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노출 콘크리트의 표면마감 및 보수 공법
1. 들어가며...
노출 콘크리트에 요구되는 가장 중요한 요소는 외관과 내구성이라 할 것이다.
중후하면서도 소박함, 자연미 - 이것은 노출 콘크리트라고 하는 마감, 그것만이 갖고 있는 맛과 독특함에서 비롯된다. 더불어 마감이 없는 마감재라 할 수 있기에 외관 및 내구성을 유지시키기 위해서는 각고의 노력이 필요하다 할 것이다. 그러나 현재 노출 콘크리트 자체는 물론이고 발수제라고 하는 것이 일반화되어 있지 않은 상황이며, 설사 노출 콘크리트를 접해본 이들조차 노출 콘크리트라고 하는 것은 거푸집을 탈영하면 그것으로 모든 것이 끝난 것으로 인식하고 있다.
건설현장에서 시공된 노출콘크리트의 면상태는 천차만별로, 주의깊게 시공을 하더라도 골재분리, 모서리각의 탈락 등 많고 적게 결함부위가 발생하며 이에 따라 보수를 할 수밖에 없는 상황에 처하게 된다. 또한 환경변화에 따라 산성비, 배기가스 등에 의한 콘크리트를 열화시키는 요인도 많으며 콘크리트를 보호하는 각종 마감재도 다양하다.
여기에서는 보수공법에서부터 표면 마감재 그리고 콘 마감재까지 노출콘크리트 마감에 쓰이는 공법, 재료를 소개하고 보다 완성도 높은 노출콘크리트 마감을 위한 방법을 소개한다.
2. 노출 콘크리트 면 보수 공법
노출 콘크리트는 최근 들어 유행의 물결을 타고 있는 느낌이다.
시공 기술도 크게 발전되어 최근에는 일찌기 노출 콘크리트 건축물이 많이 지어진 나라들 수준에 못지 않은 노출 콘크리트 건축물이 국내에서도 생겨나고 있으며, 기술적으로도 많은 연구가 계속되고 있다.
일반적으로 무결점 상태의 완벽한 노출 콘크리트 건축물을 시공하는 것은 극히 어렵다.
노출 콘크리트 표면에 결함이 생길 경우, 보수 부분은 반드시 미관상 자연스러움을 요하며 그리고 보수 재료는 부착강도, 내구성, 내충격성 및 시공 후 균열의 발생 여부 등을 고려하여야 한다. 콘크리트와 전혀 다른 이질 재료로 보수할 경우 변색의 위험이 있으며 접착성이 떨어질 경우 들뜸 현상 등이 발생할 우려가 있다. 따라서 국내외의 건자재 시험연구소에서 검사한 검증된 자재를 사용하여야 한다.
최근, 노출 콘크리트 보수 기술이 발전함에 따라 보수만 하게 되면 모든 것이 해결되는 듯한 인식을 갖고 있는 경우가 있는데, 지나친 보수는 역효과를 보게 된다는 점에 유의하여야 한다.
보수를 하지 않은 듯한 보수가 가장 잘된 보수라 할 것이며, 보수를 하기 전에 품질 기준 및 보수 범위를 확실히 설정하는 것이 중요하다.
2.1. 노출 콘크리트 면 결함의 종류
노출 콘크리트는 바이브레이타의 사용 미숙, 거푸집 제작의 미숙, 보강.보양 불충분, 또는 거푸집 청소 및 관리의 소홀 등 여러 가지 원인으로 인하여 면 오염, 골재 분리, 모서리각의 탈락 등 다양한 형태의 결함이 발생된다.
결함을 최소화한 노출 콘크리트 건축물을 완성하기 위해서는 설계 단계에서부터 콘크리트의 조합, 철근, 거푸집 공사, 콘크리트의 제조, 운반, 타설, 양생 등 전반적인 관리를 신중히 하지 않으면 안된다. 이것 중 어느 하나라도 소홀히 하면 결함 부위는 반드시 발생하게 되는 것이다.
표1-1 에서 보는 바와 같이 노출 콘크리트 시공 후 발생되는 결함부위의 발생 빈도를 그래프로 나타내면 다음과 같다.
이와 같이 노출 콘크리트 시공 후에는 대부분 결함이 발생한다. 면 오염, 골재 분리, 모서리각 탈락 같은 경우는 어찌 보면 필연적으로 발생하는 결함이라 할 수 있다. 따라서 노출 콘크리트 보수는 노출 콘크리트 시공상 반드시 필요한 공정이라 할 수 있다.
시공에 관련된 관계자들은 이상과 같은 결함을 사전에 예방하도록 모든 조처를 취해야 할 것이며 노출콘크리트 마감처리에 따르는 적절한 예산 책정 및 기준 등을 사전에 고려하여 시공에 임해야 할 것이다.
