa) - 뿜칠 시간 간격 과다 (다층시공) 부착 계면 13 (50 %) 0.19 (MPa) -보수재 부착성능 부족 -모재 열화부 처리 불량 - 모재 표면상태 미흡 (표면건조포화 > 습윤 상태 > 기건상태) -신구접착제 미사용 모재 7 (27 %) 0.33 (MPa) -모재 열화부 처리 불량Magazine of the Korea Concrete Institute 40 부착강도의 성능 향상을 목적으로 단면복구공사의 (1) 열화부 제거방법, (2) 모재 바탕면 전처리, (3) 시공방법, (4) 양생의 4가지 부문에 관하여 개선방안을 제시하고자 하였다. 3.1 열화부제거 방법 열화부 범위의 경우 국내는 물얼룩을 기준으로 결정 하지만 국외의 경우 열화된 콘크리트를 기준으로 결정 하고 있다. 국내의 열화부 제거 범위는 물얼룩 경계에 서 30 ~ 50 mm 확장하여 정하며 미국의 경우는 들뜸의 경계면에서 152 mm(6 in) 확장하여 제거하고 있다. 반 면 유럽과 일본의 경우 열화부 제거 범위를 최소화하고 있다. 국내와 미국은 열화부 제거 범위를 열화부보다 넓게함으로서 열화부의 완전한 제거가 목표로 보인다. 따라서 부착성능을 고려하여 열화부 제거 범위를 다음 과 같이 제안하고자 한다. •균열 또는 들뜸으로부터 150mm 거리까지 제거 •철근 하면으로부터 20 mm 이상 깊게 제거 •열화부의 완전제거 •단순 모양으로 제거 3.2 모재 바탕면 전처리 모재의 바탕면 처리의 경우 국내· 외 모두 요철 처리 실시하고 있다. 그러나 국내와 일본의 경우 표면함수상 태에 대한 기준이 없으며 유럽과 미국 모두 모재는 충 분히 젖어있고 표면은 물기가 없는 표면건조 포화상태 (Saturated Surface-Dry, SSD)를 만들어야 한다. 모재의 표면건조 포화상태는 보수재 타설 후 경화되는 과정에 서 필요한 수분이 모재로 이동하는 것을 방지한다. 이는 보수재의 수화반응 시 필요한 수분을 확보함으로써 보 수재가 충분한 강도를 발현하기 위함이다. 따라서 국내 에서도 모재의 표면함수 상태를 표면건조 포화상태로 만든 후에 보수재를 타설하는 것이 적절해 보인다. 3.3 시공방법 보수재 타설 시 층별 타설 시간이 길어질 경우 보수 재내에 층분리가 일어나기 쉽기 때문에 되도록 하나의 층으로 시공하는 것이 필요하다. 뿜칠로 여러 층으로 시공할 경우 이전 층의 초기 경화 전에 다음 층을 시공 하거나 경화 후에 시공할 경우 이전 시공면의 함수상태 를 표면건조 포화상태로 만들어 타설해야 한다. 1회 시 공 두께는 25 ~ 50 mm, 최소 두께 10 mm로 하고 거푸 집을 사용할 경우 충분한 다짐을 실시하고 충분한 경화 후에 거푸집을 탈형해야 한다. 3.4 양생방법 타설 이후 보수재는 습윤양생을 실시하여 충분한 강 도가 발현되도록 유도해야 한다. 습윤양생 방법으로는 양생수 살포, 불침투성 시트사용, 양생제 사용이 있으 며 주변의 상대습도가 95 % 이상 유지된다면 자연 양 생을 허용하고 있다. 고속도로 교량의 현장 여건상 양 생포 설치 불가한 경우가 많으며 이 경우 양생제를 도 포하여 습윤양생을 해야 한다. 4. 맺음말 고속도로 교량 경우 콘크리트 단면 열화에 대한 조치 로 단면복구공사를 실시하고 있다. 단면복구공사는 한 해 400억 원의 예산이 투입되고 있는 콘크리트 구조물 의 대표적인 보수공법이다. 그러나 단면복구공사의 증 가와 함께 최근 보수 부위에 대한 재손상 사례가 늘어 나고 있다. 재손상의 방지, 재보수주기 연장을 위해선 단면복구공사의 설계개념 재정립, 성능기반의 재료성 능 기준 마련, 시공지침 개선, 보수공사체계 마련 등이 필요하다. 