콘크리트의 동해란 추운 겨울에 흠뻑 물에 젖어 있는 콘크리트가 얼었다가 녹았다 하는 동결융해작용을 반복하여 받게 되면 그 성능은 크게 저하되면서 피해를 입게 되는 것을 동해라고 합니다. 콘크리트 구조물에 발생하는 동해에 의한 열화의 형태는 표면 박피상태의 박락(spall), 표면의 비교적 작은 구멍(pitting), 내압력에 따른 표면의 원추형태의 박리(pop out) 등의 현상 원인에서 입자에 의한 조직의 파괴 등으로 구분하고 있습니다. 동해 방지 대책으로 온도조건, 콘크리트의 함수, 내동해성으로 3가지가 있습니다. 동해 방지 대책을 조금 더 자세히 알아보겠습니다.
동결융해가 반복되는 온도조건
콘크리트 동해 방지대책을 위해 동결융해가 반복되는 온도조건을 피해야 합니다. 건물의 외단부, 창문 상부, 배기구 주변, 단열 함부(열교부) 등, 외기온과 일사의 영향, 또한 건물 내부의 열이 빠져나가는 장소 등은 국부적으로 온도조건이 좋지 않아 동결융해의 피해가 많습니다. 또한 부분난방, 간헐적 난방을 하는 상태에 있는 저온, 내장실 혹은 온천, 목욕탕 등에도 동결융해를 받기 쉽습니다. 따라서 건물의 단열 방법과 난방 방법을 충분히 검토하고 단열 결함부를 없애야 합니다. 그리고 실내의 열이 옥외 부분에 직접 접하지 않도록 설계상의 배려를 하는 것도 중요합니다. 특히 한랭지에는 건물의 단열설계를 할 때 외단열공법(콘크리트 구조에 있어서 열용량이 큰 구조체의 옥외 측에 단열층을 설치하는 공법)을 채용하면, 콘크리트 구조체는 단열층과 외장재에 의해 피복되고 보호되어 동결융해 반복 작용을 거의 피할 수 있기 때문에 건물의 내구성 향상에도 크게 기여합니다. 향후에는 외단열공법의 보급이 더욱더 요망됩니다.
국부적으로 콘크리트의 함수
콘크리트 동해 방지대책을 위해 다른 방법은 국보적으로 콘크리트의 함수가 높아지는 것을 피해야 합니다. 물의 구배, 물 끊기 방향 및 방법 등을 검토하고, 특히 눈 녹은 물이 콘크리트에 침투해 들어가지 않고 조속히 흘러가도록 설계상의 배려가 필요합니다. 건물의 수평 외단부, 차양, 패러핏, 베란다 등에 동해가 많은 것은 동해방지 조건이 형성되기 쉽기 때문입니다. 물이 콘크리트에 침투하지 못하도록 금속판이나 방수 시트 등으로 곡대기 및 단부의 처리를 실시하는 것이 가장 효과적입니다. 또한 국부적으로 함수 정도가 높은 부분에서는 물이 내부로 침투하기 쉬우므로 시공상 이음부의 결함, 곰보 및 각종 균열 등이 생기지 않게 해야 합니다. 구조적인 균열에 대해서는 온도응력을 고려하여, 그 부분의 철근을 할증하거나 혹은 정착철근 등을 충분히 배근하여 쉽게 뽑히지 않게 합니다. 타설이음부는 일체화 시공 및 양생을 철저히 하고 보강철근 등으로 균열을 막을 수 있습니다. 또한 콘크리트 표면 마무리재로 사용된 모르타르와 타일 등의 균열도 발생하지 않도록 합니다. 건조수축 등에 의해 생긴 균열이 내부로 물의 침입이 쉽고 콘크리트의 함수 정도가 높은 상태로 유지할 경우에는 표면이 건조해도 바로 물이 흡수되므로 동해에 매우 불리합니다.
콘크리트의 내동해성
콘크리트와 시멘트 페이스트의 세공구조를 가능한 한 치밀하게 하고 흡수와 투수를 억제하며 동결 완화 기구를 가지는 것이 필요합니다. 콘크리트의 내동해성을 고려한 배합설계로는 AE제 혹은 AE 감수제를 반드시 사용한 AE콘크리트로서, 적정량의 공기량(일반적으로 5% 전후)을 도입합니다. 그리고 물과 시멘트비를 가능한 한 낮게 하고 시공 가능한 범위에서 슬럼프를 적게 해야 합니다(단위수량을 적게 합니다). 이후에는 흡수율 및 연석 함유율이 낮은 양질의 골재를 사용합니다. 또한 충분한 습윤양생을 하고 치밀한 조직을 만들며 건조수축을 막는 것도 중요합니다. 시공에서도 표면을 지나치게 평편하게 하는 것을 피하는 등의 배려가 필요합니다. 종합적으로 콘크리트의 내동해성을 향상하는 데 있어 매우 추운 지역의 동해를 국부적으로도 완전히 막는 것은 현재로서는 어려우나 방지대책에 대해 고려하는 것이 중요합니다.
