하자 막는 콘크리트 품질, 적절한 ‘유동성’이 관건

도장공사 시 콘크리트와 페인트의 관계 ② 김소중 대표l승인2020.02.05 10:09:07l1156호

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과도한 물 배합, 불량 콘크리트 만들어낸다

콘크리트는 원하는 모양대로 단단한 구조물을 만들 수 있는 인류 최고의 건축재료 발명품이다. 콘크리트를 만들기 위해서는 거푸집에 콘크리트를 부어야 하는데 이때 콘크리트가 잘 흘러들어가게 하는 것이 관건이다. 이를 유동성이라 하며 ‘워커빌리티(Workability)’, 즉 작업성을 좌우한다. 
물을 많이 타면 굵은 골재인 자갈과 모래, 시멘트가 분리돼 불량 콘크리트가 되고, 너무 된 콘크리트는 거푸집 안에 있는 철근 때문에 잘 들어가지 않는다. 그래서 적당한 반죽의 콘크리트를 거푸집에 붓고 진동다짐을 해야 한다.
원하는 모양을 쉽게 만들기 위해서는 물이 많은 콘크리트가 유리하다. 쉽게 거푸집에 들어가 주차장, 마당 같이 평평한 바닥을 쉽게 만들 수 있기 때문이다. 적절히 반죽한 콘크리트는 꼼꼼히 진동다짐을 해야 하고, 바닥의 경우 굵은 골재가 많아 콘크리트를 평활하게 펴는 것이 쉽지 않다. 즉 콘크리트의 유동이 좋으면 작업성을 높이고 시공비를 절감한다.
콘크리트는 유동성이 작업성과 직결되므로 물 대신 유동성 확보를 위한 포졸란, 플라이애쉬, AE제 등의 혼화제를 사용해야 한다. 그러나 지정 배합비보다 작업성을 더 좋게 하기 위해서 물을 타는 사례가 많다. 실제로 바닥 콘크리트나 모르타르를 타설할 때 물차가 같이 와서 콘크리트에 물을 더 넣는 경우를 많이 봤다. 콘크리트 반죽이 너무 묽으면 불량 콘크리트가 만들어진다.

자갈・시멘트・모래 결합 정도가 콘크리트 품질 결정

시멘트와 모래는 ‘작은 골재’로서 마모강도, 압축강도가 약하다. 반대로 자갈은 ‘굵은 골재’로서 모래보다 훨씬 단단하다. 굵은 골재로 많이 쓰는 화강쇄석은 모래와 비교할 수 없을 정도로 강도가 세다. 콘크리트가 단단하기 위해서는 굵은 골재가 중요한 역할을 한다. 가장 단단한 골재기 때문이다. 콘크리트는 가장 단단하고 굵은 골재인 자갈에 시멘트 및 모래를 결합해 단단한 덩어리로 만든 것이다. 
그런데 콘크리트에 물이 너무 많다면 굵은 골재는 맨 밑바닥으로 떨어지고 가벼운 시멘트와 모래는 위로 붕 뜨게 된다. 이러한 콘크리트는 불량이다.

