노출 콘크리트 시공방법

 

 

1. 개요 및 현황

 

 

ㆍ 노출콘크리트는 콘크리트 표면이 노출되도록 함으로써 콘크리트 자체의 조소적인 미를 살려 마감효과를 나타낼 수 있도록 시공하는 콘크리트를 말하며 국내에서는 외국에 비해 시공 실적이 미미함.

 

ㆍ 노출콘크리트는 여러 가지 긍정적인 측면이 많음에도 불구하고 사람들은 노출콘크리트에 대해 미완성된 구조물이라는 선입관을 갖고 있음.

 

ㆍ 유지보수에 대한 인식부족으로 철근부식에 의한 균열, 박리 및 표면오염과 같은 내구성 저하의 문제가 대두됨.

 

ㆍ 현재 노출콘크리트에 대해서는 표준시방서가 없는 실정이고, 특기시방서도 내용이 미비함으로 시공시 어려움이 많은 실정이므로 일반적인 노출콘크리트 시공법을 정리하고자 함.

 

 

 

2. 노출콘크리트 일반사항

 

         2.1. 형태

 

                  ㆍ 미주/유럽식 : 투박한 콘크리트의 자연미를 강조.

                  ㆍ 일본식      : 매끈한 마감 즉, 잘 정돈된 줄눈과 콘구멍, 매끈한 콘크리트 면마감 처리.

 

         2.2. 특징

 

                  ㆍ 시공기술자의 기술, 경험과 장인정신에 따라 노출콘크리트의 품질이 좌우됨.

 

         2.3. 문제점

 

                  ㆍ 노출콘크리트 면 색상의 불 균일.

                  ㆍ 거푸집의 변형으로 노출콘크리트 면의 굴곡.

                  ㆍ 층간 JOINT, 곰보 등 후처리 부위 이색 및 보수흔적.

                  ㆍ 거푸집 이음부위, 모서리, 및 폼타이 부분의 시멘트 페이스트 유출로 인한 이색.

                  ㆍ 구조물의 균열 및 균열로 인한 백화현상.

                  ㆍ 개구부 위치가 거푸집 줄눈 및 폼타이 구멍과 간격이 일정치 않음.

 

         2.4. 시공시 고려해야 할 기술적 사항

 

                  ㆍ 건조수축이나 온도변화에 따른 균열방지 방안

                  ㆍ 노출콘크리트의 내구성 및 방수성 확보 여부

                  ㆍ 노출콘크리트의 면 형태가 변형되지 않는 견고한 거푸집 구조

                  ㆍ 시멘트 페이스트가 새어나가는 것을 방지하는 구조

                  ㆍ 노출 면이 미려할 수 있는 재료나 시공법

                  ㆍ 재료의 배합 시 단위수량을 적게 하여 수밀한 콘크리트가 될 수 있도록 함

 

 

3. 노출콘크리트 시공법

 

 

         3.1. 자  재

 

                  1) 거푸집의 선정

 

ㆍ 합판은 두께 12~15mm 코팅합판, 단면아크릴계 코팅합판, 우레탄 코팅합판, 에폭시 코팅합판, 수지 코팅합판 등을 사용하고 1회 사용을 원칙으로 하나, 탈형 후 거푸집 면 상태가 양호 할 경우 재사용 한다.

 

ㆍ 거푸집 프레임은 45×55mm 이상의 각재를 사용한다.

 

ㆍ 폼타이 볼트는 스테인리스 ø9mm 사용을 원칙으로 한다.

 

ㆍ 거푸집의 패널을 제작하는 경우 패널과 받침 목을 접합하는 못의 각도는 100~150도 정도로 하고 못 머리는 합판과 평행하게 박는다.

 

ㆍ 코팅합판의 조그만 흠집도 노출콘크리트면에 보기 흉한 상처를 남기기 때문에 합판의 운반 및 보관에 주의가 필요하다.

