[기획-재난 없는 국가] 21. 콘크리트 양생 중 고온 환경이 내화 성능 및 시공 품질과 안전성에 미치는 영향 연구
고온 지역의 시공 환경에서 양생 품질 확보를 위한 실무적 기준 마련... 고온 환경에서 콘크리트 양생이 시방서 기준에 따른 품질 확보에 미치는 영향 규명
2025-09-09
현대 건축에서 없어서는 안될 재료 중 하나가 콘크리트(Concrete)이다. 라틴어 '콘트레투스(concretus)'에서 유래했으며 '다지다' 또는 '누르다'라는 의미를 갖고 있다.
로마시대부터 화산재나 석회를 건축용도로 사용했지만 현대적 의미는 1824년 영국에서 시작됐다. 모래와 자갈을 점토로 혼합해 강도를 높인다. 우리나라는 1962년 처음으로 콘크리트 표준시방서를 제정한 이후 개정하고 있다.
이번에 소개할 논문은 '콘크리트 양생 중 고온 환경이 내화 성능 및 시공 품질과 안전성에 미치는 영향 연구(The Impact of High-Temperature Curing Conditions on the Fire Resistance, Construction Quality, and Safety of Concrete Structures)이다.
경기대 건설안전학과 석사과정에 다니는 김효일 (kirocon@naver.com )과 경기대 건설안전학과 문유미 교수 (feelst1003@hanmail.net )가 공동으로 작성했다. 세부 내용을 요약하면 다음과 같다.
◇ 고온 양생에 적합한 품질관리 기준 마련의 필요성 제기
콘크리트는 현대 건설 산업에서 가장 널리 사용되는 구조 재료 중 하나로 구조물의 장기적 안전성과 내구성 확보를 위해 정밀한 품질 관리가 요구된다.
특히 양질의 콘크리트를 확보하기 위해서는 적절한 양생 과정이 필수적이다. 수화 반응이 원활히 진행될 수 있도록 온도와 습도를 유지하는 중요한 과정이다.
그러나 양생 환경이 적절하지 않을 경우 압축강도 저하 및 내화 성능의 손실이 발생할 수 있다. 이는 구조적 안정성에 직접적인 영향을 미친다.
선행 연구에 따르면 고온 환경은 콘크리트의 조기 건조와 수분 증발을 유발하고 열팽창으로 내부 미세 균열 발생 가능성을 증가시켜 장기적인 내구성과 화재 안전성을 저하시킬 수 있다.
또한 일정 온도를 초과한 양생 조건에서는 오히려 강도 발현에 부정적 영향을 미칠 수 있다. 적정한 온도와 시간의 제어가 중요한 변수로 작용함이 보고됐다.
고온에 노출된 초고강도 콘크리트의 경우, 압축강도와 탄성계수가 급격히 감소한다. 재료 특성에 따라 성능 변화가 달라질 수 있음이 실험을 통해 입증됐다.
이와 같은 배경 하에 본 연구는 여름철 혹은 고온 지역과 같이 고온 환경에 놓인 시공 조건에서 콘크리트 양생이 내화 성능, 시공 품질, 구조적 안전성에 미치는 영향을 실험적 및 수치적으로 규명하고자 한다.
특히 기존 시방서 기준이 주로 표준 환경(20±2℃)을 전제로 하고 있어 고온 조건을 충분히 반영하지 못하고 있다는 문제의식을 바탕으로 고온 양생에 적합한 품질관리 기준 마련의 필요성을 제기하며 이에 대한 실질적인 근거를 제시하고자 한다.
◇ 고온 지역의 시공 환경에서 양생 품질 확보를 위한 실무적 기준 마련
고온 환경에서의 콘크리트 양생이 시방서 기준에 따른 품질 확보에 어떤 영향을 미치는지를 규명하기 위해 회귀분석과 분산분석(ANOVA)을 포함한 통계적 분석을 실시했다.
외기 온도가 상승함에 따라 압축강도 및 내화 성능이 저하될 것으로 예상된다. 특히 수분 관리가 미흡한 고온 조건에서는 품질 저하가 두드러질 것으로 판단된다.
또한 고온 양생 조건이 구조물의 장기 안전성에 영향을 미치는 주요 인자(예: 강도 발현 지연, 미세균열 발생 등)에 어떤 변화를 초래하는지 분석한다.
수분 보양 조치의 유무에 따라 품질 저하 완화 효과가 통계적으로 유의한 차이를 보일 것으로 기대된다. 반면 동일 배합 내에서의 공기량 변화는 고온 조건하에서도 큰 차이를 보이지 않을 가능성이 있다.
회귀모형을 통해 고온 환경과 품질 변수 간의 설명력을 도출함으로써 고온 양생이 콘크리트 품질에 미치는 영향을 정량적으로 평가할 수 있을 것으로 기대된다.
여름철 및 고온 지역의 시공 환경에서 양생 품질 확보를 위한 실무적 기준 마련에 기초 자료를 제공하는 데 목적이 있다.
◇ 고온 환경에서 콘크리트 양생이 시방서 기준에 따른 품질 확보에 미치는 영향 규명
고온 환경에서 콘크리트 양생이 시방서 기준에 따른 품질 확보에 미치는 영향을 규명했다. 실험 자료, 통계 분석 및 FEM 해석을 병행해 내화 성능과 시공 품질의 변화를 분석할 계획이다.
고온 조건에서는 압축강도 및 내화 성능 저하가 발생할 가능성이 있댜. 수분 유지 조치가 이를 완화하는 데 효과적일 것으로 예상된다.
또한 시방서 기준이 고온 환경을 충분히 반영하지 못하고 있을 가능성도 검토할 예정이다. 분석 결과에 따라 고온 환경에 적합한 품질관리 기준의 필요성이 제기될 수 있다.
