2020-02-25 Tue
 
콘크리트 내구성의 의미와 계획공용기간
2019-12-05 09:22 35

서언

콘크리트와 연관된 사람이면 누구든지 내구성이란 용어를 아주 많이 사용한다, 그러나 막상 내구성이 무엇이냐고 묻게 되면 「건축물이 붕괴되기 직전까지의 기간」으로, 즉 사람이 사망할때까지인 수명처럼 생각할 뿐 정확히 이해하지 못하는 경우가 많다. 따라서 금 번회에서는 콘크리트에 있어 정확한 내구성의 의미와 일본에서 채택하고 있는 계획 공용기간에 대하여 소개해보고자 한다.


내구성에 관한 용어의 정의

콘크리트의 내구성(耐久性: Durability) 이란 콘크리트 표준시방서 내구성편에 「콘크리트가 설계조건하에서 시간 경과에 따른 내구적 성능저하 또는 열화가 작고, 소요의 사용 기간 중 요구되는 성능의 수준을 지속할 수 있는 성질」로 정의하여 「붕괴되기 직전까지의 기간」과는 다르게 정의하고 있다. 즉, 인간의 경우 산소호흡기에 의존하는 삶은 의미가 없고 건강하게 사는 것을 건강수명이라고 하는 것과 유사한 개념으로 이해하면 좋을 것이다. 이때 열화(劣化)란 「구조물의 재료적 성질 또는 물리, 화학, 기후적 혹은 환경적인 요인에 의하여 주로 시공 이후에 장기적으로 발생하는 내구성능저하 현상 또는 내구성능 저하요인」으로 정의되고 있다. 
또한 일본건축공사 표준시방서(JASS)의 경우는 「내구성이란 열화작용의 환경하에 있어서 건축물 및 부재가 요구성능을 유지 존속 될 수 있는 능력」이라고 정의하고 있다. 또 다른 표현으로는 「철근콘크리트조 건축물을 구성하는 모든 구조체 및 부재는 계획공용기간 중에 있어서 구조 안정성, 내화성, 사용성능을 확보하고 계속할 필요가 있다.」라고 기술되어져 있다.
즉, 공용기간중은 구조부재에 철근 부식이나 콘크리트에 중대한 열화가 생기지 않는 것을 목표로 하고있는 것이다.


열화의 요인

그렇다면 내구성 저하를 유발하는 요인은 어떤 것이 있는가? 일본의 콘크리트의 배합설계 지침·동해설에는 내구성에 관계하는 성능에 영향을 주는 일반적 열화작용의 예를 표 1과 같이 소개하고 있다. 이때 JASS에서 설명하고 있는 특수한 열화 작용과 설계·시공상 고려해야 할 사항은 표 2와 같다.


내구성 및 계획 공용기간

앞에서 고찰한 바와 같이 내구성은 대단히 많은 열화요인 항목이 고려대상이지만, 대표적으로 실무에서 다루어지는 것은 동결융해 작용에 따르는 동해, CO2 등에 의한 중성화
(탄산화), 염화물에 의한 염해, 고 알칼리 시멘트와 반응성 골재에 의한 알칼리 골재 반응, 내화학적 부식 중 황산염 침식 및 기타가 일반적이다.
일반적인 열화 작용을 받는 경우 「계획공용기간」이란 철근 콘크리트 구조물의 구조체 및 부재의 성능이 저하하지 않게끔, 국부적으로 경미한 열화는 별개로 하고, 중성화의 진행에 의해 내부철근이 부식을 시작하고, 일부는 피복 콘크리트의 박리를 일으키는 열화에 대하여 대규모적인 보수를 실시하지 않아도 되는 기간을 상정하고 있다.
이와 같은 개념에서 일본의 경우는 다음 표 3과 같은 4개의 급으로 나누어 관리하고 있다.
결론적으로 콘크리트의 내구성이란 의미를 정확히 이해할 필요가 있고, 또한 일본과 같이 성능 설계를 도입하여 계획공용기간의 년수를 고려한 콘크리트의 내구성 설계가 하루속히 실무에서 도입되기를 기원해 본다.

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