 

ㆍ 재사용을 위한 합판의 어떠한 보수도 행하면 안 된다. (퍼티작업, 에폭시페인트작업, 합판 덧붙이기, Taping 등)

 

ㆍ 노출콘크리트 표면을 매끈하게 만들기 위해 거푸집 합판 표면에 도장을 할 경우, 도료는 현장 보수가 가능한 아크릴계 도료를 사용한다.

 

                  2) 거푸집의 분할

 

ㆍ 거푸집은 보통 900×1800mm, 1200×2400mm를 사용하되 도면에 따른다.

 

 

                  3) 세퍼레이터(separator)와 콘

 

ㆍ 거푸집을 제거한 후 자국이 남지 않게 하기 위하여 세퍼레이터의 먹 메김은 백묵으로 하여 탈형 후 천으로 닦아낸다.

 

ㆍ 플라스틱제의 콘을 제거한 후 몰탈 채움을 하거나 sperater 부위만 몰탈 채움 한다.

 

ㆍ 콘크리트 타설 시 콘의 묻힘에 주의 하여야 한다. 묻힘을 방지하기 위해서 불량 세퍼레이터의 사용을 금하고 콘과 거푸집 패널과의 조임을 타설 전에 철저하게 체크하여야 한다. 너무 심하게 조임을 하면 콘모양에 변형이 오는데 이를 방지하기 위하여 와셔를 삽입한다.

 

ㆍ 콘의 제거 후 녹물이 흐르는 것을 방지하기 위하여 즉시 몰탈로 매립한다. 매립의 깊이는 5~6mm로 한다.

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4) 모서리의 처리

 

ㆍ 거푸집은 침목을 폼타이로 잡아 고정시키는데 두 거푸집 사이의 모서리 부분에 있어서는 양쪽 강관의 높이 차가 생기므로 강관을 교차시켜 해결한다.

 

ㆍ 외측모서리의 경우 물의 유출을 막기 위해 폼-폴리스틸렌제의 얇은 테이프를 사용한다.

 

ㆍ 내측모서리에선 물의 유출 문제는 별로 없으나 합판의 마구리 부분이 모이게 되므로 마구리 부분에도 합판과 동일한 도장을 해서 깨끗한 모서리를 만든다.

 

5) 줄눈 봉, 면목, 스페이서

 

ㆍ 줄눈 봉이나 면목은 패널에 못으로 고정시키므로 타설 시 파손되기 쉬우므로 견고한 자재를 사용한다. 줄눈봉과 면목은 사전에 도장한다.

 

ㆍ 줄눈봉의 사용은 층간 줄눈에 사용하고 줄눈봉 대용으로 면목의 사용을 금한다.

 

ㆍ 피복두께를 유지하기 위해 스페이서를 사용한다. 방청용 수지 코팅이 되어 있는 것을 사용하며 몰탈제는 노출천장 슬라브일 경우 노출되므로 사용을 피한다.

 

6) 매립봉, 매립부품

 

ㆍ 노출콘크리트 건물은 거푸집 제거 후 창호 등 각종 부품을 붙이기 위해 콘크리트 타설시 매립봉을 사용하는데 이 부분은 그대로 마무리 되어 지므로 탈형시의 문제를 고려해야 한다. 매립봉이 콘크리트에서 떨어지기 쉽게 하기 위하여 매립봉의 측면 각도를 약 15도 정도로 한다.

 

ㆍ 일반적으로 매립봉은 목재를 쓰나 경우에 따라서는 염화비닐제나 폼-폴리스틸렌제를 쓰기도 한다. 예를 들면 천장의 조명을 둥근 모양으로 할 경우 염화비닐 파이프를 사용하는데 이 경우에는 미리 칼자국을 내서 탈형시 편하게 해야 한다.

 

ㆍ 매립봉을 철근이나 거푸집에 부착할 경우 타설시 진동을 고려해 견고히 부착한다.

 

ㆍ 내부 노출콘크리트면에 부착되는 전기, 설비 부속물은 콘크리트 타설 후 수정 시 노출콘크리트면의 품질을 저해하는 요인이 되므로 콘크리트 타설 전 설계자, 건축, 전기, 설비 담당자가 충분히 협의하여 설치하여야 한다.