본고에서는 단면복구공사의 성능 향상을 위 해 단면복구공사 후 보수 부위의 손상사례 및 원인에 대해 분석하였다. 그리고 현장조사 결과와 이를 바탕으 로 단면복구공사 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 4가 지 관점(열화부 제거, 모재 바탕면 전처리, 시공방법, 양 생)에서 간단히 소개하였다. 특집 5 | SPECIAL ARTICLES 담당 편집위원 : 김우석(금오공과대학교) kimw@kumoh.ac.kr 연정흠(가천대학교) jyeon@gachon.ac.kr 최성((주)현아이) csomy1113@naver.com 김성겸(금오공과대학교) skim@kumoh.ac.kr제 33권 4호 2021. 07 41 1. 한국시설안전공단(2018), 시설물의 안전 및 유지관리 실시 세부지침(안전점검진단 편), 2018. 2. ACI, “Concrete Repair Manual”, American Concrete Institute. 3. ACI Committee 506, “Guide to Shotcrete”, American Concrete Institute, 2015. 4. ACI Committee 524, “Guide to Portland Cement- Based Plaster”, American Concrete Institute, 2004. 5. EN 1505, “Products and systems for the protection and repair of concrete structures. Definitions, requirements, quality control and evaluation of conformity”, European Committee for Standardization, 2005. 6. 일본 토목연구소, 콘크리트 구조물의 보수대책 시공 매 뉴얼(안), 국립연구개발법인 시키연구소, 2016. 참고문헌 정유석 교수는 펜실베니아주립대 학교 토목환경공학과에서 FRP로 보강 된 콘크리트 부재의 장기거동 관한 연 구로 박사학위를 취득하였으며, 현재 경북대학교 건설방재공학부 교수로 재 직 중이다. 주로 교량의 유지관리와 관 련한 연구를 수행하고 있다. ysjeong@knu.ac.kr 김우석 교수는 펜실베니아주립대 학교 토목환경공학과에서 일체식교대 교량 장기거동에 관한 연구로 박사학위 를 취득하였으며, 현재 충남대학교 토목 공학과 교수로 재직 중이다. 주로 일체 식교대교량 설계법 개발과 교량의 유지 관리와 관련한 연구를 수행하고 있다. wooseok@cnu.ac.kr 윤성환 책임연구원은 한양대학교 건설환경공학과에서 극한하중(충돌, 폭발, 화재)에 대한 콘크리트 구조물 의 재료구성모델 및 구조적 거동에 대 한 연구로 박사학위를 취득하였으며, 현재 한국도로공사 도로교통연구원 구 조물연구실 책임연구원으로 재직 중이 다. 주로 교량의 유지관리와 관련한 연 구를 수행하고 있다. shy@ex.co.kr 민근형 박사과정 은 충남대학교 토목공학과 구조해석실험실에서 박사 과정 중이다. 주로 교량의 유지관리와 관련한 연구를 수행하고 있다. mingh@cnu.ac.kr MCP 순환골재 콘크리트 실무지침 •저 자 : 한국콘크리트학회 •출판사 : 기문당 •발행일/Page : 2019-12-20 / 279 page •정가(비회원가) : 29,000원 •회원할인가 : 23,200원(20%) 순환골재는 폐콘크리트로부터 적절한 가공과정 을 거쳐 불순물이 일정한 비율 이하로 혼입되어 있 고, 밀도 및 흡수율 등에서 일정한 기준에 만족하는 것을 의미한다. 순환골재 콘크리트는 콘크리트용 순환골재의 품질 기준에 적합한 순환골재를 일정한 비율 이하로 혼입하여 만들어진 콘크리트를 의미한 다. 