서언
콘크리트는 대표적인 불연재이면서 내화재료로 알려져 있다. 그러나, 콘크리트가 불에 의해 고열을 접하게 되면 콘크리트 표면의 물리·화학적으로 변화하여 열화, 균열 등 피해가 발생할 수 있고, 심한 경우는 <사진 1>과 같이 폭렬 현상 및 보·슬래브의 열팽창에 의한 수평력으로 기둥의 전단파괴로 건물 붕괴 등의 위험이 발생할 수도 있다. 
그러므로 화재가 발생한 콘크리트 구조물은 반드시 그 피해 정도를 정확히 파악하고 보수·보강을 필요하게 된다. 그러나, 진단과 관련하여 평면적인 피해는 쉽게 범위를 정할 수 있지만, 보수·보강을 해야만 하는 피해 깊이는 적당한 방법이 없는 것이 현실이다. 따라서 본 강좌에서는 전 강좌의 연속으로 건설 신기술 969호 중에서 제안한 화재피해 깊이 진단방법을 소개하고자 한다.

<사진 1> 화재 후 폭렬 및 전단파괴 모습

 
기존 방법의 문제점 및 대안
현재 국내에서 화재 발생 시 구조물의 피해 범위 및 깊이를 진단하는 방법은 일본 건축학회, 콘크리트공학회 및 건축방재학회에서 제시한 방법을 참조하여 실시하고 있다.
<표 1>은 일본 콘크리트공학회에서 제시하고 있는 화재 발생 구조물의 조사항목을 정리한 것이다. 조사는 육안조사에 따르는 1차 조사와 재료시험 및 구조시험에 따르는 2차 조사로 나누어 실시하도록 되어 있다.

< 표 1 > RC조의 화재조사 항목(일본콘크리트공학회)

그런데, 이 중에서 우리나라의 경우에는 일반적으로 육안관찰, 중성화 깊이측정, 슈미트 해머 및 초음파 전파속도에 의한 압축강도 시험 및 코어 샘플링에 의한 시험을 통해 화재피해를 진단하고 있는 실정이다. 
그러나, 이중 중성화 시험방법은 콘크리트 수화물 중 수산화칼슘 알칼리가 화재 시 발생한 CO2에 의해 탄산화된 깊이를 측정하는 것으로 물리적 작용인 고온 시 내부 수증기 배출과정의 수증기압에 의한 조직이완의 문제와는 별개이고, 피해 범위도 이를 포함하지 못한다. 또한, 슈미트 해머 및 초음파 전파속도법은 구조체의 잔존강도를 측정하기 위한 것으로 화재피해 깊이와는 무관하다. 코어 샘플링에 의한 SEM, EDS, XRD, TG-DTA 등의 방법도 있지만, 이러한 방법은 분석방법에 따라 시료를 준비하는 방법이 다르고, 시료를 채취하는 위치를 임의로 설정함으로써 연속적인 확인이 아닌 일정 구간의 대표시료에 대한 평가만 가능하다. 또한, 시료 준비 및 시험 시간이 비교적 오래 걸리고, 비용이 많이 소요되는 문제점을 갖고 있다. 특히, 화재 발생 시 화재 진압을 위해 많은 양의 물을 살포하게 되는데, 이러한 과정에서 분해된 수화물이 물과 접촉하여 화학적인 반응(재수화)을 일으켜 오히려 정확하지 않은 결과가 도출될 수도 있다.
그러므로 이러한 문제를 해결하기 위하여는 이전 강좌 제 240회(교회에서 간증을)에서 소개한 초기동해 진단기술이 기본을 이룬다. 즉, 초기동해나 화재로 콘크리트 조직이 팽창 이완된 경우, 이부분에서 채취한 코어 공시체를 수중 침지 후 건조시키면 <사진 2>와 같이 건전부는 빨리 말라 밝은색을 띄지만, 조직이 이완된 피해 부분은 건조가 늦어 짙은 색으로 남아 있어 그 깊이를 재면 되는 것이다.

진단 방법
콘크리트 구조물의 화재피해 깊이 진단의 제안 방법은 다음과 같다.
(1) 화해를 입은 콘크리트 구조물에 습식 코어 장비를 이용하여 표면부터 코어링을 실시한다. 
(2) 양생수조에 물(증류수) 또는 침지액(염료를 일정량 첨가한 물)에 20±2℃의 실험실 내부 조건에서 24시간 동안 침지하고, 침지시작 시각을 기록한다.
(3) 직사광선을 받지 않고 그늘이 진 실험실 실내에 매져먼트 박스를 설치하고 실내조건에서 챔버 안에 화재 피해를 입은 부분이 상단으로 향하도록 준비한다.
(4) 이미지 프로세싱 어플리케이션을 사용할 경우에는 몰드의 개수, 몰드의 크기, 사진촬영 주기, 측정시간을 선택한 후 촬영을 실시한다. 단, 이미지프로세싱 어플리케이션을 이용하지 않을 경우에는 <사진 2>와 같이 육안으로 깊이를 측정한다.
(5) 촬영된 모든 사진 들을 시간 순서대로 정리하고, 진단된 피해 깊이를 채취된 개소 및 위치별로 정리한다.

<사진 2> 화재손상 깊이측정

결 언
화재 피해를 입은 건설물의 피해 깊이를 진단하고자 함에 있어 종전의 페놀프탈레인에 의한 중성화 시험법은 신축 중 혹은 유지관리 초기 단계에서는 물리적 피해보다 화학적 변화가 작아 과소 평가되는 반면, 오래된 건설물은 과대평가되는 오진을 일으킨다. 따라서 저렴하면서도 조직 열화를 신속하게 진단할 수 있는 전 세계 최초의 침수 건조법을 제안하는 것임에 우리나라 화재 발생 후 진단 현장 실무에 효과적으로 활용되기를 기대해 본다.