 

7) 거푸집 세우기

 

ㆍ 순서는 일반적으로 외측 벽을 세운 후 철근을 조립한 다음에 내력 벽을 세운다. 외벽 거푸집이 만들어진 단계에서 세퍼레이터 간격이 정확한가, 타설 면이 깨끗한가 확인한다. 또 벽이나 기둥 하부에 나무조각이나 스페이서, 와셔 등이 떨어지지 않도록 주의한다.

 

ㆍ 외벽 거푸집설치 완료 시 현장 검사 후 철근을 배근한다.

 

ㆍ 거푸집을 현장에 방치해야 할 때는 휘어짐이 없도록 수평으로 쌓아두고 직사광선이나 비의 피해가 없도록 양생쉬트 등으로 덮어둔다.

 

ㆍ 타설 시 합판사이의 오차와 배부름을 방지하기 위하여 사전에 침목 등을 사용하여 정확히 조정한다.

 

ㆍ 거푸집의 이음부분에 실리콘 코킹 처리를 하면 물의 유출을 방해해 표면에 곰보가 생기기 때문에 코킹처리를 하지 않는다.

 

ㆍ 콘크리트 타설시 측압에 의한 거푸집의 배부름, 터짐 등이 발생하지 않도록 거푸집 하부의 조립에 각별히 유의하여야 한다.

 

 

3.2. 시공

 

 

                  1) 노출콘크리트 타설

 

ㆍ 타설에는 재료분리현상, 미충진부, 코너 Joint 및 노출면의 오염 등 결함이 생기기 않도록 충분히 검토하여 구체적인 방안을 결정한다.

 

ㆍ 콘크리트 혼합 후 오랜 시간이 경과하면 워커빌리티가 저하되어 충진성이 나빠질 뿐 아니라 Cold Joint가 생기기 쉽다. 이 때문에 혼합 후 타설 시 까지 시간이 기온이 25도 미만일 경우 90분, 25도 이상일 경우 60분을 한도로 가능하면 가까운 레미콘 공장을 선정하여 타설 계획을 세우도록 한다. 상기의 시간을 넘기는 경우에는 지연형 혼화재를 사용하거나 고성능 AE감수제를 사용하는 대책을 강구한다.

 

ㆍ 타설은 콘크리트가 분리되지 않도록 거푸집의 가운데 떨어뜨리는 것이 제일 좋으며 노출되는 면 쪽으로 콘크리트를 타설한다.

 

 

                  2) 연결하여 이어붓기

 

ㆍ 외측 벽의 거푸집을 세우는 경우, 이어 붓기를 하는 부분에 패킹 테이프를 붙여 주어야 수분의 유출을 막을 수 있다. 패킹 테이프의 처리는 필수적이며 이의 불이행시 페이스트의 유출로 보기 흉한 면이 형성된다.

 

ㆍ 외벽에 줄눈봉을 이어 붙이는 경우 수평을 다시 체크해야 한다. 이어지는 줄눈은 외벽에서 눈에 잘 띠는 곳이므로 주의한다.

 

ㆍ 수직 줄눈에 대해서는 같은 방법이나 거푸집을 나눌 때에 합판의 Joint 부분만 보이도록 처리한다.

 

ㆍ 벽체 부위를 타설 할 경우 시멘트 페이스트로부터 기 타설된 면을 보호하기 위하여 비닐을 테이핑하여 노출콘크리트 부분을 보호한다.

 

 

 

3) 타설시 주의사항

 

 

ㆍ 타설시 거푸집 계획에서 기술한 것들을 검검하고 특히, 결속선, 나무조각, 콘 등이 떨어져 있지 않은지, 거푸집이 더럽혀져 있지 않은가를 주의 깊게 본다. 또한 철근의 피복두께, 스페이서 등을 다시 체크한다. 거푸집 청소는 진공 청소기 및 에어브러시로 확실히 한다.

 

ㆍ 콘크리트를 부어 넣을 때는 골재가 분리되지 않도록 가능한 한 콘크리트 유출구를 깊게 넣어 준다. 부어 넣을 때 주위의 거푸집에 튀는 시멘트 페이스트는 곧바로 닦아낸다.