앞으로 천연골재의 공급환경은 지속적으로 악 화되겠지만, 순환골재의 생산량은 지속적으로 증 가하고 또한 그 활용을 위한 환경은 지속적으로 강 화될 것이기 때문에 건설시공에서 순환골재 콘크리 트의 사용은 곧 일반화될 것으로 예상된다. 이에 본 지침은 범용으로 사용되는 순환골재 콘크리트를 염 두에 두고, 콘크리트 기술자 및 연구자들이 활용할 때 반드시 알아야 할 사항을 정리하였다. 도서 소개글/사진 : 배기선(한양대학교 ERICA 건설구조물 내구성혁신 연구센터 연구교수) 숲속의 여왕이라고 불리는 자작나무는 참나무목 자작나무과의 식물로서 하얗고 윤이 나며 껍질이 종이처럼 얇게 벗겨지는 특성 때문에 신라의 천마도도 자작나무 껍질에 그려졌다고 합니다. 자작나무 목재는 강하고 치밀하며 내구성이 우수하여 가구용 뿐만 아니라 해인사 팔만대장경 경판 제작에도 사용되는 등 여러 방면에서 유용한 나무입니다. 우리나라의 산림에 자작나무로 조림되는 지역이 많아진다면 좋겠습니다. 포토에세이 | PHOTO ESSAY Magazine of the Korea Concrete Institute 42제 33권 4호 2021. 07 43 기술기사 1 | TECHNOLOGY ARTICLES 친환경 시멘트(HSCSC: High Sulfated Calcium Silicate Cement) 의 생태건축 현장적용 Application of Eco-Cement(HSCSC: High Sulfated Calcium Silicate Cement) for Public Facilities 양완희 Wan-Hee Yang (주)위드엠텍 기술연구소 상무이사 김상헌 Sang Heon Kim 한국건설기술연구원 수석연구원 정석만 Seok-Man Jeong (주)위드엠텍 기술연구소 과장 김현수 Hyeon Soo Kim 한국건설기술연구원 선임연구위원 이건철 Gun-Cheol Lee 한국교통대학교 건축공학전공 교수 1. 머리말 시멘트 생산 중 배출되는 이산화탄소의 양은 철강 산업에 이어 두 번째로 많다. 우리나라는 이산화탄소의 배출량 증가율 이 중국에 이어 세계에서 2번째로 높으며, 최근에는 미국, 유럽 등을 중심으로 환경 문제가 이슈화되어 보통 포틀랜드 시멘 트를 사용하지 않는 콘크리트가 개발되었는데, 국내에서도 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하지 않는 기술개발이 활발히 진 행되고 있다. 생태건축에서도 규모에 따라 기초 및 슬래브 등에 기존의 건축물에 활용되는 시멘트 콘크리트의 적용이 필요한 경우가 발생할 수 있는데, 기존의 포틀랜드 시멘트는 천연자원 및 고에너지 소비, 인체 유해성 논란 등이 있으므로 좀 더 개선된 형 태의 콘크리트 개발 및 적용이 필요한 상황이다. 이러한 용도로 지오폴리머, 알칼리 활성화 시멘트 등이 대안이 될 수 있으나, 경제적인 측면, 실용 가능성 측면에서 다소 제한이 있는 것이 사실이다. 친환경 시멘트(High Sulfated Calcium Silicate Cement 이하 : HSCSC)의 경우 이와는 다르게 경제적이며, 생산 과정에서 에너지 소비가 적고, 산업부산물의 적극적인 활용이 가능한 측면에서 현실적인 대안이 될 수 있다. HSCSC는 고 황산염 시멘트(Super Sulfated Cement 이하: SSC)의 일종이며, 철강 산업의 부산물인 고로슬래그 미분 말의 황산염 활성화를 이용한 시멘트로써, 독일, 프랑스, 벨기에 및 영국에서 표준화가 되었다. SSC는 일반적으로 생산 과 정에서 소량의 CO 2를 배출하고, 강도구현 시 낮은 수화열을 방출하며, 해수 및 황산염 지하수 등의 가혹한 환경에서도 우 수한 내구성을 발휘한다1). 