압축강도 낮은 ‘모르타르’ 방수・미장에 사용

모르타르는 시멘트와 모래를 물로 반죽한 것으로 압축강도가 아주 낮다. 그래서 모르타르는 압축강도의 기준이 없고 배합비로만 따진다. 용법에 따라 사춤모르타르, 줄눈모르타르, 수평모르타르, 미장모르타르, 조적모르타르, 보호모르타르 등으로 나눈다.
•사춤모르타르 : 창틀과 콘크리트 테두리의 빈틈을 메꾸는 모르타르. 창틀과 콘크리트의 작은 틈을 콘크리트로 메꾸기 어렵기 때문에 모르타르를 사용
•줄눈모르타르 : 치장 벽돌과 치장 벽돌 사이의 틈새를 메꾸는 모르타르
•수평모르타르 : 타일이나 대리석을 바닥에 붙이기 전 수평으로 깔아 놓는 모르타르. 반죽한 콘크리트나 모르타르는 타일, 대리석 붙이기 작업을 하면서 구배나 수평을 만들기 어려움 
•미장모르타르 : 벽돌 표면에 매끄러운 표면을 만들고자 미장하는 모르타르
•조적모르타르 : 벽돌을 쌓을 때 각 벽돌 사이에 까는 모르타르
•보호모르타르 : 콘크리트 구조체에 방수를 시공한 후 방수재가 손상되지 않도록 덮는 모르타르
모르타르는 틈새를 메꾸거나 타일을 깔기 위한 바탕, 타일이나 대리석을 붙이는 용도, 방수재를 보호하는 용도다. 모르타르는 시멘트와 모래로만 배합하고 자갈은 사용하지 않는다. 굵은 골재인 자갈이 있으면 틈새를 메꾸거나 수평을 잡는 용도로 시공하기 어렵고, 굵은 자갈이 방수재를 손상시킬 수 있기 때문에 타설하지 않는다. 때문에 모르타르는 압축강도가 아주 낮아 쉽게 부서진다.
콘크리트는 단단한 정도에 따른 ‘압축강도’와 압축강도에 맞는 배합비를 정하고 있지만 모르타르는 압축강도가 없다. 즉 단단하지 않다는 뜻이다. 대신 시멘트, 모래 입자가 작기 때문에 방수나 매끄러운 표면을 만드는 미장 용도로 사용한다. 그래서 모르타르는 중요도에 따라 시멘트와 모래 배합비로만 따진다.

 

대표적 콘크리트 하자 ‘부식’ 및 ‘철근 노출’ 

똑같은 시기에 지은 아파트임에도 어떤 아파트는 유독 콘크리트가 많이 떨어지거나 녹슨 철근이 심각하게 노출되는 곳이 있다. 이의 가장 큰 원인은 콘크리트가 철근을 충분히 피복하고 있지 않기 때문이다. 외벽을 이루는 철근 부위의 콘크리트가 너무 얇아서 쉽게 균열이 생기고 철근이 녹슬어 부피가 팽창하면서 콘크리트를 밀어내는 것이다.
이러한 문제는 철근 배근과 거푸집의 설치 불량으로 발생한다. 콘크리트의 양을 줄이려는 욕심에 철근을 충분히 피복할 수 있는 두께로 거푸집을 설치하지 않은 것이다. 거대한 크기의 아파트를 지을 때 거푸집의 두께를 1㎜만 줄여도 많은 양의 콘크리트가 줄어든다.
필자도 지금까지 약 3개 아파트 단지에서 콘크리트가 심각하게 떨어지는 현상을 경험했다. 이 경우 외벽 균열보수 후 재도장 공사를 하는 정도로는 역부족이어서 결국 동판을 절곡해 부착하는 방법으로 형상만 복원하는 수준의 시공을 했다.

지하주차장 바닥 균열 및 에폭시 도막 박리
콘크리트 품질 따라 하자공사 주기 달라진다

최근 짓는 아파트의 지하주차장은 상당히 넓은 바닥 면적을 갖고 있다. 지상은 조경수나 조경시설물 공간으로 사용하기 때문이다. 지하주차장은 대당 25~30㎡ 바닥면적을 가지므로 500가구 기준 1.5대만 잡아도 750대로 최소 1만8,750㎡나 된다.

대당 주차장 면적 : 주차면+통로+출입구·교차로 = 25~30㎡
주차면 : 2.3m×5m = 11.5㎡, 2.5m×5.5m = 13.75㎡
통로 : 2.3~2.5m(주차면 폭)×6m(통로 넓이) = 13.8~15㎡

 

이렇게 넓은 면적의 지하주차장 바닥 콘크리트를 완전히 평평하게 타설하려면 두 가지 방법밖에 없다.