 

ㆍ 두드림은 콘크리트를 타설하는 것과 동시에 두드리며 빈 거푸집을 두드리지 않도록 주의 한다.

 

ㆍ 두드림은 정성껏 해주며 모서리 부나 창 위 하인방은 반드시 두들겨 주어야 하며, 타설시 공기 배출 구명을 두어 콘크리트가 올라오는 것을 보면서 타설하고 콘크리트의 압력이 충분한 경우는 문제가 없으나 그렇지 못한 경우에는 콘크리트가 거의 굳은 상태에서 뚜껑을 떼고 쇠흙손으로 마무리 해준다.

 

ㆍ 콘크리트 붓기의 높이가 3m 이상일 경우 높이의 반을 먼저 부은 후 봉형 진동기, 나무망치 두드리기, 다짐봉 쑤시기를 하고 나머지 반을 같은 방법으로 타설한다. 이때 Cold Joint가 생기지 않도록 주의한다.

 

ㆍ 타설시 진동기의 규정된 사용은 재료분리 및 물 곰보의 양을 줄이는 확실한 방법이다. 봉형진동기는 삽입 간격을 60cm 이하로 하며 진동을 가할 때 콘크리트 윗면에 기포와 페이스트가 떠오를 때까지 실시한다. 또한 봉형진동기는 2대 이상이어야 하며 봉형진동기는 여분으로 대당 1개씩이 더 필요하다. 봉형 진동기의 작업교육이 타설 전에 확실히 이루어져야 되며, 작업자는 2교대로 성실한 작업이 수행되어야 한다.

 

 

4) 탈형, 양생, 보양   

 

ㆍ 시멘트의 종류, 기온, 부위에 따라 거푸집 존치기간이 정해져 있으나, 주로 구조재 강도에 의해 판단되어 진다. 외장상의 관점으로 타설 후 수분의 유출이 없고 콘크리트 수화작용이 조기에 완료되었다고 판단이 되면, 표면이 강화되는 시점에 탈형하는 것이 좋다.

 

ㆍ 보통 벽의 경우, 만 3~5일 존치하고 그 이상 존치하면 거푸집의 도장이 콘크리트에 묻을 수 있으므로 주의한다.

 

ㆍ 탈형을 할 때는 출입을 금지시키고 사전에 충분한 교육을 요한다. 예를 들어 타설 면에 상처가 나지 않도록, 표면이 긁히지 않도록 하며 모서리 부분은 파손되기 쉬우므로 조심스럽게 떼어내고, 매립봉 등도 무리하게 떼지 말고 완전 건조 후에 떼어낸다.

 

ㆍ 일반적으로 거칠고 무질서한 해체작업이 많으므로, 이로 인하여 잘 만들어진 노출콘크리트 면이 훼손되면 이에 대한 보수가 어려우므로 철저한 교육이 요구된다.

 

ㆍ 탈형 후에는 상부 층의 철근 등에서 녹물이 떨어지지 않게 비닐시트로 보양하고 모서리는 우레탄 폼 등으로 보호한다.

 

ㆍ 콘의 매립은 녹이 생기기 전에 조속히 매립하며, 외벽은 상부 슬라브에서 빗물 등이 흘러 내리지 않도록 물길을 만들어 준다.

 

ㆍ 양생하는 방법에는 살수양생과 보온양생 방법이 사용되어지며, 살수양생은 급격한 건조를 피하기 위해 물을 뿌려서 양생하는 것으로 물 뿌린 흔적이 없어지면 바로 살수를 한다. 보온 양생은 동절기에 거푸집 내면의 수분이 동결하여 콘크리트 면이 피해를 받는 것을 방지하기 위하여 시트를 붙여 넣어서 보온 양생한다.

 

5) 표면처리계획

 

ㆍ 노출콘크리트 마감재로서 가장 일반적으로 사용되는 것은 발수제이다. 발수제는 콘크리트의 색이나 무늬를 전혀 변화시키지 않고, 비용도 저렴해 널리 사용됨.

