콘크리트 이어붓기

왜 배우는가: 콘크리트는 한 번에 전부 타설할 수 없어 작업 중단 위치에 시공이음이 생기며, 이 이음이 누수·균열·구조 성능 저하의 출발점이 되기 쉽다. 그래서 이어붓기 위치와 방법은 시공 품질을 좌우하는 기본 항목이고, 기술사 시험에서 시공이음 유의사항과 이음위치 문제로 반복해 출제된다.

출제 이력: 제120회 4교시 3번, 제101회 3교시 5번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

콘크리트 이어붓기는 응력이 작은 위치에 시공이음을 두고, 먼저 친 콘크리트가 굳기 전 또는 굳은 면을 처리한 뒤 신 콘크리트를 연속성 있게 잇는 시공 방법이다.

핵심 키워드

• 시공이음(Construction Joint)
• 콜드조인트(Cold Joint)
• 이어붓기 허용시간
• 레이턴스 제거
• 지수판(Water Stop)
• 장부·홈 시공
• 습윤 유지
• 이음면 처리

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 콘크리트를 하루에 다 칠 수 없을 때 어디에서 끊고 어떻게 다시 이을지 정하는 일이다. 끊긴 면이 제대로 붙지 않으면 그 자리가 물이 새고 힘을 못 받는 약점이 된다.

정식 정의로는 콘크리트 타설이 일시 중단되어 생기는 경계면을 시공이음이라 하고, 이 이음을 설계 위치에 맞춰 배치하고 면을 처리하여 일체성을 확보하는 작업을 이어붓기라 한다. 이때 이음면이 완전히 일체가 되지 못해 생기는 불연속면을 콜드조인트라 부른다.

핵심 용어 풀이는 다음과 같다.

• 시공이음: 계획 또는 작업 사정으로 생긴 타설 경계면이다. 설계 이음(신축이음)과 구별한다.
• 콜드조인트: 선행 콘크리트가 굳은 뒤 후행 콘크리트를 쳐서 생긴 접합 불량면이다. 수밀성과 강도가 떨어진다.
• 레이턴스: 블리딩수와 함께 올라와 굳은 얇은 약한 층이다. 이음면에서 반드시 제거해야 한다.
• 지수판: 굳은 콘크리트 이음에 넣어 물의 통과를 막는 판재이다.

이음을 잘 처리하면 구조체가 하나의 부재처럼 거동한다. 반대로 처리가 나쁘면 이음면이 약점이 되어 균열과 누수가 시작된다.

3. 등장 배경과 필요성

대형 구조물은 한 번에 타설할 수 없다. 펌프 능력, 작업조 편성, 거푸집 크기, 하루 작업량의 한계 때문에 이음은 피할 수 없는 시공 조건이다. 따라서 이음은 설계 단계에서 위치를 정하고 시공 단계에서 면 처리 방법을 정하는 항목으로 다뤄진다.

이음이 필요한 대표 상황은 다음과 같다.

• 하루 작업 종료로 타설을 멈출 때
• 구조물 형상이나 규모 때문에 한 번에 칠 수 없을 때
• 분할 시공으로 거푸집 전용 횟수를 조정할 때

이음위치가 부적절하면 응력이 큰 곳에 약점이 생긴다. 보와 슬래브의 전단·휨 응력이 큰 지점에 이음이 있으면 조합응력 때문에 균열과 파손이 집중된다. 그래서 전단력과 모멘트가 작은 위치에 이음을 두는 원칙이 생겼다.

이어붓기 허용시간도 중요하다. 먼저 친 콘크리트의 응결이 진행되어 굳기 시작하면 신·구 콘크리트의 일체화가 어려워진다. 굳지 않은 상태에서 이어 치면 콜드조인트를 방지할 수 있다는 것이 현장의 기본 원리다.

응결이 진행되기 전 이어치기를 원칙으로 하고, 이음면은 레이턴스 제거와 습윤 상태 유지로 일체성을 확보한다.

4. 구성요소·원리·절차

콘크리트 이어붓기는 한 번에 타설하지 못한 콘크리트를 시간을 두고 이어 치는 작업이다. 이음면에서는 먼저 친 콘크리트와 나중에 친 콘크리트가 완전히 일체가 되지 않으면 콜드조인트(Cold Joint)가 생긴다. 시공이음은 이 콜드조인트를 응력이 작은 위치에 의도적으로 만들어 구조 성능을 확보하는 방법이다.

구성요소는 다음과 같다.

이음 원리는 응결 진행 정도에 따라 달라진다. 먼저 친 콘크리트가 아직 굳지 않은 상태라면 일체화가 쉽다. 이미 경화된 콘크리트라면 부착이 떨어지므로 표면 처리와 접합재 도포가 필요하다. 이음부 온도와 습윤 상태도 함께 관리해야 한다.

시공 절차는 다음과 같다.

• 이음 위치를 구조계산 결과의 전단·휨 응력이 작은 곳으로 정한다.
• 선행 타설 후 응결 상태를 확인하고 이음면의 레이턴스를 제거한다.
• 고압수세(Water Jet)로 이음면을 청소하고 표면을 거칠게 한다.
• 장부·홈·지수판을 설치하고 이음부 보강철근을 연속 배근한다.
• 접합재(모르타르방수재, 접착제)를 도포하거나 얇게 깐다.
• 후행 콘크리트를 타설하고 이음면을 충분히 다진다.
• 이음부를 습윤 상태로 양생한다.

굳지 않은 콘크리트의 이어치기는 선행 콘크리트의 응결이 진행되기 전에 이어야 한다. 프락터(Proctor) 관입저항치에 따라 이어치기 시점을 관리하면 콜드조인트를 방지할 수 있다. 이것이 이음 시간 관리의 핵심 기준이다.

이음면은 레이턴스 제거와 고압수세 후 접합재를 도포해 일체화해야 한다.

도식 구성도는 아래와 같다.

5. 관련 법령·기준·표준

콘크리트 이어붓기의 기준은 콘크리트구조 설계기준(KDS 14 20 00)과 콘크리트공사 표준시방서(KCS 14 20 00)에 근거한다. 이음 위치, 이음부 처리, 시공 시간에 관한 기준을 다음 표로 정리한다.

이음 위치 기준은 구조 해석에서 응력이 작은 곳을 찾는 것이다. 보와 슬래브는 전단이 작은 스팬 중앙부 근처에 두는 경우가 많다. 지수판은 콘크리트 타설 시 충격과 압력에 의해 절곡될 수 있으므로 설치 후 점검이 필요하다. 익스팬션 조인트는 시공이음과 달리 신축을 허용하는 연결부이므로 고무제나 연질재 지수재를 쓴다. 모르타르방수재는 두께를 얇게 깔아야 이음부 접착력이 확보된다.

최근에는 팽창성 지수재와 고성능 접착제를 쓰는 추세다. 이 부분은 자재별 인증 조건을 함께 확인해 적용한다.

6. 유형과 비교

콘크리트 이어붓기는 시공이음(Construction Joint)과 신축이음(Expansion Joint), 그리고 이음 처리 방식에 따라 나뉜다. 시공이음은 시공 중 일시 중단으로 생기는 이음이고, 신축이음은 온도·건조수축에 따른 거동을 허용하기 위한 이음이다. 두 이음은 목적과 설치 위치가 달라 혼동하지 않아야 한다.