여름철 시공 환경에서 품질 확보를 위한 실무적 기준 마련에 기여할 수 있을 것이다. 또한 고온 양생 콘크리트에 적합한 시방서 개정 방향 수립에 참고 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
로마시대부터 화산재나 석회를 건축용도로 사용했지만 현대적 의미는 1824년 영국에서 시작됐다. 모래와 자갈을 점토로 혼합해 강도를 높인다. 우리나라는 1962년 처음으로 콘크리트 표준시방서를 제정한 이후 개정하고 있다.
이번에 소개할 논문은 '콘크리트 양생 중 고온 환경이 내화 성능 및 시공 품질과 안전성에 미치는 영향 연구(The Impact of High-Temperature Curing Conditions on the Fire Resistance, Construction Quality, and Safety of Concrete Structures)이다.
경기대 건설안전학과 석사과정에 다니는 김효일 (kirocon@naver.com )과 경기대 건설안전학과 문유미 교수 (feelst1003@hanmail.net )가 공동으로 작성했다. 세부 내용을 요약하면 다음과 같다.
◇ 고온 양생에 적합한 품질관리 기준 마련의 필요성 제기
콘크리트는 현대 건설 산업에서 가장 널리 사용되는 구조 재료 중 하나로 구조물의 장기적 안전성과 내구성 확보를 위해 정밀한 품질 관리가 요구된다.
특히 양질의 콘크리트를 확보하기 위해서는 적절한 양생 과정이 필수적이다. 수화 반응이 원활히 진행될 수 있도록 온도와 습도를 유지하는 중요한 과정이다.
그러나 양생 환경이 적절하지 않을 경우 압축강도 저하 및 내화 성능의 손실이 발생할 수 있다. 이는 구조적 안정성에 직접적인 영향을 미친다.
선행 연구에 따르면 고온 환경은 콘크리트의 조기 건조와 수분 증발을 유발하고 열팽창으로 내부 미세 균열 발생 가능성을 증가시켜 장기적인 내구성과 화재 안전성을 저하시킬 수 있다.
또한 일정 온도를 초과한 양생 조건에서는 오히려 강도 발현에 부정적 영향을 미칠 수 있다. 적정한 온도와 시간의 제어가 중요한 변수로 작용함이 보고됐다.
고온에 노출된 초고강도 콘크리트의 경우, 압축강도와 탄성계수가 급격히 감소한다. 재료 특성에 따라 성능 변화가 달라질 수 있음이 실험을 통해 입증됐다.
이와 같은 배경 하에 본 연구는 여름철 혹은 고온 지역과 같이 고온 환경에 놓인 시공 조건에서 콘크리트 양생이 내화 성능, 시공 품질, 구조적 안전성에 미치는 영향을 실험적 및 수치적으로 규명하고자 한다.
특히 기존 시방서 기준이 주로 표준 환경(20±2℃)을 전제로 하고 있어 고온 조건을 충분히 반영하지 못하고 있다는 문제의식을 바탕으로 고온 양생에 적합한 품질관리 기준 마련의 필요성을 제기하며 이에 대한 실질적인 근거를 제시하고자 한다.
◇ 고온 지역의 시공 환경에서 양생 품질 확보를 위한 실무적 기준 마련
고온 환경에서의 콘크리트 양생이 시방서 기준에 따른 품질 확보에 어떤 영향을 미치는지를 규명하기 위해 회귀분석과 분산분석(ANOVA)을 포함한 통계적 분석을 실시했다.
외기 온도가 상승함에 따라 압축강도 및 내화 성능이 저하될 것으로 예상된다. 특히 수분 관리가 미흡한 고온 조건에서는 품질 저하가 두드러질 것으로 판단된다.
또한 고온 양생 조건이 구조물의 장기 안전성에 영향을 미치는 주요 인자(예: 강도 발현 지연, 미세균열 발생 등)에 어떤 변화를 초래하는지 분석한다.
수분 보양 조치의 유무에 따라 품질 저하 완화 효과가 통계적으로 유의한 차이를 보일 것으로 기대된다. 반면 동일 배합 내에서의 공기량 변화는 고온 조건하에서도 큰 차이를 보이지 않을 가능성이 있다.
회귀모형을 통해 고온 환경과 품질 변수 간의 설명력을 도출함으로써 고온 양생이 콘크리트 품질에 미치는 영향을 정량적으로 평가할 수 있을 것으로 기대된다.
여름철 및 고온 지역의 시공 환경에서 양생 품질 확보를 위한 실무적 기준 마련에 기초 자료를 제공하는 데 목적이 있다.
◇ 고온 환경에서 콘크리트 양생이 시방서 기준에 따른 품질 확보에 미치는 영향 규명
고온 환경에서 콘크리트 양생이 시방서 기준에 따른 품질 확보에 미치는 영향을 규명했다. 실험 자료, 통계 분석 및 FEM 해석을 병행해 내화 성능과 시공 품질의 변화를 분석할 계획이다.
고온 조건에서는 압축강도 및 내화 성능 저하가 발생할 가능성이 있댜. 수분 유지 조치가 이를 완화하는 데 효과적일 것으로 예상된다.
또한 시방서 기준이 고온 환경을 충분히 반영하지 못하고 있을 가능성도 검토할 예정이다. 분석 결과에 따라 고온 환경에 적합한 품질관리 기준의 필요성이 제기될 수 있다.
여름철 시공 환경에서 품질 확보를 위한 실무적 기준 마련에 기여할 수 있을 것이다. 또한 고온 양생 콘크리트에 적합한 시방서 개정 방향 수립에 참고 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
 ▲ 정상 전문위원(중앙대학교 교수) |
저작권자 © 엠아이앤뉴스, 무단전재 및 재배포 금지
