건축재료

균열이야기(2)

김프로님 2007. 8. 1. 17:59

구조이야기 스물아홉,  균열 이야기(2)

요즈음에는 공동주택인 아파트에서 살고 있는 사람이 많이 있다.
또한 우리 같은 구조설계자들도 아파트를 설계 할 기회가 많이 있게 된다.
그러나 아파트의 설계라는 것은 그렇게 다양성을 갖고 있지가 못하다.
아파트의 설계가 다양성을 갖지 못하기 때문에 현재의 아파트의 모습은 그게 그것인 천편일률적 일 수밖에 없게 된다.
그것은 일정한 대지에 많은 아파트를 지으려는 욕심에 기인한다고 생각한다.
그래서 우리나라의 아파트의 형상은 물론이고 각 세대별 단위 평면도 거의 비슷하다.
따라서 아파트에 생기는 균열도 아파트마다 거의 비슷한 양상을 띄고 있다.
그러면 최근까지 지어 지고 있는
아파트들의 균열 양상을 필자의 경험을 토대로 설명하고자 한다.

첫 번째로 많이 생기는 균열은 발코니의 균열이다.
많은 양상의 균열이 많이 있겠지만 그림1과 같이 세 가지만 소개하고자 한다.
균열1은 대개의 경우는 상부철근이 제 위치에 설치가 되지 않았거나 제대로 설치하였다 하더라도 작업자들이 밟고 다니면서 하부로 내려앉는 경우일 가능성이 제일 많다.
따라서 철근배근 작업이나 작업자들이 철근이 하부로 내려앉지 않도록 하면 이 균열의 대부분을 억제 할 수 있을 것이다.
균열2는 발코니의 전등 설치를 위한 슬래브 내의 전선관 때문에 가장 구조적으로 응력이 많이 걸리는 곳에 구조적으로 단면이 적어져서 균열이 생기기 쉽다.
균열3인 경우는 콘크리트 타설 후에 양생하는 과정에서 콘크리트의 수축에 의한 균열일 가능성이 가장 많다. 이 콘크리트의 수축 균열은 발코니가 시공이 완료된 후에도 외부에 노출되는 경우가 많기 때문에 계절이 바뀌는 동안에도 온도의 변화가 심하기 때문에 가장 취약한 부분이나 조그만 균열이 있는 경우에는 균열이 발전하는 경우가 많이 있다. 이런 경우에는 시공시 지연 죠인트의 적용이나 콘크리트의 타설시에 수축균열을 억제하도록 타설계획을 잘 짜면 많은 균열을 억제 할 수 있으리라 판단된다.

[그림1]아파트 발코니의 균열

두 번째 의  균열은 외부로 노출되는 철근 콘크리트 벽체의 균열이다.
그림2에서 표시 한 것과 같이 아파트의 양쪽 끝 부분의 외부 철근 콘크리트 벽체에 많은 균열 양상이다.
이런 경우는 지하에 묻혀 있는 부분의 벽체와 대기에 노출되어 있는 벽체와 수축 팽창길이의 영향으로 보이며 또는 기초의 콘크리트의 부피 (mass)와 콘크리트 벽체의 부피 차이로 인하여 일어 날 수도 있다.
따라서 아파트의 설계시에 외부에 노출되는 벽체에는 균열을 줄이기 위해 철근의 간격을 줄이는 것이 효과적이라고 생각한다.

[그림2]아파트 외부벽체의 수직균열

세 번째는 지하주차장은 대부분의 경우에는 지하층만 있게 되며 주차장 구조물 상부에는 옥외 주차장일 경우에는 도로포장 마감이 필요하게 되며 ,또한 법적 최소 규정 이상의 조경면적이 필요하게 된다. 나무를 심게 되면 나무가 성장 할 수 있는 흙의 깊이가 있게 되어 보통의 아파트 설계에서는 1미터 내외의 흙이 지하 주차장 위에 적재하게 된다.
따라서 지하주차장 최상부의 슬래브 두께가 일반적인 경우보다 두꺼워 지게 된다.
그러므로 시공시 콘크리트가 양생 할 때에 수축량도 많아지게 된다.
그림3은 아파트 설계시에 가장 많이 나타나는 균열을 나타내는 균열도이다.
이것은 지하 주차장의 슬래브가 단면이 크기 때문에 수축량이 큰데다가 아파트의 내력 벽체와의 접촉 부분이 적기 때문에 일어나는 현상일 것으로 판단된다.
이러한 균열은 여러 현장에서 많이 일어나는 균열이기 때문에 여간 주위 하지 않으면 쉽게 일어 날 수가 있다.
이러한 것을 예방하기 위해서는 개인적인 소견으로는 아파트와 지하주차장과 맞붙는 부분에 지연 죠인트(delay joint)를 설치하면 좋은 효과를 경험에서 알 수 있었으며, 안타까운 것은 현장에서는 작업효율적인 면에서 떨어지는 이유로 번거로워 하는데 가능하면 지연 죠인트를 적절히 이용하면 콘크리트 구조물의 많은 초기 균열을 억제 할 수 있으리라 다시 한번 강조하고 싶다.

[그림3]지하주차장 상부슬래브와 아파트벽체

네 번째는 건물의 하중을 지탱하는 철근 콘크리트의 슬래브나 내력벽 이외의 아파트의 여러 실을 구성하는 조적벽체의 균열이다.
아파트의 균열은 벽돌등의 칸막이 벽체의 균열이 대부분이다.
이 조적벽체의 균열은 우선 시멘트, 모래, 그리고 물의 합성 물질인 모르타르의 정확하고 꼼꼼한 시공이 기본적이다.
그리고 많은 균열의 대부분은 철근콘크리트 내력벽과 조적벽체와 접하는 부분에서의 균열이 많게 되는데 이것은 다른 재료의 접하는 부분이기 때문에 유발줄눈을 설치하여 접하는 부분에 균열을 생기게 하거나 신축줄눈을 주는 것이 효과적이라고 생각된다.
특히 아파트의 외부의 균열은 우리가 자주 보는 균열인데 이러한 균열은 철근 콘크리트의 균열이기보다는 조적벽체의 균열이 대부분이다.
이 아파트의 외부 균열을 줄이기 위해서 몇 가지 제안을 하고 싶다.
먼저 설계시에 평면에서 외부부분을 일자형보다는 요철이 있게 설계하게 되면 상당히 외부 균열을 줄일 수 있으며, 철근 콘크리트와 조적이 만나는 부분의 개소를 줄이거나 또는 만나는 곳에 유발줄눈을 설치하는 것이 효과적이라고 생각한다.
또한 아파트 외부의 균열의 대부분을 차지하는 것 중에 창문주위에 균열이 많이 일어난다.
이 부분의 시공은 대개의 경우는 벽돌로 시공되어 지는데 균열을 줄이기 위해서는 좀더 시공 정밀도를 높여야 하며 , 유발줄눈을 창문의 수직선에 연결선 상에 설치하는 것도 효과적으로 판단되며, 두 가지가 어렵다면 철근콘크리트 구조로 설계하는 것이 어떤가 생각해 본다.
철근 콘크리트 구조로 하더라도 창문 귀퉁이에 균열의 발생 가능성이 많기 때문에 균열 방지용 보강 철근을 넣는 것이 좋다.

이와 같이 우리가 많이 접할 수 있는 아파트가 상처가 보이지 않는 아파트였으면 하는 바램을 가져 본다.
그렇게 하기 위해서는 건축주, 설계자 , 시공자, 감리자, 공공업부에 종사하는 사람들 모두가 사고의 전환이 필요 할 것으로 생각된다.

 

 

 

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