 

ㆍ 발수제는 무색투명한 것을 사용하며, 보통 5~10년 마다 청소를 해주고 발수제를 도포하는 방법이 건물의 수명을 연장시킨다.

 

 

4. 노출콘크리트 품질관리

 

 

         4.1. 노출콘크리트 균열 방지 방안

                 

                  ㆍ 유발줄눈 및 Expansion Joint 시공

 

                  ㆍ 균열폭을 제어할 수 있는 보강철근 시공

 

                  ㆍ 주변건물과 동시에 타설하지 않고 노출콘크리트 부위만 별도 타설

 

 

         4.2. 노출콘크리트 배합

 

                  ㆍ 단위수량을 최소화하여 수밀한 콘크리트 형성

 

                  ㆍ 매끄러운 노출면 확보를 위해 잔골재율을 일반콘크리트에 비해 3~4% 증가시키고 잔골재의 입도범위에서 가능한 한 가는

   입자를 증가 시킴

 

 

         4.3. 노출콘크리트 면 변형 방지

                 

                  ㆍ 측압을 고려한 강성이 우수한 거푸집 시스템 고려

 

                           - 표면합판 : 4×8 코팅 합판 : 오차 발생시 탄성퍼티로 면처리

                           - 덧판합판 : 3×6 내수 합판 : 덧판은 표면합판과 Joint가 엇갈려 배치하여 연결

                           - 수평띠장 : 45×90 각재 @300 간격 사용

                           - 수직띠장 : 90×90 각재 @600 간격 사용

                           - 긴 결 재 : 지름 16mm 폼타이 @600 간격 사용

 

                  ㆍ 콘크리트 타설

                           : 측압을 줄이기 위해 벽체의 높이가 높은 부위는 1.5m 씩 나누어서 60~90분 이내에 타설하여 Cold Joint 방지

 

         4.4. 시멘트 페이스트 유출 방지 방안

 

                  ㆍ 폼타이 구멍 부위

                           : 고무 쉬트를 콘 크기에 맞게 재단하여 폼타이콘과 합판사이에 설치하고 폼타이를 조일 때 합판과 밀착되게 함

 

                  ㆍ 거푸집 이음 부위

                           : 줄눈재를 양면테이프로 고정하여 거푸집과 거푸집 사이에 설치

 

                  ㆍ 줄눈부분에 스냅타이(Snap Tie)를 @600으로 보강함

 

         4.5. 콘크리트 타설

 

                  ㆍ 재료분리 방지

                           : 1.5m 이하의 타설높이 준수하며 불가능 할 경우 트레미관을 사용하거나 헛기둥을 만들어 타설함

 

                  ㆍ 다짐 철저

                           : 노출콘크리트 벽체부위 10m 마다 1대의 진동기 배치하고 흘러들어오는 콘크리트의 매 층(약 30cm)마다 진동다짐하고

                             창문 등 개구부의 경우 하부거푸집에 구멍을 뚫어 Air Pocket 발생을 방지함

 

                  ㆍ 철근 배근 간격이 좁아 콘크리트 타설시 재료분리등이 우려될 경우 굵은 골재 최대치수를 줄임 (예 : 25mm à 19mm)

 

         4.6. 노출 콘크리트 품질관리 Flow Chart

 

 

1. CON’C 및 철근 관리

가. 콘크리트   - 레미콘 : 1개동의 건축물은 동일한 제조사의 레미콘 사용   - W/C비 : 55% 이하   - 굵은 골재 최대치수 결정     (작업성을 고려하여19mm ~  25mm 범위에서 결정)   - 잔골재율 : 일반 콘크리트에     비해 약 3~4% 증가 시킴   - 단위수량 : 시공연도 확보 가능한 범위에서 최소화   - Slump 결정 (18mm 이하)   - 균열방지 혼화제 사용 검토   - 감수제 사용 검토   - 레미콘 공장과의 거리, 운반시간     도로교통량 및 정체시간 검토   나. 철근   - 철근 피복두께 철저     (외부 45MM 내부 30MM 이상)   - 녹물 발생 억제   - 작업성을 고려한 이음위치 및 이음방법 결정

