서언

 

오늘날 콘크리트와 관련한 건설산업에서 아파트, 학교 등과 같은 건축물 뿐만 아니라 지하 공동구, 교량, 터널, 댐, 상하수도 등과 같은 사회기반 시설에 있어서도 방수와 관련한 물의 영향은 매우 크다. 따라서 이번 강좌에서는 콘크리트 구조물의 누수 원인을 고찰하고 방수공사에 대하여 개괄적으로 기술해 본다.

 

 

방수와 관련하여 고려해야하는 물의 종류

 

고대 원시사회에서는 주거와 관련하여 하늘에서 내리는 강수(비, 눈 등) 대책 만을 고려하면 되었을 것이다. 그러나 복잡다단해진 현대사회에서는 방수와 관련하여 강수뿐만 아니라 지하수, 생활용수 및 산업용수에 대하여도 충분히 고려하여야 하는데 물의 종류, 상태 및 영향 등에 대하여 정리하면 표 1과 같다.

 

 

콘크리트에서의 누수 원인

 

일반적으로 밀실하게 타설된 양호한 콘크리트 구조물은 물이 통과하지 않는 것이 기본이다. 그러나 콘크리트 구조물에 결함이 있거나 그렇지 않은 경우라도 품질이 불량한 경우에는 물이 통과할 수 있는데, 비정상적인 경우와 정상적인 경우로 분류하여 누수를 고찰하면 다음과 같다.

 

<표 1. 구조물 방수와 관련한 물의 종류>

물의종류	상태	비고
강수	비, 눈, 우박, 싸라기눈, 진눈깨비 등으로 그 상태는 물방울, 포말, 유동수, 체류수가 된다.	폭풍우, 호우, 적설, 눈보라, 동결 등의 형태로 영향을 미침
지하수	강수(降水)가 지하에 침투한 것으로 그 상태는 체류수, 유동수가 된다.	수위, 수압 및 함유성분물 등의 형태로 영향을 미침
생활용수	음료수, 청소용수, 조리용수, 입욕수 등으로 그 상태는 체류수, 유동수가 된다.	수량, 유동상태, 체류상태 등의 형태로 영향을 미침
산업용수	세정용수, 냉각용수, 가공용수, 폐액 등으로 그 상태는 유동수, 체류수가 된다.	수압, 수량, 함유성분물, 수질 등의 형태로 영향을 미침

 

(1) 비정상적인 경우

    1) 균열

          당연한 것이겠지만 콘크리트에 균열이 발생하면 균열부위로 누수가 발생한다. 특히 관통균열로써 균열의 폭이 클수록 누수량이 많아진다.

    2) 조인트

          시공과정에서 발생하는 콜드 죠인트(Cold joint)나 이어치기 줄눈Construction joint 등으로 시공이 불량한 경우에는 누수의 우려가 있다. 따라서 이와 같은 부분에는 누수되지 않도록 특히 주의하여 시공할 필요가 있다. 단, 신축 줄눈의 경우는 일정한 간격을 가지고 움직이는 부위로서 반드시 누수가 일어나는 곳이므로 이곳은 시스템적으로 누수 문제를 해결해 주어야 한다.

    3) 재료분리  

         재료분리란 콘크리트의 배합이 불균일하여 밀실하지 않고, 또한 시공과정에서의 결함으로 재료의 구성 중 일부만이 모여있는 경우로서 소위 곰보(Honey comb)라고도 한다. 당연한 것이겠지만 재료분리된 불균일한 조직에서는 누수가 발생할 수 밖에 없다.

    4) 관통매설물 주위 및 기타

          거푸집을 설치할때에는 오므러지지 않고 간격이 유지되도록 간격재 (Seperator)와 벌어지지 않도록 폼타이 (Form tie)를 설치한다. 또한 콘크리트 벽면을 관통하는 파이프 및 콘크리트 내부에 묻히는 철근 및 파이프 등이 있는데, 이부분들의 주위, 특히 하부에는 콘크리트 치밀도 면에서 약점이 되어 누수 를 일으킬 수 있다.