이에 따라 본 기술기사에서는 친환경 시멘트(HSCSC)를 활용하여 생태건축 현장에 시범 적용하 기까지의 일련의 실험내용과 서울시 노원구 상계 6, 7동 753-2(윈터 근린공원)에 위치한 숲속 작은 도서관 조성사업에 따 른 생태건축 현장적용 사례를 소개하고자 한다. 2. 기술개발의 필요성 HSCSC는 일반적으로 잠재 수경성 재료(Latent hydraulic materials, Slag 등)와 황산염 및 석회 광물로 구성되는데, 1940 년대 이후 영국, 프랑스, 독일 등에서 활용되어왔으며, 유럽 등지에 관련 규격 2)이 존재하는 등 주요한 고내구성 건설재료 로 인식되고 있는 실정이다. HSCSC는 저렴한 잠재 수경성 재료 및 석회석고광물로 제조가 가능하므로 기존의 보통 포틀Magazine of the Korea Concrete Institute 44 기술기사 1 | TECHNOLOGY ARTICLES 랜드 시멘트와 유사한 수준의 경제성을 확보할 수 있으 며, 기존의 시멘트 단가와 유사한 수준으로 판매 및 유통 이 가능할 것으로 기대된다. 또한 보통 포틀랜드 시멘트 (Ordinary Portland Cement 이하: OPC)와 달리 소성 공 정이 없이 제조할 수 있으므로 에너지 소비가 적고 천연 광물의 보호 및 온실가스(CO 2) 저감에 기여할 수 있으며 내구성 저하에 절대적인 원인이 되는 C 3A의 함량이 극히 적으므로 상대적으로 월등히 우수한 내구성을 보유할 뿐 만 아니라 초기 강도발달이 낮음에도 불구하고 OPC 콘 크리트보다 장기강도가 우수한 장점이 있다3), 4), 5), 6). 3. 친환경 시멘트의 콘크리트 성능평가 3.1 실험계획 본고의 실험계획은 <표 1>과 같고, 콘크리트 배합표는 <표 2>와 같다. 기존의 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)와 고 로슬래그 시멘트(S/C) 그리고 친환경 시멘트(HSCSC)를 각각 적용하여 콘크리트 배합 실험을 실시하고 이에 따른 기초 특성 및 물리 특성 변화를 검토하고자 일련의 실험 을 실시하였다. 3.2 실험재료 시멘트는 밀도 3.15 g/cm3, 분말도 3,412 cm2/g의 1종 보통 포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 시멘트는 밀도 3.04g/ cm3, 분말도 3,890 cm2/g의 2종 고로슬래그 시멘트, 친환 경 시멘트는 밀도 2.95 g/cm3, 분말도 6,275 cm2/g의 고 미분말 형태인 고 황산염 규산칼슘 시멘트를 각각 혼입하 여 콘크리트 배합을 진행하였다. 표 3. 결합재별 밀도 및 분말도 구분밀도(g/cm 3) 분말도(cm 2/g) OPC3.153,412 S/C3.043,890 HSCSC2.956,275 3.3 실험방법 굳지 않은 콘크리트의 슬럼프는 KS F 2402 「콘크리트 의 슬럼프 시험 방법」에 근거하여 측정하였으며, 공기량 은 KS F 2421 「압력법에 의한 굳지 않은 콘크리트의 공 기량 시험방법」에 근거하여 측정을 실시하였다. 경화 콘 크리트의 경우 KS F 2403 「콘크리트의 강도 시험용 공 시체 제작 방법」 규정에 근거하여 지름 100mm, 높이 200 mm의 실린더 원형 공시체를 제작하여 표준양생 후 KS F 2405 「콘크리트의 압축강도 시험방법」에 근거하 여 재령에 따른 압축강도 측정을 진행하였으며, 측정 결 과는 아래와 같다. 3.4 실험결과 콘크리트의 배합 실험 결과는 다음과 같다. 공기량과 표 1. 