국내 보수공법의 현황을 조사한 결과 일반 모르터 등에 의한 표면피복제 양극 매쉬 포설전기방식공법 아크릴계폴리머 공법 등 많은 종류의 공법들이 이용되고 있는 것으로 조사되었습니다.이하 국내에서 일반적으로 이용되는 공법과 현재까지는 이용사례가 없으나 적용 가능한 공법에 대하여 기술하였습니다.
일반 모르터 보수공법
모르터 보수공법은 기존 콘크리트 결손부위에 모르터를 도포하여 보수하는 공법으로 주로 들뜸 박리 등 단멸결손 부위에 많이 이용하며 실적이 가장 많은 보수 공법으로 조사되었습니다.
이 공법은 경제적이며 시공성이 좋아 각종 콘크리트 성능저하부의 보수에 광범위하게 적용되어 왔으나 공정이 단순하고 신뢰도가 다소 낮습니다.
시공 후에는 바탕조정으로 인하여 완벽하게 시공돠어 있는 듯하나 구조체의 내구성 등은 회복되지 못하므로 시공 후 1~2년정도에 다시 보수를 요하는 경우가 많습니다.
표면 피복재 보수공법
표면피복재는 유기계 또는 무기계의 표면피복재를 콘크리트 표면에 피복함으로써 외부로부터 부식인자의 침투를 방지하는 것입니다. 즉 산소 수분 염분의 침투를 방지함으로써 더 이상의 철근부식을 방지하는 방법입니다. 이와 같이 외부로부터 부식인자의 침투를 방지하는 방법으로써는 피복두께와 같이 콘크리트의 두께로써 대응하는 방법과 도장과 같은 막으로써 대응하는 방법이 있습니다.
표면재의 종류에 따라 염소 이온 및 산소 이온의 통과량이 다르며 시공이 간편하다는 점이 큰 특징이나 표면 피복재 자체의 내구성이 의문시 됩니다. 콘크리트 표면을 피복함으로써 외부로부터의 부식인자의 침투를 방지하는 방법입니다.
수지계와 시멘트계 재료를 사용하는 콘크리트 표면피복 보수재료로 서는 폴리머 시멘트 슬러리 시멘트 페이스트 팽창 시멘트 그라우트 등이 있으며 체적변화가 적고 시공성 및 내구성이 뛰어난 것이어야 합니다. 현재 시멘트계 보수재료로서 널리 사용되고 있는 것은 폴리머 시멘트 모르터로서 보통 시멘트 모르터 및 콘크리트에 비하여 내구성 중성화 및 산소 확산에 대한 저항성이 뛰어납니다.
도포형 부식억제제 보수공법
방청능력이 있는 재료를 철근 주위에 침투시키는 방법으로 도포방식에 의해 시공할 수 있습니다. 도포형 부식억제제로서 아질산염 등 방청능력이 있는 재료를 콘크리트 표면에 도포하여 철근 주위로 침투시켜 철근 표면에 부동태 피막을 형성시키는 방법입니다.
부식억제제를 사용하기 전에는 모체에 영향을 줄 수 있는지 방식기능의 검증이 필요하다 아질산염 용액의 농도가 높을수록 부식억제 효과가 있으며 침투깊이는 실 구조물에서는 통상의 피복두께를 갖는 철근 주변까지는 가능하 지만 콘크리트 내에서 용액이 장기간 유지되기 어렵다는 문제가 있습니다.
양극 매쉬 포설 전기 방식 공법
티타늄 등 장기 부식소모량이 극히 적은 양극망을 이용한 내구성 보강공법으로 부식철근에 대한 부식억제기능이 탁월하고 시공 후 콘크리트 내부 상태 모니터링이 가능하며 속경성 고강도 폴리머 표면함침이 가능한 반면 철근 연속되는 부위에 한하여 적용가능하고 외부전원이 필요하다는 점과 일반 수 재료에 비하여 값이 비싸다는 단점이 있습니다.
