화재손상 콘크리트 구조물

무엇인가

화재손상 콘크리트 구조물은 화재로 가열되어 재료 성능이 떨어진 구조물이다.

겉모습이 멀쩡해도 손상 정도를 평가해 사용 여부와 보수·보강 방향을 정해야 한다.

재료 특성 변화

철근콘크리트는 콘크리트와 철근의 열적 성질이 서로 달라 함께 판단해야 한다.

시멘트 페이스트는 고온에서 탈수되어 강도가 떨어진다.

철근은 600℃ 부근에서 항복강도가 급감하므로 온도 구간을 나눠 봐야 한다.

손상평가 절차

먼저 육안으로 색 변화와 박락, 균열을 기록하고 가열 깊이를 추정한다.

이어서 코어를 채취해 압축강도와 탄성계수를 측정하고 철근 상태도 확인한다.

잔존 단면과 감소된 재료강도로 내력을 검토한 뒤 보수·보강을 정한다.

보수와 보강

보수는 내구성과 사용성을 회복하는 것이 목적이며, 손상이 국부적일 때 쓴다.

보강은 내하력과 안전성을 확보하는 것이 목적이며, 내하력 부족이 확인될 때 쓴다.

먼저 손상 원인을 제거한 뒤 보수하고, 내하력이 부족하면 보강을 추가한다.

계산 예제

보 단면의 손상 깊이가 20mm라고 가정하고 손상률을 계산해 보자.

손상 면적은 21,200mm²이고 전체 단면적은 150,000mm²이다.

따라서 손상률은 약 14.1%다. 값이 작으면 단면보수로 충분하다.

손상 깊이가 깊어 철근이 노출되면 철근의 열화 상태를 따로 확인한다.

헷갈리는 점

헷갈리기 쉬운 점부터 정리한다. 콘크리트와 철근은 강도가 떨어지는 온도 구간이 다르다.

콘크리트는 300℃ 이상부터 강도가 떨어지고, 철근은 600℃ 부근에서 항복강도가 급감한다.

표면 색 변화만으로 최고 온도를 판단하기 어려우니, 현장 코어 시험 결과를 우선한다.

정리

방금 문제의 정답은 300℃다. 콘크리트는 이 온도 이상에서 강도 저하가 시작된다.

화재 손상 평가는 온도 추정, 재료 시험, 구조 해석을 단계적으로 조합한다.

잔존 내하력과 사용성 기준으로 보수·보강 여부를 정한다. 이상으로 마친다.