콘크리트 실험계획 구분내용 W/B(%)45.0 S/a(%)49.0 총 결합재량(kg/m 3) 340 시험 변수 OPC 1) 100 % S/C 2) 100 % HSCS 3) 100 % 시험 항목 굳지 않은 콘크리트슬럼프(즉시), 공기량(즉시) 경화 콘크리트압축강도(3, 7, 28일) 1) OPC: Ordinary Portland Cement(1종 보통포틀랜드 시멘트) 2) S/C: Ordinary Portland Cement + Slag Powder(고로슬래그 시멘트) 3) HSCSC: High Sulfated Calcium Silicate Cement(친환경 시멘트) 표 2. 콘크리트 배합표 구분 W/B (%) 단위재료량(kg/m 3) S/a (%) WC1 1) C2 2) C3 3) S1G1Ad. OPC 45.049 153 340--881 9182.7 S/C-340-876 9122.7 HSCSC--340 870 9102.7 1) OPC: Ordinary Portland Cement(1종 보통포틀랜드 시멘트) 2) S/C: Ordinary Portland Cement + Slag Powder(고로슬래그 시멘트) 3) HSCSC: High Sulfated Calcium Silicate Cement(친환경 시멘트) 그림 1. 결합재별 외형 사진 (b) S/C(a) OPC(c) HSCSC제 33권 4호 2021. 07 45 슬럼프 시험 결과 OPC는 5.2 %, 140 mm로 측정되었으 며, S/C는 5.0 %, 155 mm, HSCSC는 4.7 %, 165 mm로 측정되어 OPC 대비 유동성이 증가하는 것을 확인하였 다. 한편, HSCSC 콘크리트의 재령에 따른 압축강도 결과 는 <그림 2>와 같이 초기 재령은 다소 낮게 측정되었으 나, 28일 재령에서 OPC 대비 7% 수준으로 크게 상회하 였다. 4. 친환경 시멘트 콘크리트의 생태건축 현장 적용 4.1 개요 친환경 시멘트 콘크리트의 생태건축 적용 현장 명은 ‘노원구 윈터 근린공원 숲속 작은 도서관’으로 서울시 노 원구 상계 6, 7동 753-2번지에 위치하고 있다. 당 현장은 133 m2 이하(지상 1층) 수준의 소규모 건축현장이며, 윈 터 근린공원의 대지 조감도는 <그림 3>과 같으며, 현장 조감도는 <그림 4>와 같다. 당 현장은 ‘노원구 윈터 근린 공원 숲속 작은 도서관 조성사업’을 수행함에 있어 준비 과정에서 작업 완료 시까지 관련 시방 및 제반 규정에 적 합한 품질확보를 위한 방법과 절차를 검토하여 정밀 및 안전 시공에 만전을 기하였다. 4.2 시공계획 공사에 사용되는 자재는 생태건축 자재로 하였으며, 발주자의 지정에 따라 관련 KS 및 “KDS 41 90 33: 2018 소규모 건축구조 기준 목구조”에 규정된 자재를 사용하 였다. 본 현장에서 친환경 시멘트(HSCSC) 콘크리트의 적용 부위는 터파기 및 기초공사 공정에서 적용되었으며, 속 그림 2. 콘크리트의 압축강도 그래프 그림 4. 윈터근린공원 현장 조감도 그림 3. 윈터근린공원 대지 조감도 (a) 현장전경Ⅰ(b) 현장전경Ⅱ 그림 5. 윈터 근린공원 현장전경 표 4. 콘크리트 배합표 구분 W/B (%) 단위재료량(kg/m 3) S/a (%) WC *) S1G1Ad. 친환경 콘크리트 48.5481603158979532.5 *) HSCSC: High Sulfated Calcium Silicate Cement(친환경 시멘트)Magazine of the Korea Concrete Institute 46 기술기사 1 | TECHNOLOGY ARTICLES 칭 버림콘크리트, 기초콘크리트로 각각 사용되었다. 이 에 따른 콘크리트의 배합은 <표 4>와 같으며, 친환경 콘 크리트(버림)는 터파기 공사 후 12 m3의 타설량이 적용 되었으며, 친환경 콘크리트(기초)의 경우 콘크리트 기초 공사에서 60 m3의 타설량이 적용되었다. 