경량 기포 콘크리트경량 기포 콘크리트

Posted at 2010.03.08 18:28 | Posted in 건축/토목자재 정보

 

 

 


경량 기포 콘크리트

 

기포 con'c 소개
 
기포 con'c

Ⅰ. 기포 con'c 소개

기포 con'c 의 정식 명칭은 '경량 기포 콘크리트(Autoclared Lightweight Concret : ALC)'이다,
기포 con'c 의 효시는 1989년 스웨덴의 호프만(Hofmoun)으로 알려져 있고 1929년 경엔 스웨덴의 시플렉스(slporex),듀록스(Durox)사 등에서 생산을 시작했고 일본에서도 1929년 경부터 실용화되어 공장 생산이 이루어졌다. 기포 con'c 의 90% 이상은 공장용 ALC 제품으로 주택 , 공장 , 창고 등의 외벽 , 바닥용 단열층에 사용되고 있다. 기포 con'c의 종류는 기포 발생 선후에 따라 선 기포 방식(Pre-foaming type) , 후기포 방식(After-foaming type) , 혼합기포 방식(Mixed-foaming type)으로 나뉘고 , 제조 방식에 따라 공장용 ALC와 현장에서 직접 타설 시공되는 현장타설용 기포 con'c로 나뉜다.

현장 타설용 기포 con'c 경우에는 재료의 혼합재에 따라 일반 기포 con'c , 폴 기포 con'c , 플라이 애쉬 기포 con'c , 합성수지(Polys) 기포 con'c 등으로 나뉜다.
우리나라에서 기포 con'c가 대량 시공된 것은 1980년 후반부터이며 공동주택의 단열 층에 기존의 스티로폼 + 공자갈 공법을 대체 하면서부터 였다. 시공이 용이하고 공정이 빠르고 저렴하다는 장점 때문에 민간 건설업체에서는 대부분 공동주택 바닥 단열 층을 기포 con'c 만으로 시공해 왔다. 그러나 대한주택공사에서는 기포 con'c 만으로의 단열층 형성은 문제가 있다고 판단하여 기존의 콩자갈 공법을 계속 채택해 오다가 1998년부터 스티로폼+기포 con'c 공법으로 변경하여 채움층 개념으로 일부를 기포 con'c로 대체 시공하고 있다.

그 외 야외 수영장, 농장 축사, 비닐 하우스 등의 바닥 단열층, 터널?옹벽 채움용 등으로도 사용되고 있다.

Ⅱ. 현재 시공되고 있는 단열층 기포 con'c의 제품 및 시공상의 문제점

1. 제품의 불균일성

첫째, 설계상의 제품 성능과 실제 타설되고 있는 기포 con'c 제품상의 상당한 괴리현상이다.

둘째, 한 현장에 있어서도 A동과 B동, A동의 15층과 1층의 제품상의 차이가 나는 문제이다.
이는 28일 후의 기포 con'c 압축강도 및 열전도율 시험성적서로 기포 con'c 품질관리를 하는 한 개선될 여지가 없다.이러한 제품 불균일성은 결국 기포 con'c 타설 시점에 있어 정확한 재료 배합, 물 시멘트 비적용,
기포 con'c 슬러리 상태 점검 등이 이루어지지 않기 때문에 발생하는 문제점이라 볼 수 있는 데, 현재의 기포 con'c 시스템상 이러한 관리가 쉽지 않다.

셋째, 기포 con'c 공사계약시 통상 1㎥당 시멘트 몇 kg + 혼합재 몇 kg(ℓ) 투입조건으로 총 물량을 계산하여
공사 계약을 한다. 그러나 실제 기포 con'c 타설량은 계약 물량보다 통상 20~30%가 더 많은 것이 보통이다.
(계약상 기포 con'c 타설 두께가 6cm이면 실제 타설하는 두께는 7cm가 넘는 현상이 대두된다.) 따라서 정확한 배합에 의해 타설하게 되면 결국 전체의20~30%를 타설할 시멘트 + 혼합재가 부족하게 되고, 공사 계약 물량에 맞춰 타설하게 되면 설계상의 높이에 못 미치는 기포 con'c를 타설할 수밖에 없게 된다. 현재 대부분의 건설사에서 1㎥ 당 혼합재 얼마 kg(ℓ)포함 공사비를 계약하는 한 이런 근본적 문제점은 개선될 수가 없다.

또한, 시공하는 단종 건설 업체의 경우 정확한 혼합 투입의 체크가 사실상 어렵다는 점과 시멘트는 원청 건설사에서 제공하는 점을 악용하여 계약상의 혼합재를 투입치 않는 부실 시공의 관행을 일삼는 한 제대로 된 기포 con'c 품질은 기대할 수 없을 것이다.

2. 크랙 발생

기포 con'c 크랙은 많은 문제점을 낳는다.