(2) 정상적인 경우

       콘크리트 면에 위에서 언급한 결함이 발생되지 않았더라도 단면이 얇거나 수압이 큰 경우는 콘크리트 조직을 거쳐 물이 통과할 수 있다, 즉, 콘크리트 중에는 여러 공극이 존재하는데 특히 시멘트와 물로 반죽된 시멘트 페이스트에서 물이 시멘트 수화반응에 소비되고 남는 물은 시멘트 입자 사이에 일부 남아있거나 마르면서 건조되어 날라감으로써 공극이 되는데, 이것을 모세관 공극(毛細管 孔隙 : Capararry Pore)이라하는데, 이 공극의 크기는 누수와 밀접한 관련이 있다. 특히 시멘트가 충분히 수화반응을 일으키지 않은 경우, 물·시멘트비가 큰 경우, 굵은 골재의 최대치수가 크거나, 잔골재의 조립률이 크며, 특히 균일입자성 입도분포를 가진 경우 및 동해, 염해, 화재피해 등 사용 환경 중에 내구성이 저하하여 조직이 치밀하지 않은 경우는 누수가 발생하기 쉽다.

 

 

누수가 구조물 및 생활에 미치는 영향

 

콘크리트에 누수가 발생하면 구조체 및 생활에 다양한 영향을 미친다. 이때 구조체에 미치는 영향은 표 2, 생활에 미치는 영향은 표 3과 같다.

 

 

방수공사

 

앞에서 언급한 바와 같이 건설물에 물이 접하는 경우에는 물이 새는 누수가 발생할 수 있다. 특히 누수인 경우는 어느 하자 보다도 용서가 될 수 없고, 경우에 따라서는 2차, 3차의 피해가 전개되기 때문에 사전에 완벽한 대책을 마련하는 방수 설계 및 시공을 진행하여야 한다. 방수공사는 방수재료를 구조체의 표면에 붙이거나, 바르거나 하여 일정의 두께로 만들어진 방수층을 형성하는 행위로서 방수공사에 따라 방수를 구분하면 표 4와 같다. 기타 상세한 방수공사는 전문서적, 건축공사 표준시방서 및 KS 표준을 참조하기 바란다. 

 

<표 2. 누수가 구조체에 미치는 영향>

① 강도저하 ② 목재문에서는 체적팽창의 영향으로 움직임이 나빠짐 ③ 단열성의 저하 ④ 부재의 중량증가 ⑤ 콘크리트에서는 동결융해로 인한 내구성 저하 ⑥ 강재(철근, 철골 등)의 부식으로 내하력이 감소

 

<표 3. 누수가 생활에 미치는 영향>

① 생활공간의 거주성 저하 ② 도서, 장비·설비, 상품, 유물, 작품 등의 안전성과 가치하락 ③ 전기 및 통신설비 훼손에 따른 생활기능의 마비 ④ 지하공간 구조물에서의 중대한 안전성능 저하 ⑤ 벽, 천장, 바닥 등의 마감재 오염 및 성능 저하 ⑥ 구조체 및 생활용구의 내구성 저감, 경제성 가치 감소

 

<표 4. 방수의 구분>

구분	종류
멤브래인 방수	아스팔트방수. 합성고분자 시트방수. 도막방수
시멘트 모르타르 방수	무기질계. 유기질계. 혼합계. 폴리머 방수공사. 수화 응고제도포
규산질 침투성도포방수	규산염화합물. 규산불소화합물계. 시멘트혼합계
금속판방수	스테인리스 시트방수, 동판, 납판
실링(방수)공사	실리콘계. 변성실리콘계. 폴리설파이드계. 아크릴우레탄계. 폴리우레탄계. 아크릴계
발수공사	실리콘계. 비실리콘계. 혼합계