2.2. 노출 콘크리트 면 보수공법의 종류
노출 콘크리트의 면 보수공법은 크게 보수범위에 따라 부분 보수공법와 전면 보수공법, 그리고 어떠한 재료가 기술에 결정적인 영향을 미치는가에 따라 미장공법과 도장공법으로 나뉠 수 있다. 이러한 노출 콘크리트 면 보수공법 가운데 기술의 핵심은 자연스러움을 얼마만큼 살리는가에 있을 것이다.
다음 표1-2는 노출 콘크리트 면 보수공법의 종류 및 특징을 나타낸 것이다.
노출 콘크리트 보수 재료는 다음과 같은 성능을 필요로 한다.
3. 노출 콘크리의 표면 마감재
콘크리트 구조물은 반드시 통기성을 갖추어야 하며 구조물 내측에서의 혼화된 수분을 밀어내어 콘크리트 상태를 최적으로 유지하게끔 하여야만 한다. 그러함으로써 그 강도가 정상적으로 발휘되며 장기적으로 초기 강도가 유지된다.
노출 콘크리트의 표면 마감재인 발수제는 방수제와 달리 물을 밀어내는 성질과 함께 통기성이 있어서 콘크리트 내.외부의 습도와 공기상태를 최적상태로 유지시키는 역할을 한다. 따라서 수분, 풍화, 염분 등에 의한 콘크리트 구조물의 철근.철골의 부식 및 열화를 방지하여 건물의 내구성을 유지시키는 효과를 가져온다.
노출 콘크리트의 보호공법으로서 침투성 발수제 또는 도막형 발수제만을 시공하는 것으로부터 시작하여, 침투성 발수제와 도막형 발수제를 복합 시공하는 것까지, 다양한 공법이 개발되어 왔다.
표2-1은 노출 콘크리트의 표면 마감재의 변천을 나타낸 것이다.
4. 노출 콘크리트의 내구성 및 외관에 영향을 주는 요소
노출 콘크리트는 콘크리트 그 자체가 마감재료이기 때문에 도장재 등의 마감재료가 있는 외벽과 비교하여 자연환경으로부터의 열화를 받기 쉬우며, 또 동해, 백화현상이나 오염 등 생리적 오염 등의 영향을 받기가 쉽다.(표2-2 참조)
외벽면은 내구성 보존은 물론 미려한 외부 표면을 유지해야 하는데 이를 위해서는 반드시 벽체 표면이 숨(breathing)을 쉬고 있어야 한다. 즉, 외부에서 침입하는 물은 막아주고, 미세 공기는 지속적으로 숨을 쉬어 콘크리트의 내.외측을 평형 상태로 놓을 때 초기 강도는 물론 백화나 오염을 차단할 수 있다.
표2-3은 콘크리트에 영향을 미치는 주요 열화현상을 나타낸 것이다.
5. 노출 콘크리트의 표면 마감재의 종류
노출 콘크리트는 반드시 표면에 마감재를 도포, 시공해야 하는데, 현재 다양한 종류의 제품이나와 있으며 표2-4에 분류한 것을 기준으로 하여 대부분의 제품이 응용되었다 할 수 있다.
표면 마감재의 분류는 피막 형태에 따라 침투성 발수제와 도막형 발수제로 나뉜다. 침투성 발수제는 콘크리트 내부의 수분 침투를 저감시켜 물로 기인하는 갖가지의 열화를 억제시키는 방법이며, 도막형 발수제는 콘크리트 표면에 도막을 형성시켜 표면으로부터의 물이나 탄산가스의 침입을 방지하여 물에 의한 열화나, 탄산가스에 의한 중성화를 억제시키는 방법이다.
침투성 발수제는 모체 안에 불투수층을 형성하여 기능을 발휘하기 때문에 적외선에 의한 열화를 받기 어렵고, 흡수 방지 효과의 면에서 내구성이 뛰어난 공법이다.
침투성 발수제는 실란 계열의 발수제가 주로 사용되는데, 저분자량에 의한 침투가 깊이 일어나는 장점이 있어 고강도의 콘크리트 구조물에 주로 쓰인다. 실란 계열의 특성상 고강도라 하더라도 4∼7mm까지 침투가 진행되지만, 저분자량으로 인해 대부분 대기 중으로 사라져 그 효과가 절대적이라고는 볼 수 없다.
표2-5는 실란계 발수제의 일반적인 특징과 성능을 나타낸 것이다.