친환경 콘크리 트의 제조는 E 레미콘 사에서 혼합되어 레미콘 차량에 운반되었으며, <그림 5>와 같은 현장에서 시범 타설이 진행되었다. 생태건축 현장적용 버림콘크리트 타설의 경우 <그림 6>과 같이 터파기 및 기초공사는 동결선 이하(서울지역: 1.2 m)까지 진행하였으며, 콘크리트 양생 시 바닥의 흙 으로 빼앗기는 수분을 방지하여 원활한 양생을 목적으로 하는 비닐을 하단부에 깔고 버림콘크리트 타설을 실시하 였다. 기초콘크리트는 버림콘크리트 양생 후 단열 공사와 철근의 배근 및 거푸집의 설치를 완료하고 <그림 7>과 같 이 콘크리트 펌프카에 의하여 타설이 진행되었으며, 바이 브레이터 장비를 이용하여 콘크리트 타설 내부의 다짐이 부족한 부위의 공기층을 제거하고 콘크리트 표면 부를 평탄하게 미장하여 현장 타설을 성공적으로 마칠 수 있 었다. 4.2 시공 결과 친환경 콘크리트의 생태건축 현장에 적용에 따른 굳지 않은 콘크리트 시험을 실시하였고, 콘크리트의 슬럼프는 KS F 2402 「콘크리트의 슬럼프 시험 방법」에 근거하 여 측정하였으며, 공기량은 KS F 2421 「압력법에 의한 굳지 않은 콘크리트의 공기량 시험 방법」에 근거하여 측 정을 실시하였다. 측정결과는 아래 <표 5>와 같이 친환경 콘크리트(버림)는 공기량 4.6 %, 슬럼프 80 mm 측정되었 으며, 친환경 콘크리트(기초)의 경우 공기량 4.2 %, 슬럼 프 115 mm 측정되었다. 생태건축 현장적용 친환경 콘크리트의 압축강도는 KS (c) 버림콘크리트 타설Ⅱ (a) 레미콘 차량 진입 (d) 버림콘크리트 타설완료 (b) 버림콘크리트 타설Ⅰ 그림 6. 생태건축 현장적용 버림콘크리트 타설 (e) 콘크리트 투입(f) 기초콘크리트 타설완료 (c) 기초콘크리트 타설Ⅰ(d) 기초콘크리트 타설Ⅱ (a) 콘크리트 펌프카 진입(b) 레미콘차량 진입 그림 7. 생태건축 현장적용 기초콘크리트 타설 표 5. 생태건축 현장적용 콘크리트의 공기량 및 슬럼프 구분공기량(%)슬럼프(mm) 친환경 콘크리트(버림)4.680 친환경 콘크리트(기초)4.2115 표 6. 생태건축 현장적용 콘크리트의 압축강도 구분 압축강도(MPa) 3일7일28일 친환경 콘크리트(버림)16.831.537.2 친환경 콘크리트(기초)12.124.334.0제 33권 4호 2021. 07 47 F 2405 「콘크리트의 압축강도 시험방법」에 의거 하여 측정을 하였으며, 측정결과는 아래의 <표 6>과 같다. 친환경 콘크리트(버림)의 경우 3일, 7일, 28일 압축강 도가 각각 16.8 MPa, 31.5 MPa, 37.2 MPa 측정되었으 며, 친환경 콘크리트(기초)의 경우 12.1 MPa, 24.3 MPa, 34.0 MPa 측정되었다. 이에 따라 KS F 4009「레디믹스 트 콘크리트」에서 제시하는 콘크리트 호칭 규격에 따른 슬럼프, 공기량, 압축강도를 모두 만족하였다. 5. 맺음말 산업부산물의 적극적인 활용이 가능한 친환경 시멘트 (High sulfated Calcium Silicate cement) 콘크리트의 적용 및 이를 활용한 생태건축현장 적용에 대한 사례를 소개 하고자 하였다. 사전 실험결과 초기 3일 재령에서의 친환 경 시멘트 콘크리트 압축강도 발현율이 일반 시멘트 콘크 리트의 75 % 수준으로 다소 적게 확인되었으나, 재령 28 일의 압축강도 측정결과 일반 시멘트 콘크리트 대비하여 7 % 수준으로 크게 상회하는 것을 확인할 수 있었다. 이 에 따라 친환경 시멘트 콘크리트의 우수성을 확인할 수 있었으며, 이를 기반으로 친환경 시멘트 콘크리트의 생태 건축 현장 시범 타설을 성공적으로 마칠 수 있었다. 