아파트 외벽 균열 보수와 재도장공사 메커니즘  ①

콘크리트 외벽의 결함은 건축 초기 발생하는 건조수축균열과 이어치기, 층간조인트의 구조체 균열과 건물의 수명이 경과함에 따라 발생하는 균열이 있다.
균열은 건식균열과 습식균열로 나뉘는데, 보통 건식균열은 물이 새지 않는 작은 균열을 말하고 습식균열은 물이 새는 큰 균열을 말한다.
콘크리트 구조체는 수축·팽창하면서 균열이 작아졌다 커지는 과정을 미세하게 반복한다. 콘크리트와 철근이 열에 의해 부피가 팽창하는 열팽창계수, 선팽창계수 때문이다. 철과 콘크리트의 선팽창계수가 동일해 혼용해서 철근·콘크리트의 구조체가 된다.
•선팽창계수 : 선팽창은 온도가 변함에 따라 물체의 길이가 늘어나는 현상이며, 선팽창계수는 늘어나는 정도를 나타내는 계수다. 주로 1m 길이 금속막대의 절대온도 1℃가 올라감에 따라 늘어나는 길이로 표현하고, 선팽창계수의 단위는 K−1이다.

물 질 20℃에서 선팽창계수(10-6K-1)
알루미늄 24.5
구리 17.5
12.5
콘크리트 12.5
보통유리 9.5
석영 0.5

<선팽창계>

 

외벽의 균열로 인해 철근이 녹슬면 철근이 부풀어 콘크리트를 탈락시킨다. 콘크리트는 대기 중의 물과 탄산가스 등의 영향으로 서서히 중성화하고, 중성화한 콘크리트 내부의 철근이 쉽게 녹슬면서 콘크리트의 인장강도가 저하된다.

건조수축균열, 구조체 균열→철근 부식→콘크리트 탈락 
콘크리트 표면 중성화→콘크리트 표면 강도 저하→철근 부식

과거의 외벽균열 보수 방법

아파트 재도장 시 1990년 후반까지는 거의 일반페인트 퍼티를 사용했다. 일반페인트 퍼티는 석분, 탈크 등으로 만들어져 있어 경화되면 딱딱한 표면을 만드는데, 과거 콘크리트 거푸집이 발전하지 않았을 때 매끄러운 표면을 만들기 위해 사용하던 제품이다. 균열보수 목적보다는 거친 콘크리트 표면을 평평하게 만드는 목적이 우선이었다. 
신축 아파트 건설 시 층간 조인트만큼은 누수 우려가 있으므로 무조건 탄성퍼티를 사용했다. 지금도 신축아파트의 층간 조인트는 탄성퍼티를 무조건 바르게 돼 있다.
과거에도 퍼티와 탄성퍼티는 구분됐다. 퍼티는 패임, 구멍, 작은 균열 등을 메꾸는 목적이고, 균열보수재(탄성퍼티)는 콘크리트 구조체의 균열을 보수하는 목적으로 사용하며, 콘크리트와 철근이 수축·팽창할 때 재균열을 방지하기 위해 탄성이 우수해야 한다.
국내 최대 페인트회사의 매뉴얼에서 퍼티의 용어정의를 찾아보면 다음과 같이 설명돼 있다.
•퍼티 : 소지의 패임, 균열, 구멍 등의 결함을 메꿔 도장재의 평평함을 향상하기 위해 사용하는 살 붙임용의 도료. 안료분을 많이 함유하고 대부분은 페이스트 상이다.

▶퍼티의 종류

•내부용 퍼티 : ‘핸디 퍼티’라 부르며 도장 표면이 더 매끄러워야 하는 실내도장에서 사용하는 퍼티로 사포작업 시 잘 마모된다. 내부 퍼티작업 후 사포를 쳐서 매끄러운 면을 만들 수 있다. 탈크, 석분을 본드로 살짝 반죽한 제품이다.

•외부용  퍼티 : ‘아크릴 퍼티’라 부르며 내부용 퍼티에 비해 더 단단하고 사포작업 시 잘 마모되지 않는다. 간혹 내부균열이 클 때도 사용하지만 굳으면 단단하고, 물에 잘 견디고, 통기성이 있으므로 외벽의 작은 균열에 많이 사용한다. 과거 4대 페인트 브랜드에서 판매하는 외부용 퍼티가 일반적이다. 단단해서 초기 균열보수 효과가 우수하며, 수성페인트 도장 시 퍼티자국이 생기지 않아 과거 가장 널리 사용돼 왔다. 내부용 퍼티보다 탈크, 석분에 본드 배합을 더 많이 해 단단하게 만든 제품이다.

•탄성 퍼티 : 일반적 수용성 아크릴 탄성퍼티는 탄성이 우수해 균열 대응성이 있지만 ‘오일링현상(경화되면서 유분이 표면으로 올라오는 현상)’ 때문에 도장 후 얼룩이 지는 문제가 있어, 반드시 탄성퍼티 후 일반 외부용 아크릴 퍼티를 시공해야 하기 때문에 2회 균열보수 작업이 필요하다. 2회 로프작업을 할 경우 시공비가 상승해 잘 사용하지 않았다.

•기능성 탄성  퍼티 : 탄성이 우수한 재료들은 오일링현상 때문에 수성페인트 도장 후 유분 얼룩이 발생한다. 때문에 탄성이 우수함에도 불구하고 우레탄 퍼티, 탄성 아크릴 퍼티 등은 잘 사용하지 않는다. 또한 실리콘의 경우 탄성은 우수하지만 수성페인트 도장을 할 수 없다. 반면 ‘기능성 탄성 퍼티’는 탄성이 우수하고 수성페인트 도장 시 유분 얼룩이 발생하지 않는다. 신장률과 인장강도가 중요하며, 기능성 탄성 퍼티는 일반 퍼티를 다시 시공하지 않아도 되므로 균열보수 효과가 우수하고 시공비를 절감할 수 있다.

과거 외벽균열보수의 표준시방서에는 작은 균열(콘크리트 구조체에 누수의 영향이 없고 균열이 철근, 콘크리트의 노후화에 영향을 미치지 않은 균열)에는 일반 퍼티를 사용하고, 큰 균열(누수 우려나 균열이 철근, 콘크리트의 노후화에 영향을 주는 정도의 균열)은 V-커팅을 하도록 돼있다.
V-커팅을 하는 이유는 V홈이나 U홈을 파서 탄성균열보수재를 깊이 충진해 재균열을 방지하고자 함이다. 그러나 V-커팅은 균열 크기에 따라 작업자가 순간적으로 판단해 시공해야 하므로 정확도가 떨어진다. 아파트와 같은 높은 건물에서 균열 크기를 분별하는 것은 쉽지 않기 때문이다. 결정적으로 V-커팅 후 탄성균열보수재를 충진하면 V-커팅 자국이 생기는 문제가 있으며, 여러 공정에 따른 시공비도 크게 상승해 현장에서 시공이 잘 이뤄지지 않고 있다.        ☞다음 호에 계속

 

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