해양콘크리트 시공시 문제점 및 시공 대책

바다에 가면 멋진 교량을 볼수가 있습니다. 교량 다리 즉 교각이 물에 잠겨 있는것을 많이들 보셨을텐데요. 바다속에 잠겨 있는 저 콘크리트 구조물은 어떻게 시공이 되었을까요? 그리고 바닷가는 짠물 염분이 많은데도 저런 콘크리트 구조물이 잘 버텨낼수 있는걸까요? 이번에는 해양 구조물에 의미와 시공시 검토사항 그리고 대책에 대해서 포스팅 하겠습니다.

1. 해양콘크리트란 무엇일까요?

1) 해양 콘크리트란 염분이 많은 지역, 해안지역, 항만공사 등에서 사용하는 콘크리트로서 철근부식이 가장 문제가 되고 있으며 파도에 의한 파압과 해저면 세굴등에 저항하는 콘크리트 입니다.

2) 해양 콘크리트는 해수의 물리적 화학적 장용 및기상작용 그리고 파랑이나 고형물에 의한 마모 및 충격 등 육상 콘크리트에 비해 손상을 받기 쉬운조건이므로 해수에 대한 내구성 및 콘크리트 자체의 강도 수밀성등을 키워야 하며 재료 배합 시공 등 전 과정에 걸쳐 철저한 사전 준비가 필요합니다.

2. 해양구조물 콘크리트 시공전 검토사항

1) 시공가능 작업일수를 고려해야합니다. 해양구조물의 경우 풍속 및 파고 강우 등에 대한 환경영향 요인이 큽니다. 특히나 Barge선을 띄우는 경우나 Boat를 띄우는 경우 등 작업조건을 미리 파악하고 기상청 예보에 주의를 기울여야합니다

풍속	파고	강우	시정
15m/sec이하	파고3.0m이내	80mm/hr이내	100m이내

2) 지반 지질 조건을 검토하여야 합니다.

3) 장비 자재 인력에 대한 조건을 검토합니다. 장비의 경우 안전 장치 및 운영 여부와 위험시 대책등을 미리 세워야 하며, 전문인력으로 팀을 구성해야합니다. 콘크리트 자재의 경우 해양에서는 운송시간이 정확히 맞지 않을수 있기 때문에 콘크리트 운송시간 점검 및 배합을 점거해야합니다.

3. 해양구조물 콘크리트 시공시 문제점

1) 파도에 따라 구조물 표면이 부식될수 있습니다. 이는 파압으로 인한 구조물의 균열 및 파손을 말합니다. 해양콘크리트의 경우 균열이 발생하면 철근부식의 급속진행으로 피복 콘크리트 박락현상이 발생할수 있습니다.

2) 콘크리트 구조물의 중성화 현상이 발생할수있습니다.

3) 염해에 따른 균열이 발생할수 있습니다. 이는 염분에 의하여 콘크리트 속 철근이 급속하게 부식됩니다. 철근 부식에 의해 체적팽창(약 2.6배)으로 콘크리트 균열이  발생하게 되는겁니다.

4) 알칼리 골재반응 AAR 의 발생 및 균열 발생

5) 파도 파압에 의해 콘크리트 시공시 진도이 발생할수 있고 이에 따라 재료분리가 발생할 수 있십니다.

6) 타설시 Barge 및 펌프 안정성 문제가 발생할수 있습니다.

7) 콘크리트 타설시 이임부 내구성 문제  발생할수 있습니다.

8) 수중타설시 타설 속도 타설 위치를 검토해야하며 낙하고 30cm미만에서 정수중에 타설해야합니다.

4. 해양구조물 시공 대책

1) 재료대책

• 시멘트는 고로 시멘트, 중용열 포틀랜드 시멘트, 플라이 애쉬 심넽, 내황산염 시멘트 등을 이용합니다. 

• 수밀성이 좋고 내해수성 시멘트를 이용하며 보통 시멘트를 사용할때는 부배합하여 사용합니다.

• 수화열이 적고 내구성이 큰 시멘트를 사용합니다.

• 골재는 AAR반응 즉, 알칼리 골재 반응을 일으킬수 있는지 충분한 검토가 필요하며, 골재의 내마모성 및 내해양성을 충분히 고려해야합니다.

• 강재는 내식성 철근을 사용하고 전기방식 공법을 적용합니다. 

• 해양환경에서 강재와 부식피로, PC강재의 응력부식균열에 대한 충분한 배려가 있어야 합니다.

• 피복두께를 크게 하고 수밀콘크리트로 시공합니다.

• 포졸란은 사용하게 되면 수밀적이고 해수에 대해 누구성이 큰 콘크리트를 만들수 있기에 품질과 혼합율에 대한 충분한 검토후 사용합니다.

• 혼화제는 AE제, 감수제, AE감수제, 고성능 감수제 등을 사요8ㅇ하게 되면 블리딩 및 시공연도 등이 개선되고 내구성 및 수밀성이 크게 향상됩니다.

• 물은 기름, 산 , 유기물 등 의 유해물이 함유되지 않아야 합니다.

2) 배합대책

• 물 시멘트비는 해중 현장시공시는 50%이하 이어야하고, 공기 중에는 현장시공시는 45%, 물이 닿는 부분은 45%이하로 합니다. 

• 단위 시멘트량을 크게하면 밀실한 콘크리트를 얻을수 있습니다. 또한 염류의 화학적 침식 및 강재 부식데 대한 저한 저항성이 커집니다 대신 금액이 비싸기도 하고 시공성이 좋지 않아서 혼화제를 사용하거나 재료분리 방지할수 있는 대책도 동시에 강구되어야 합니다.

• 공기량은 3~6% 정도로 합니다.

3) 시공대책

• 해양 콘크리트에는 폴리머를사용한 폴리머 시멘트 콘크맅, 폴리머 만을 이용한 수지 콘크리트 또는 폴리머 침투 콘크리트등을 사용합니다.

• 시공이음이 잘못 시공되었을경우 피해가 심각하므로 주의해야합ㄴ.다.

• 최고조위로부터 위로 60cm, 최고조위로부터 아래로 60cm 사이의 감조부분은 시공이음을 두어서는 안됩니다.

• 해양구조물에서는 균일한 콘크리트를 얻을 수 잇도록 타설, 다짐, 양생 등에 충분한 배려가 필요합니다.

• 유수및 사력을 포함한 파랑작용, 선박의 충격을 받을수 있는 부분은 고무 방충제, 목재, 양질의 석재, 고분자 재료 등 적당한 재료로 보호를 하여야 하며 철근의 피복 두께 또는 부재의 단면을 증가할 필요가 있습니다.

• 재령 확보는 보통 포틀랜드 시멘트를 사용할 경우 5일간으로 하고고로 시멘트 등의 혼합시멘트를 쓸 경우에는 소정의 강도 및 수밀성이 얻어질 때까지 재령을 연장해야합니다.

• 간격재 설치 수는 기초, 기둥, 벽, 난간 등에는 m2당 2개씩하고 보, 주형, 슬래브 등에는 m2당 4개씩을 표준으로 하여야 합니다.

 

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