향후 본 기사를 통한 실적을 바탕으로 내구성이 요구되는 해안 및 수중콘크리트 등의 적용 및 보급을 위한 추가적인 콘 크리트 내구성 검토를 진행할 예정이다. 앞으로 본 기사 와 같은 친환경 콘크리트와 관련된 다양한 연구가 필요하 다고 사료 되며, 연구에 따른 현장적용 및 보급에 활용되 기를 기대한다. - 감사의 글 - 본 연구는 국토교통부/국토교통과학기술진흥원의 지원으로 수행되었음 (환경성적표지 기반 생태건축의 성능 기준 및 모듈 화·시공 기술 개발 : 과제번호 20AUPD-B146511-04). 담당 편집위원 : 조홍범(롯데건설) hbcho77@gmail.com 1. M.B. Medell ín; A. Fuentes; A. Gorokhovsky; J. Esc alant e. “Early and lat e hydration of supersulphated cements of blast furnace slag with fluorgypsum.” Materiales de construcci ón. p.3, 2015. 2. EN. “15743+ A1: 2015. Supersulfated cement– Composition, specifications and conformity criteria.” British Standards Institution. 3. A. Gruskovnjak; B. Lothenbach; L. Holzer; R. Figi; F. Winnefeld. “Hydration of alkali-activated slag: comparison with ordinary Portland cement.” Advances in cement research. 18, p.119 ~ 128, 2006. 4. M.B. Haha; G. Le Saout; F. Winnefeld; B. Lothenbach. “Influence of activator type on hydration kinetics, hydrate assemblage and microstructural development of alkali activated blast-furnace slags.” Cement and Concrete Research. 41, p.301~ 310, 2011. 5. D. Dutta; P. Borthakur. “Activation of low lime high alumina granulated blast furnace slag by anhydrite.” Cement and Concrete Research. 20, p.711 ~ 722, 1990. 6. J. Bijen; E. Ni ël. “Supersulphated c ement from blastfurnace slag and chemical gypsum available in the Netherlands and neighbouring countries.” Cement and Concrete Research. 11, p.307 ~ 322, 1981. 참고문헌 원고 모집 안내 「콘크리트학회지」는 콘크리트 관련 학문과 기술에 대 한 정보를 제공하기 위해 발행되고 있습니다. 본 학회 지를 통해서 자신의 연구 결과, 경험한 사례 등을 콘크 리트 관련 기술자들과 함께 나누길 원하시는 분께서는 다음과 같은 형태로 참여하실 수 있습니다. 여러분들 의 옥고를 기다리겠습니다. • 원고 주제 : 포토에세이(사진, 서예, 시 등), 특집, 기술기사, 공사기사, 연구소 소개, 국 제학술대회 참가기, 자유기고 등 •원고 분량 : 1매～4매 내외(A4용지 기준 / 사진, 저자소개 포함) •제 출 처 : chs@kci.or.krNext >