구체방수 콘크리트의 자기치유 성능에 대한 실험적 연구

Abstract

국내외적으로 건축물의 붕괴가 빈번하게 발생하고 노후된 건축물이 점점 늘어나 사회적으로 점점 큰 문제가 되어가고 있다. 더 나아가 노후된 건축물대신 새 건축물을 짓는 것은 환경적인 관점에서 바람직하지 못하기 때문에 구조물에 대한 조사와 유지 보수 기술에 대한 관심이 점점 커지고 있다. 콘크리트의 특성상 압축강도가 인장강도에 비해 높기 때문에 균열이 발생하는 것은 불가피하며, 균열 발생에 대한 잠재적인 위험성을 항상 가지고 있다. 일반적으로 콘크리트의 균열은 사용 재료적 요인, 시공 과정적 요인, 콘크리트의 사용 환경적 요인, 구조 및 외력에 의한 요인 등으로 구분할 수 있다. 또한 균열의 발생 시기에 따라 소성수축, 소성침하, 시멘트의 수화반응열, 거푸집 관련과 같은 경화 전 원인과 건조수축, 탄화수축변형, 크리프, 알칼리-골재반응, 동결융해, 철근의 부식, 사용하중 등과 같은 경화 후 원인, 설계 및 시공 불량 등의 원인으로 구분할 수 있다. 콘크리트의 균열로 인해 콘크리트 구조물의 열화는 가속도적으로 진행되며, 열화된 부분에 열화 외력의 작용이 구조체 및 부재의 열화를 한층 가속시킨다. 그 때문에 일상적인 유지 관리와 보수가 중요하지만 유지 보수에는 시간과 노력, 비용이 많이 들 뿐만 아니라, 원자력 발전 시설이나 고속도로, 터널 등 사람이 쉽게 접근하기 힘든 장소나 장기적으로 사용을 중단할 수 없는 경우에는 보수가 곤란해지는 경우도 많다. 위와 같이 유지, 보수가 어려운 경우 콘크리트의 재료적 특성인 자기치유 성능을 향상시켜 추가적인 유지, 보수가 필요하지 않도록 하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 국내외적으로 자기치유 현상에 대한 연구가 많이 진행되었으며 현재는 콘크리트가 본래 가지고 있는 특성에만 의존하는 것이 아닌 자기치유 현상을 더욱 활발히 일으킬 수 있는 시스템을 개발하는 연구가 진행되고 있다. 그러나 국내에서는 기초적인 부분에 대해서만 진행이 되고 있는 실정이며, 스마트 콘크리트의 일환으로 가능성의 타진 정도에 그치고 있다. 이러한 자기치유 현상을 이용해서 균열을 치유할 수 있는 방법들 중 하나로 현재 이용되고 있는 것에는 구체방수재가 있다. 이러한 구체방수재를 이용해 만든 콘크리트의 자기치유 성능을 균열을 유발한 콘크리트 시편에 대한 투수 실험을 통해 검증하고자 한다. 균열폭과 투수 실험에 쓰이는 물의 수압, 혼입되는 구체방수재의 비율에 따른 투수 실험을 통해 자기치유 성능을 향상시키는 정도를 알고자 한다. 또한 현재는 균열이 있는 콘크리트 투수의 경우 초기 투수량만을 예측할 수 있을 뿐 자기치유가 되면서 줄어드는 투수량을 표현할 수 있는 방법이 없는 실정이다. 그렇기 때문에 자기치유가 일어나는 과정을 예측할 수 없다. 따라서 실험을 통해 얻은 데이터를 분석함으로써 콘크리트가 자기치유를 일으키며 투수량이 줄어드는 현상을 정량적으로 나타낼 수 있는 기법을 제안하였다.