오늘 하루 이 창 열지 않음

홈 인스펙션 / 콘크리트의 특징

2016-08-13 (토) 김형민 뉴욕주 공인 홈인스펙터

크게 작게

오늘날 콘크리트(Concrete)는 건물의 지하 기초(Foundation)는 물론 대부분의 건축구조물에 사용되는 가장 대표적인 건축 재료로서 시멘트와 모래 그리고 자갈 등의 골재를 혼합해서 만든다.

실재로 우리 일상생활에서 직간접적으로 콘크리트와 연관되지 않은 것이 없다. 콘크리트는 주택지하실, 도로, 지하철, 교량, 아파트, 대형 상용건물, 항만, 활주로, 댐 등 거의 모든 건축물에 가장 많이 사용되고 있는 최고의 건축 재료로 알려져 있다.

콘크리트의 가장 중요한 혼합제인 시멘트는 1820년경 영국에서 발명한 포틀랜드 시멘트를 의미하는데 그 역사는 200년이 채 안되지만, 역사적으로 석회와 석고를 혼합해 쌓아올린 피라미드나 그리스 로마시대에 건축된 거대한 대성당, 콜로세움, 판테온 신전, 하수관, 목욕탕, 건물의 지하기초에 사용된 석회와 화산재를 혼합하여 만든 당시의 시멘트를 포함한다면 수천년의 장구한 역사를 가지고 있다.

시멘트의 가장 중요한 용도는 모르타르(Mortar: 시멘트, 석회, 모래, 물를 섞어서 만든 것으로 벽돌, 블록, 석재를 접합하는데 사용되는 건축재료)와 콘크리트의 주재료인 동시에, 건축시 주변 환경에 잘 버티는 튼튼한 건물을 짓는데 사용되는 골재들을 결합시키는 용도로 사용된다.

콘크리트를 만드는데 반드시 필요한 시멘트가 물과 반응하면 굳어지는데 이를 수화반응이라고 한다. 시멘트와 물을 섞어서 만든 것을 시멘트 풀(Cement Paste)이라고 하고, 잔골재인 모래가 첨가되면 모르타르라고 하고, 자갈 등의 굵은 골재가 추가되면 콘크리트라고 한다.

소위 회색 도시라고 불리울 만큼 콘크리트 문화는 오늘날 여전히 모든 건물 건축에 필요한 건축재로 인식되고 있고 원하는 대로 형틀을 이용해 외형을 만들 수 있을 뿐만 아니라 그 수명이 반영구적이고 특히 물과 불에 강하기 때문에 더욱 선호하여 왔다.

콘크리트는 사용재료의 배합비율, 양생조건 등에 따라 사용특성이 구분된다. 대체로 철근 콘크리트(Reinforced Concrete)를 사용하여 내구성 및 압축강도를 높이고 있는데 이는 철근과 콘크리트의 온도 팽창률이 서로 비슷하여 변형률이 서로 다른 물질에서 생기는 분리현상이 발생하지 않는 다는 이점을 가지고 있기 때문이다.

한편 콘크리트는 내화성이 높다. 따라서 화재시 열전도율이 낮아 콘크리트 내부의 철근을 열로부터 보호한다. 뭐니뭐니해도 콘크리트는 원하는 모양을 다양하게 만들 수 있을 뿐만 아니라 유지관리 비용이 적게 들어 경제적인 구조물을 만들 수 있고 방음효과는 물론 에너지 효율성도 높다.

콘크리트 구조물에 흔히 나타나는 현상으로는 백화현상(White Efflorescence)과 잦은 균열현상을 들수 있다. 백화현상은 콘크리트 벽면이나 바닥면에 생기는 백색가루를 의미하는데 이는 시멘트 콘크리트 구조물 내에 존재하는 수산화칼슘, 알카리 황산염 등의 가용성 성분들이 물에 용해되어 콘크리트 표면으로 나온 후 수분이 증발되면서 자연적으로 생기는 현상을 말한다.

이 백화현상은 습기와 일정한 관계를 가지고 있다. 오래된 콘크리트 구조물 내부로 빗물, 지하수 등이 침입하여 콘크리트의 가용성분들이 표면에 침입수와 함께 석출된 상태로 이는 구조물의 내구성이 취약해졌다는 것을 의미한다. 대체로 당장은 지하 구조물에 큰 영향이 없다 하더라도 방치하면 장기적으로 표면이 부스러지는 마모현상과 과도한 습기 문제로 진행할 수 있기 때문에 방수작업내지는 지속적인 관심과 주의가 필요하다.

콘크리트 구조물에 잦은 균열이 목격되는 일반적인 이유 중 하나는 바로 콘크리트의 특성 때문이다. 대부분의 단단한 물체는 습도와 온도의 변화에 따라 수축하거나 팽창하는 특징을 가지고 있다. 물론 지나친 하중압력으로 인해 갈라질 수도 있다.

콘크리트의 수축으로 인한 균열은 그 특징이 있다. 먼저 일반적인 현상으로 콘크리트가 화학적 반응으로 경화하는 동안에 수축현상이 일어날 수가 있다. 이러한 수축현상은 콘크리트 혼합과정에서 물의 양, 시멘트의 양, 온도, 습도, 지하수, 햇빛 등의 영향에 따라 진행되는 모양이 다양하게 나타난다.

일반적으로 이러한 자연적 수축현상으로 나타나는 모양은 거의 일정한 크기로 바닥이나 벽 중간 중간에 대각선 혹은 직선 모양으로 혹은 머리카락 굵기로 불규칙하게 금이 가다가 대체로 그 금의 크기가 가늘어지면서 연속성 없이 멈추는 모양으로 나타나며 그 균열의 길이는 2-3인치 정도에서 경우에 따라서는 벽 위에서 아래까지 금이 가는 경우도 왕왕 나타난다.

이러한 균열은 일반적으로 심각한 구조적 문제가 진행 중인 것으로 보지 않고 콘크리트의 자연적인 수축현상으로 인한 과정에서 발생하는 것으로 본다. 물론 이러한 자연적인 콩크리트 수축현상이 설사 심각한 구조적 문제를 야기하지 않더라도 종종 누수의 직접적인 원인이 되고 있음을 간과해서는 안된다.

<김형민 뉴욕주 공인 홈인스펙터>