전기화학적 탈염 보수공법
이 공법의 구성과 작용원리는 기본적으로 외부전원에 의한 전기방식 공법과 동일합니다. 최근 국내에서도 콘크리트 교량 상판에 동결방지제를 사용하거나 해양환경 위치한 RC 구조물이 콘크리트 교량 상판에 동결방지제를 사용 하거나 해양환경 현상을 방지하기 위하여전기화학적 탈염법의 적용을 검토 하고있습니다.
이 방법은 콘크리트 표면에 이온교환 수지를 포함한 전해액을 접촉 시켜 액체 중의 보조전극을 통전하여 전기침투 작용에 의하여 콘크리트 내부의 염화물을 제거하는 것으로 철근부식이 현저 하게 감소되는 효과를 얻는 것으로 보고되고 있습니다.
그러나 공정이 복잡하고 경비가 많이 들며 직류의 고전압이 필요하여 발열에 의한 균열발생과 철근과 콘크리트 사이의 부착력 감소 콘크리트 투수성 증가 등의 결점을 수반하므로 실용화 하는 데에는 더욱 많은노력 필요합니다.
재알칼리화 보수공법
침투성이 좋은 침투성 알칼리 회복제를 함침시킴으로써 중성화된 노출철근 주위의 콘크리트를 알칼리성으로 개선하고 철근부식의 진행을 방지합니다. 즉 침투성 알칼리 회복재는 고알칼리성이기 때문에 중성화된 콘크리트에 고알칼리성을 회복하고 철근의 방청환경을 만듭니다.
침투성 알칼리 회복제의 하나인 리튬실리케이트는 난용성이기 때문에 이미 형성된 고알칼리성은 장기간 지속되게 됩니다. 침투성 알칼리 회복제는 특히 저점도이므로 침투성이 우수하고 침투된 부분을 고화시키는 작용이 있어 이로 인해 인장강도가 어느정도 증가되는 효과가 있습니다.
또한 합성수지계의 침수성 프라이머는 용제계이기 때문에 환경공해 안전위생 측면에서 문제가 되는 경우가 많으나 침투성 알칼리 회복제는 수용성이기 때문에 이러한 문제는 없습니다.
알칼리화 보수공법
LPR 공법으로 호칭되며 침투성 알칼리 회복제의 함침을 보다 확실히 하기 위하여 알칼리 회복제를 강제적으로 압력에 의해 함침시키는 공법입니다. 콘크리트의 피복두께가 적은 부분 기둥 보 등의 구조상 중요한 부분 등 가능한 철거작업을 적게 하고자 하는 부분 및 외관을 고려한 노출콘크리트에 대해서는 철근부의 전역을 회복시킬 필요가 있습니다.
알칼리 회복제를 치밀화하고 물 산소 탄산가스 등의 침입을 막아 향후의 중성화 및 철근부식을 방지함은 물론 콘크리트의 강도를 회복시킬 수 있습니다. LPR area 공법은 LPR 공법의 직선적인 압입침투방법으로부터 시공면적을 넓혀 LPR공법의 특징을 더욱 살린 것입니다.
팩 시공법
중성화 및 염해에 의해 성능저하된 콘크리트의 내부를 화학적 물리 적으로 보수하는 방법입니다. 고염분을 함유한 콘크리트에서는 부식억제 제의 양도 다량으로 필요하게 됩니다. 일반적으로 롤러도포의 경우 통상2회 바름으로써 500g/m² 정도가 소요됩니다.
따라서 단시간에 상당한 양을 함침시킬 수 있는 시공법으로서 팩 시공법이 개발되었습니다. 팩 시공법은 고흡수기능 증발기능을 가진 특수복합재에 부식억제제를 구체 내부로 이동.함침시키는 공법입니다. 또한 함침된 부식억제제는 시간경과와 함께 더욱 깊이 확산됩니다. 이와 같이 팩 시공 법은 고염분을 함유한 콘크리트에 적합한 시공방법으로 알려져있습니다.
숏크리트 보수공법
성능저하된 콘크리트의 보수작업 중 복구공정에서 모르터를 건식으로 뿜칠하는 공법입니다. 이 공법의 특징은 다음과 같습니다.
- 속경성 모르터이다.
- 단시간에 고강도를 발현할 수 있다.
- 부착강도가 크고 건조 수축이 적다.
- 차염성 방수성이 크다.