일반적으로 실란계열은 벽체의 공극 사이로 침투하는 그 깊이에 있어서 우수한 특성을 가지고 있는 반면, 저분자량으로 인해 대기중으로 유출되는 약점이 있어 내구성능이 약하며, 실록산계열은 침투력은 떨어지나 내수성 측면에 더 큰 강점을 가진다. 따라서 최근에는 실란계열의 원료를 먼저 처리한 후 실록산계를 상도재로 처리하여 침투와 발수력을 동시에 높이고 내구성도 향상시키는 시공방법을 택하거나, 2차 도포의 번거로움을 피하기 위하여 그 혼합형인 실란/실록산을 쓰는 경우도 있다. 실리코네이드의 경우 인(P)이나 나트륨(Na)이 분자 내 붙어있어 도포량이 과하면 백화 가능성이 있어 주의해야 하며, 실리콘아크릴계의 경우 표면의 광택이 문제시되지 않는다면 아주 우수한 처리방법이라 할 수 있다.
불소계의 경우는 내구성능은 뛰어나나 광택으로 인한 표면 이색과 가격이 비싼 점 등의 단점이 있다. 그리고 노출 콘크리트 시공의 의도와는 달리 부자연스런 광택이 나거나 본래의 색상이 변하는 경우가 있는데, 이는 건축물의 가치를 떨어져 보이게 할 수도 있다.
표2-6은 도막형 발수제의 일반적인 특징과 성능을 나타낸 것이다.
6. 노출 콘크리트에 적합한 표면 마감재
노출 콘크리트의 표면 마감재인 발수제는 초기의 미려한 외관을 장기간 유지시키며, 뛰어난 내구성을 가지며, 인체에도 환경친화적인 제품이 최상의 제품이라 할 것이다.
그러나 발수제의 성능이 떨어지거나 실리콘 제품인 실리콘실란트, 실리콘 고무 등을 희석하여 판매하는 제품이 있는데, 이는 고분자형이라 침투도 거의 되지 않고 건축물 표면에 남아 오염의 증가, 백화 발생, 통기성 저하로 이어져 결국 건축물을 흉물로 만들 수 있다. 따라서 검증된 정품질의 제품을 사용하여야 하며, 국내외 제품 중에서 품질을 신중히 고려하여야 하며, 화학시험소 등에서 정확히 품질의 평가가 된 제품을 사용하는 것이 바람직하다.
발수제는 일반적으로 다음과 같은 성능을 필요로 한다.
지금까지의 대다수 건축용 발수제는 유성(석유용제)으로 희석되어 적용되고 있는데, 그 이유는 원액 제조에 있어서 상대적으로 간단하고 제조에서의 불량 발생 가능성이 거의 없기 때문이다. 그러나 환경적 차원은 물론 국가적 차원에서도 5%의 실리콘 성능을 기대하여 기름 한방울 없는 나라에서 95%의 석유용제를 날려버리는 것은 바람직하지 않을 것이다. 따라서 수성 제품이 성능과 가격에서 만족할 만한 수준이라면 유성 제품을 수성제품으로 대체, 권장하여야 할 것이다. 노출 콘크리트의 표면 마감재로서의 콘크리트 보호 공법의 과제는 환경 친화적인 보호 공법의 개발과 건축 코스트의 저감으로 이어진 공법의 개발일 것이다.
표2-7은 발수제의 소재에 따른 특성을 나타낸 것이다.
7. 노출 콘크리트 콘 마감재
노출 콘크리트 콘 마감재로는 표3-1과 같이 무수축 몰타르메움, 시멘트 성형콘 메움, 플라스틱 성형콘 메움으로 나눌 수 있으며 제각기 장단점이 있으므로 노출콘크리트 콘마감재 선택에 있어서 신중을 기하여야 한다.
8. 마무리
필자는 시공 현장에서 크고 작은 여러 가지의 트러블에 부딪치곤 하는데 그것은 상호간의 노출 콘크리트에 대한 인식 차이에 기인한다고 생각한다. 90%의 시공 잘못을 10%의 보수로써 100%의 완벽한 건물을 만들기는 불가능한 것이다. 기본적으로 노출 콘크리트에 관련된 이들은 기획, 설계에서부터 시작하여 시공 단계까지 각자 맡은 바 임무에 최선을 다하여야만 서로가 만족할 만한 수준의 품질을 얻을 수 있는 것이다. 단지 노출 콘크리트의 면 보수는 품질 수준을 한 두 단계 업그레이드시키는 것이지, 100% 완벽한 노출 콘크리트 건축물을 만드는 것은 아니다. 더불어 표면마감재의 처리는 보이지 않는 재료라 할 수 있기 때문에 신뢰할 만한 업체가 시공하는 것이 바람직하며, 발주자와 시공자 상호간의 신뢰 구축이 무엇보다도 중요하다 할 것이다.
노출콘크리트의 저변확대를 위하여는 보다 완성도 높은 노출 콘크리트 건축물이 많이 나와야 할 것이며 이를 위하여 노출 콘크리트에 관심이 있는 이들의 부단한 노력이 필요하다 할 것이다.
본 고가 노출 콘크리트에 대하여 올바른 인식을 갖게 하고자 하는 데 조금이나마 보탬이 되었으면 하는 바램이다.
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