2. 거푸집 공사

가. 1회 타설량 결정    (200㎥ 이하) 나. 거푸집 종류의 선정    : 코팅, 일반금속 다. 거푸집 Joint 처리의    기밀성 확인 라. 거푸집의 긴결상태 확인    (수평,수직띠장 결속간격) 마. 줄눈 콘구멍 (패널 계획) 바. 건조수축에 의한 모서리    처리 (면목) 사. 타설전 합판 수직, 수평    점검 아. 폼타이 결속 확인 자. 창문틀 하부 에어구멍    확인 차. 개구부 상부 물끊기  계획 카. 슬라브 및 보, 벽체(견출  또는 노출콘크리트 결정) 타. 설비, 전기 배관 및 슬리    브 등 매입완료 확인

3. 콘크리트 타설 및 다짐

가. 거푸집 청소 철저 및  살수 나. 이어붓기 시간 제한    (25℃ 미만 90분 이내) 다. 진동장비 및 수량 결정    (고주파 바이브레이터 벽    체 10M 당 1개소) 라. 타설 높이   - 1.5M 이내   - 트레미관 또는 헛기둥     적용 검토 마. 표면 강화제 공법 검토 바. 타설 직전 콘크리트     품질검사 사. 이어붓기 위치 결정 및     줄눈봉 시공 확인

4. 양  생

가. 습윤 양생 철저   - 7일 이상 습윤 양생     (조강 포틀랜트 시멘트 는 5일 이상 양생) 나. 타설 후 고압 살수기로    물청소 다. 급속한 건조나 온도변화    진동 및 외력 등의 영향    을 받지 않도록 할 것 라. 타설 후 3일간 보행,    중량물 적재 금지 마. 거푸집 존치기간 준수

5. 유지보수

가. 표면 보호용 도료 도포   - 발수제 3회 도포 후     5~10년 마다 발수제     또는 투명 도료 도포 나. 콘구멍 처리 철저  : 방수성 확보

 

 

         4.7. 보수 및 보강 방법

 

                 

 

ㆍ 탈형 후 콘크리트 표면의 흠 (honey comb, cold joint 등) 처리에 있어서 이질적인 재료를 사용 하였을 경우에는 처리 직후에 균열이 발생되고 또한 시간이 지남에 따라 변색, 탈색 등이 나타나 미관을 해치게 되므로 노출콘크리트 전용 보수제 를 반드시 사용하여 보수·보강을 하여야 한다.

 

 

 

ㆍ 보수제의 선택 기준

 

 

 

         1) 콘크리트와 동일한 무기질 보수제를 사용

 

         2) 변색 및 황변 방지제를 첨가하여 초기 색상을 반영구적으로 유지

 

         3) 건조 수축균열을 억제하는 특수 무수축 보수제

 

         4) 부착강도 및 압축강도가 우수한 제품

 

         5) 내수성 및 내후성이 우수한 제품

 

 

 

 

 

5. 종합의견

 

 

 

ㆍ 노출콘크리트는 타설 후 콘크리트 면이 그대로 마감면이 되므로 콘크리트 타설 전 준비를 철저히 하고, 타설 시 각별한 주의가 필요함.

 

 

 

ㆍ 노출콘크리트 공사는 본 공사 시공 전에 적절한 공사 기간, 각종 자재의 수립, 인원 동원계획, 시공조건의 파악, 노출부위의 특징, 노출 시공량, 기능공 교육 및 견학 계획, Mock-up 시공 계획, 부위별 SHOP DRAWING이 포함된 시공 계획서를 작성하는 등 사전 준비가 매우 중요함.

 

 

 

ㆍ CON’C 타설시 작업자의 실수 또는 부주의로 인하여 골조 표면에 honey comb이나 국부적인 cold joint가 발생 할 수 있으므로, 이에 대비하여 타설 후 CON’C면 보수에도 사전에 철저한 준비가 요구됨.