▲ 레이저 스크리드

가장 좋은 방법은 레이저 스크리드(Laser Screed)를 사용하는 것이다. 스크리드는 ‘미장하다’는 뜻의 영어 단어로, 레이저 스크리드는 콘크리트 바닥면을 평평하게 시공하는 기계다. 콘크리트를 유압의 힘으로 누르고 펴면서 레벨과 수평을 만드는 작업을 한다.
그러나 콘크리트가 반죽되기 때문에 유동성이 나빠 작업성(워커빌리티)이 떨어진다는 단점이 있다. 레이저 스크리드를 이용하면 하루에 1,200㎡ 정도만 작업할 수 있다. 장비가 고가면서 작업성이 떨어져 시공비가 많이 나온다는 단점에도 불구하고 고강도의 콘크리트 바닥 품질을 위해서는 꼭 필요하다.
두 번째 방법은 굵은 골재를 덜 쓰고 콘크리트의 반죽을 질게 해 유동성을 좋게 만들어 타설하는 것이다. 반죽이 묽은 콘크리트는 유동성이 좋지만 타설 후 굵은 골재가 가라앉는 블리딩 현상으로 인해 콘크리트 강도는 낮아진다.
콘크리트의 슬럼프(묽기 정도)가 높으면 유동성이 좋아져 한 번에 많은 양의 콘크리트를 타설할 수 있고, 이때 수평작업은 기계미장(피니셔, 프로펠러 형태의 미장 칼을 회전시켜 평평하게 만드는 것)으로 마무리한다.

▲ 기계미장

다만 슬럼프가 높은 콘크리트는 쉽게 평탄한 지하주차장을 만들 수 있지만 콘크리트 강도와 표면 강도가 낮아 에폭시 도막이 떨어지는 박리하자의 주원인이 된다. 또한 반죽이 진 콘크리트는 양생과정에서 부피 변화가 많기 때문에 크랙이 발생하기도 한다.
지하주차장의 균열과 에폭시 도막 박리 하자는 콘크리트 품질과 가장 큰 연관이 있다. 에폭시 도막 박리 하자가 심각한 건물의 경우 에폭시 도막을 떼어내고 콘크리트를 발로 비비면 콘크리트가 푸석푸석하다. 미국에서는 이러한 콘크리트를 ‘푸어 콘크리트’, 즉 불량 콘크리트라 부른다. 이렇게 표면이 나쁜 콘크리트는 아무리 좋은 에폭시를 발랐다 하더라도 떨어진다. 또한 에폭시와 불량 콘크리트를 다 제거해도 콘크리트 자체의 품질이 낮기 때문에 견고한 에폭시 바닥면을 만들기 어렵다.
미국에서는 콘크리트 바닥에 에폭시 같은 도막을 코팅하기 위해서는 압축강도가 240kg/㎠ 이상이어야 한다는 매뉴얼이 대부분이다. 에폭시 도막의 부착 면인 콘크리트 바탕이 그만큼 단단해야 한다는 전제조건인 것이다. 
반면 우리나라 페인트 회사들이 에폭시나 우레탄을 시공하기 위한 콘크리트 압축강도 기준을 언급하지 않는 이유는 시공비와 작업성 때문에 슬럼프가 높고 수평 미장하기 쉬운 콘크리트나 모르타르를 사용하는 현실을 인식하고 있기 때문으로 보인다. 만약 페인트 회사들이 에폭시나 우레탄을 시공하기 위해서 콘크리트의 품질 기준을 압축강도 240kg/㎠ 이상으로 규정한다면 어떤 건설회사도 에폭시나 우레탄을 쓰지 않을 것이고, 건설회사는 지금의 콘크리트 바닥 시공비보다 몇 배의 높은 시공비를 감당해야 할 것이다.