첫째, 단열 및 차음 성능을 크게 떨어뜨린다. 유일한 단열 층인 기포 con'c의 크랙이 층간 바닥의 단열과 차음에 있어서 얼마만큼 부정적 영향을 미치는 가에 대해 재론할 필요가 없다.

둘째, 기포 con'c 균열은 마감층(방바닥)의 균열 파손을 유발시킬 수 있다.(건설교통부 발행, 96 연구 개발 사업 최종 보고서 [ 공동주택 바닥 난방 시스템 개발 및 실용 연구], p40)
따라서 기포 con'c가 크랙이 될 수 있는 한 가지 않는 또는 미세한 크랙이 가는 제품이 되어야 한다는 데에는 이론이 없다.

그러나 이전의 슬라브 위의 기포 con'c의 경우 통상 타설 후 한 달 정도가 경과해야 본격적인 크랙이 발생하게 되는 데, 이런 상황이 발생하기 전에 대부분이 후속 공정인 마감몰탈 공사를 하기 때문에 크랙 발생을 보지 못하게 되는 점이다. 그러나 전문가들의 견해는 위에 마감몰탈이 시공되더라도 기포 con'c 자체의 큰 건조 수축 구조는 그대로 진행될 수밖에 없기 때문에 마감몰탈 아래에서 크랙이 발생하게 되고 이런 크랙은 마감몰탈의 크랙까지 유발하게 된다는 것이다.

그리고 기포 con'c 크랙은 실제 거주민들이 입주 후 살면서 충격에 의해 점점 커지게 되고 따라서 방바닥 크랙도 커지게 된다는 점을 간과해서는 안 된다는 것이다.

3. 단열 및 차음 성능 부족

앞에서 언급한 건설 교통부 발행 『공동주택 바닥 난방 시스템 개발 및 실용화 연구』 p44의 내용을 소개한다.

"경량 기포 콘크리트류의 재료를 단열과 축열의 이중적 목적으로 사용하고 있으나, 단열재로 사용되기에는 열전도율이 발포 폴리 스틸렌에 비해 3배 정도 높아 성능을 기대할 수 없으며, 축열 능력은 자갈에 비해 1/3 이하에도 못미처 본격적인 축열재로서도 사용되기 어려운 재료이다. 또한 충격음 차단 성능면에서도 발포 폴리 스틸렌에 훨씬 못미처 경량 기포 콘크리트류의 재료만을 단열 및 축열재료로서 사용하는 것은 온돌의 성능 저하를 초래하는 가장 큰 원인이라 할 수 있다."

Ⅲ. 새로 개정된 단열 규정하의 기포 con'c 방향

공동주택 층 간 바닥의 경우 단열성능이 30% 이상 강화되었다. 따라서 기존의 기포 콘크리트만으로는 도저히 법규정의 단열성능을 충족시킬 수 없게 되었다. 이에 따라 별도의 단열재를 시공한 후 기포 con'c를 시공하는 등의 변화를 가져올 수밖에 없게 되었다. 이런 변화된 환경하의 기포 con'c는 다음 세 가지를 고려한 방향으로 연구되고 실제 현장에서도 시공되어야 하리라 본다.

1) 이전의 기포 con'c만의 단열성능 보다 별도의 단열재+기포con'c의 새로운 공법에서의 기포 con'c 단열성능이 더 중요하게 된 점.
- 스치로폼 20mm+기포 con'c 50mm 기준 단열층 시공시 기포 con'c 열전도율이 0.01kcal/mhR°c 낮아질 시
층간 바닥 전체 열 관류율 K 값이 약 3.5% 차이가 난다.

2) 단열재 위의 기포 con'c는 문제점이 더 많이 더 심각하게 발생한다는 점.
- 현재 기포 con'c 물성으로 단열재 위에 타설시 침하, 크랙발생, 파손 등 많은 문제점을 보이게 된다.
- 이를 방지하기 위해 기존 기포 con'c 대비 1㎥ 당 시멘트를 2포이상 더 투입하여 압축강도를 강화시켜 문제점을 보완하려 하는 데, 그렇다고 크랙발생 방지에 크게 기여하지도 못하고 열전도율이 높아져 전체 열관류율 값을 높이는 부작용이 나타나고 있다.(주택공사에서 단열재 위의 기포 con'c를 채움층이라 부르며 이런 형태를 적용하고 있음)

3) 따라서 기포 con'c의 비중을 낮추어 단열성능도 좋으면서 적정한 압축강도 유지, 크랙발생 방지, 차음성능
향상 등의 효과가 있는 기포 con'c 공법 채택의 중요성이 더욱 커졌다는 점.


경량 기포콘크리트

▶ 일반사항
이 시방서는 공도주택 발코니에 시공하는 경량 기포콘크리트 공사에 대해 규정한다.

