올바른 콘크리트 양생에 대해 묻다 (오상근 건축학부 교수)

  A. 우리가 주변에서 매일 보는 수많은 건축물, 공동주택, 고가 도로, 교량 등의 건설 구조물 구조체는 콘크리트 혹은 강재(鋼材)로 만들어집니다. 그중에서 인간 생활의 필수품인 주거 건축물(공동주택)의 구조체는 대부분 콘크리트로 만들어지고 있으며, 이 콘크리트는 ▲시멘트 ▲모래 ▲자갈 ▲혼화재를 물과 함께 정해진 비율로 섞어 만들어집니다.

  특히 시멘트는 석회석(CaO)과 점토(▲SiO₂ ▲Al₂O₃ ▲Fe₂O₃ ▲MgO 등 성분으로 구성)를 섞어 약 1300℃ 이상의 온도로 가열하여 분쇄한 회색의 분말 재료입니다. 시멘트에 일정 비율의 물을 섞으면 열을 내면서 서서히 반응하여 규산칼슘수화물(Calcium Silicate Hydrate) 이라는 결정체가 생성되면서 고강도(압축강도 300kgf/㎠ 이상)의 콘크리트가 만들어지게 됩니다. 이와 같은 작용을 수화반응 혹은 수화작용이라 합니다.

  이러한 수화작용은 콘크리트가 완전히 잘 굳을 때까지 지속되며, 굳는 기간 동안 적당한 온도(보통 5~20℃의 범위)와 습도를 유지하고, 충격(진동, 거동)을 받지 않도록 하며, 저온에서 얼거나, 고온에서 큰 열을 받지 않고, 급격한 수분 증발이 없도록 보호해야 합니다. 이렇게 보호하는 것을 양생(養生, Curing)이라 합니다. 따라서 양생을 잘하지 못하면 콘크리트 강도가 크게 저하되거나, 사용하지 못하게 됩니다. 따라서 양생은 콘크리트 품질관리에 있어서 매우 중요한 요소이며, 과정입니다.

  콘크리트(시멘트) 수화반응은 보통 5~20 ℃ 의 범위의 온도와 건조하지 않은 습공기 상태에서 정상적으로 이루어집니다. 수화반응은 온도가 높으면 빨라지고, 온도가 낮으면 느려집니다. 따라서 온도가 낮거나(4℃ 이하) 높으면(25 ℃ 이상) 정상적인 수화반응이 안되므로 결정체 생성이 불안정해져 혼합되는 모래, 자갈과의 결합력이 약해지게 됩니다.

  특히 겨울철 시공에서는 물이 얼면서 수화작용이 멈추고, 콘크리트 자체도 팽창되어 치밀한 조직으로 형성되지 못해 강도가 매우 약해집니다. 따라서 겨울철 작업을 피해야 합니다. 만일 공사 기간상 어쩔 수 없이 콘크리트 작업을 해야 한다면 반드시 ▲열풍기 ▲양생포 등으로 콘크리트가 얼지 않도록 보온 양생을 잘해야 하며, 충분한 강도가 형성될 때까지 보호(보강) 조치(거푸집 및 지지대의 장시간 존치 등)를 잘 해야 합니다.

  콘크리트 양생을 위한 또 하나의 중요한 요소는 콘크리트 표면을 적절한 습도(수분)로 유지하는 것입니다. ▲온도가 오르거나 ▲수분이 충분하게 보급되지 않으면 주변 공기가 건조될 때 콘크리트 표면의 수분이 증발해 수화반응이 제대로 진행되지 않아 ▲콘크리트 강도가 떨어지거나 ▲표면 균열이 발생하게 됩니다. 따라서 온도가 높거나, 건조 시에는 ▲콘크리트 표면에 물을 뿌려 주거나 ▲젖은 천을 덮어 내부로부터 급격한 수분 증발을 방지하는 것이 강도 증가에 좋은 영향을 줍니다. 덧붙여 양생 기간에는 진동, 거동 등의 변형 영향을 받지 않도록 주의해야 합니다.