콘크리트 압축강도・슬럼프 기준 강화 필요

앞서 지하주차장 바닥 콘크리트를 시공하는 방법으로 두 가지를 꼽아 비교한 이유는 콘크리트 품질이 건축물의 수명 및 내구성과 긴밀하게 연관돼 있다는 것을 보여주기 위함이다. 그만큼 초기 시공비가 더 들더라도 레이저 스크리드 장비를 이용한 콘크리트 바닥 시공을 하는 것이 중요하다.
불량 콘크리트에 에폭시를 바르는 것은 그야말로 ‘언 발에 오줌 누는 격’이라 할 수 있다. 콘크리트 품질이 우수하다면 지하주차장 바닥의 에폭시 재도장 주기가 늘어나 이에 따른 공사비가 줄어들고 하자도 적게 발생할 것이다. 
다만 현재의 문제점은 지하주차장 에폭시 공사에 투입하는 장기수선충당금이 상당하다는 것이다. 일부 건설회사는 몇 억원 아끼는 공법으로 초기 시공만 해놓고 ‘법적 하자기간이 끝나면 입주민들이 알아서 고쳐 쓴다’는 태도로 콘크리트의 품질을 적당히 맞춰 시공해왔다고 생각한다. 1,000가구 정도인 아파트의 지하주차장 바닥 에폭시 도장공사 비용은 최소 5억원 이상인데 불량 콘크리트를 다 갈아내고 제대로 시공하려면 10억원 가까이 든다. 차라리 초기 시공 시 슬럼프가 적절하고 강도가 높은 콘크리트로 시공하는 것이 비용을 절약하는 것이다. 지하주차장 바닥 콘크리트의 압축강도와 슬럼프에 대한 기준 강화가 반드시 필요하다.

강도 낮은 옥상 콘크리트, 우레탄 방수도 역부족
‘복합 방수공법’ 고려해야


우리나라 건물 옥상의 방수 공법은 철근 콘크리트 슬래브에 아스팔트 도막이나 비노출 우레탄 방수, 아스팔트 시트 방수를 한 다음 방수보호보드를 대고 누름콘크리트 또는 보호모르타르를 치는 것이다. 

강도가 낮은 보호모르타르를 사용하는 이유는 단단한 철근 콘크리트에 방수를 했기 때문에 방수가 완벽하다고 생각하기 때문이며, 나아가 굵은 자갈이 있는 콘크리트를 타설할 경우 자갈에 의해 방수시트나 방수 도막이 손상되기 때문이다. 
그러나 보호모르타르는 방수층만을 보호할 뿐 구조체 역할을 할 수 없다. 보호모르타르 밑에 물이 들어가고 얼게 되면 보호모르타르가 움직여 비노출 방수층을 손상시킨다. 이 경우 보이지 않는 방수층을 보수할 수 없게 되므로 어쩔 수 없이 노출방수를 해야 한다.
노출방수로 주로 사용해왔던 것이 우레탄 방수재인데, 우레탄 방수재 역시 방수성능은 우수하지만 보호모르타르 같이 강도가 낮은 표면에서는 쉽게 하자가 발생한다. 실제 우레탄 방수 하자가 자주 발생하는 현장들은 콘크리트가 불량한 곳이 대부분이다. 또한 우레탄은 통기성이 없어 습기나 누수가 발생하면 쉽게 수분이 빠져나오지 못해 전체적 하자로 이어진다.

우리나라 옥상 방수 공법과 보호모르타르 구조는 새로운 방수층을 부착하는 공법의 적용이 쉽지 않다. 철근 콘크리트만 구조체로 보고 내구성을 유지하기 위한 방수 시공을 하는 것이다. 그러나 보호모르타르는 그냥 껍데기일 뿐이다. 
우레탄 방수층이 많이 들떠있고 밟았을 때 저걱저걱 소리가 나면 보호모르타르와 우레탄 방수공법이 적합하지 않은 것이다. 이때 보호모르타르 바탕에 접착하지 않는 복합 방수공법을 검토해 봐야 한다.



<끝>

김소중 대표
•4A 시스템 개발・운영자    
•에코크랙실 개발
•페인트 이동식방진막 개발

•아파트 100년 쓰기 운동본부 상임대표 
•(주)제이투이앤씨 부사장   
•인하대학교 공과대학 졸업

김소중 대표  kslee@hapt.co.kr
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