① 관련시방
이 공사와 관련이 있는 사항 중 이 시방서에서 언급된 것 이외의 사항은 다음 시방서의 해당 사항에
따른다. 20210 콘크리트

② 적용기준
다음규준은 이 시방서에 명시되어 있는 범위 내에서 이 시방서의 일부를 구성하고 있는 것으로 본다.

③ 한국산업규격 (KS)
KS L 5105 수경성 시멘트 모르타르의 압축강도 시험방법
KS L 5201 포틀랜드 시멘트

④ 제출물
다음 사항은 "10130 제출물"에 따라 제출한다.

⑤ 자재 제품자료
다음 품목에 대한 제조업자의 제품자료

가. 기포제
나. 시멘트


⑥ 견본
다음 품목에 대한 제조업자의 제품제본

가. 경량 기포콘크리트 제작견본
본 공사시의 경량 기포콘크리트 제조방법과 동일한 방법으로 제작한 300 X 300 X 100 mm 크기의 견본

⑦ 운반, 보관 및 취급

가. 기포제
기포제의 운반, 보관 및 취급 방법은 승인된 제조업자의 제품자료에 따른다.
나. 시멘트
시멘트의 운반, 보관 및 취급 방법은 "20210 콘크리트"에 따른다.

⑧환경조건
경량 기포콘크리트는 시공부위의 주위 기온이 5。C 이상일 때 시공한다.

자재
① 경량 기포콘크리트

② 성능기준

가. 기포제, 시멘트와 물을 혼합하여 경화 후 28일 압축강도 8kgf/cm2 이상, 밀도 400 kgf/m2 이하이어야 한다.
나. 양생에 따른 균열, 처짐 등의 수축변형과 유해물질, 가스발생이 없어야 한다.

③ 재료

가. 시멘트
KS L 5201의 1종 보통 포틀랜드 시멘트에 적합한 제품을 사용한다.
나. 기포제
1) 당해 기포제로 제조한 경량 기포콘크리트가 성능기준에 적합한 제품이어야 한다.
2) 기포제는 PH 7-7.5의 약 알칼리성분이어야 하며, 배관제를 부식시키는 성분이 포함되지 않아야 한다.
3) 기포제 원액에 물을 희석하여 고압력 압축기를 이용, 제조된 기포는 시멘트 스러리와 충분히
혼합하여 콘크리트내에 균일하게 분포되어야 하고 기포가 일부에 몰리거나 파괴되지 않아야 한다.
물은 품질에 영향을 주는 기름, 산, 유기불순물이 하뮤되지 않은 정수를 사용한다.

시공
① 바탕준비

가. 바탕을 깨끗이 청소하고 주변 벽체에 경량 기포 콘크리트 타설 높이를 먹매김하여 표시한다.
나. 하절기에는 경량 기포콘크리트 타설 직전에 바탕모체에 물축임을 한다.

② 배합 및 타설

③ 장비

가. 배합용 믹서는 품질이 일정하게 생산되는 Batch Type Mixer를 사용하여야 한다.
나. 압송용 펌프는 모노펌프를 사용하고 컴프레서 압력은 3kgf/cm2 이상이어야 한다.

④ 배합

가. 기포제 제조업자의 제품자료에 따라 소요 경량 기포콘크리트 성능이 될 수 있도록 배합한다.
나. 시멘트 사용량은 경량기포 콘크리트 1m2 당 320 kg으로 한다.

⑤ 타설

가. 배합된 경량 기포콘크리트는 1시간 이내에 시공하여야 한다.
나. 경량 기포콘크리트 타설 마감면은 소요 높이에 맞추어 평활하게 고르기를 한다.

⑥ 양생

가. 경량 기포콘크리트 타설 후 기온이 저하 될 경우 동해를 입지 않도록 보양한다.
나. 경량 기포콘크리트 타설 후 3일간은 충격이나 하중을 가해서는 안되고 상부마감재 시공은 경량 기포콘크리트가완전히 양생된 이후에 한다.

⑦ 현장품질관리

⑧ 압축강도 및 밀도실험가. 시험빈도

1) 공사시행전
실제 공사와 동일한 방법으로 제조한 경량 기포콘크리트에서 시료를 채취, 각 3조씩 시편을 제작하여 시험을 1회 실시한다.
2) 공사중
매 동마다 공사 중 압송호스 배출구에서 시료를 채취, 각 3조씩 제작하여 시험을 1회 실시한다.
나. 시험방법
1) 압축강도
압축강도 시험방법은 KS L 5105에 준하며, 시편의 크기는 50 x 50 x 50 mm 로 한다.
2) 밀도
밀도시험은 건조온도 105 - 120。C 의 함량상태를 측정하며, 시편의 크기는 50x50x50mm로 한다.

⑨ PH 시험
기포제는 매 시공일마다 시험용 리트머스 시험지를 이용하여 PH값을 1회 이상 측정한다

 

[출처: 강원 기포몰탈 ] 경량 기포 콘크리트

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경량콘크리트 [건설자재]

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