철거로 노출된 벽체철근 탄소섬유로 보강하기

<벽체 철근노출>

안녕하세요^^

오늘 포스팅은 평택 상가건물

탄소섬유 보강공사입니다.

​

벽면의 콘크리트 일부분을 철거하는

과정에서 파트너 컷팅기로 너무 깊숙하게

절단하여 철근이 노출된 상태입니다.

<파트너 컷팅기와 파트너로 다른현장 철거하는 장면>

벽면 철거뿐만 아니라,

바닥이나 천장의 보에 철거나

코아타공 작업을 하면서 철근이

노출되거나 철근을 관통하여 끊어트리는

경우가 많이 발생하고 있습니다.

​

철근콘크리트 구조에서

철근의 역할을 살펴보자면?

<철근콘크리트구조의 철근배근>

인장 강도 보강:

콘크리트는

압축 강도는 높지만

인장 강도가 매우 낮습니다.

​

철근은

인장력에 강한 특성을 가지고 있어,

콘크리트 구조물의 인장 강도를 보강하여

균열 발생을 줄이고 구조적 안정성을 높입니다.

​

균열 방지 및 제어:

철근은

구조물에 발생하는 균열을 방지하고,

이미 발생한 균열의 확산을 제어하는 역할을 합니다.

​

이는

구조물의 내구성을 향상시키고,

수명을 연장하는데 기여합니다.

​

하중 분산 및 전달:

철근은

구조물 내 하중을 효과적으로 분산시켜,

특정 부위에 하중이 집중되지 않도록 합니다.

​

이는

구조적 균형을 유지하고,

변형을 최소화하는데 도움을 줍니다.

​

구조적 통합성 유지:

철근은

콘크리트와 함께 작용하여

구조물의 통합성을 유지합니다.

​

이는

구조물의 일체성을 보장하고,

각 부재가 함께 작용하여 외부 하중에 저항할 수 있도록 합니다.

​

내진 성능 향상:

철근은

지진 하중에 대한

저항성을 증대시켜,

​

지진 발생시

구조물의 붕괴 위험을 줄이고,

인명 피해를 최소화할 수 있습니다.

​

이는

지진 발생 지역에서

매우 중요한 역할을 합니다.

​

충격 및 진동 저항:

철근은

구조물에 가해지는

충격 및 진동 하중에 대해 저항성을 높입니다.

​

이는

철도 교량, 고층 건물 등 진동이나

충격을 많이 받는 구조물에서 특히 중요합니다.

​

구조물의 형태 유지:

철근은

콘크리트 구조물의 형태를

유지하는데 도움을 줍니다.

​

이는

시공 중 콘크리트가

정확한 형태로 굳어질 수 있도록 하고,

사용 중에도 구조물의 형태가 변형되지 않도록 합니다.

​

이와 같은 역할들로 인해

철근은 철근콘크리트 구조에서 필수적인 요소로,

구조물의 안전성, 내구성, 그리고 성능을 크게 향상시키는데 기여합니다.

​

<철근노출 단면보수>

일반적으로

철근이 노출되는 경우는

여러가지가 있을 수 있습니다.

​

콘크리트의 열화:

시간이 지나면서

콘크리트가 자연적으로

열화되어 철근이 노출될 수 있습니다.

​

이는

특히 오래된 건축물에서 흔히 발생하는 문제입니다.

​

부식:

철근이 부식하면

부피가 팽창하게 되어

콘크리트가 균열되고 철근이 노출될 수 있습니다.

​

이는

주로 물, 산소, 염분 등이

철근에 접근할 수 있을 때 발생합니다.

​

기계적 손상:

공사 중이나

사용 중에 발생한 충격, 진동, 과도한 하중 등에 의해

콘크리트가 파손되면서 철근이 노출될 수 있습니다.

​

설계 및 시공 결함:

철근의 피복 두께가

설계 기준에 미치지 못하거나,

​

시공 과정에서 철근 배근이

잘못되었을 때 철근이 노출될 가능성이 높습니다.

​

화학적 공격:

해양 환경이나 화학 공장 등에서

사용되는 구조물은 염분이나 화학물질에

노출되어 철근이 부식될 수 있습니다.

​

탄산화:

대기 중의 이산화탄소가

콘크리트 내부로 침투하여

알칼리성을 감소시키는 탄산화 현상이 발생하면,

철근이 부식되기 쉽고 결국 노출될 수 있습니다.

​

알칼리-실리카 반응(ASR):

콘크리트 내의 특정 골재와

알칼리 성분이 반응하여 팽창하면서

균열이 생기고, 이로 인해 철근이 노출될 수 있습니다.

​

이런 이유들로

철근이 노출될 수 있으며,

철근노출은 구조물의 내구성과

안전성이 크게 훼손될 수 있으므로,

신속한 점검과 보수 보강이 반드시 필요 하답니다.

<에폭시 실링제와 탄소섬유 프라이머 도포 작업>

보통

철근이 노출되면

철근을 보호하기 위해

시멘트계의 몰탈계로 철근을 덮어줍니다.

​

그 이유는?

콘크리트의 알칼리성 환경이

철근 표면에 부동태 피막을 형성하는데

유리하기 때문입니다.

​

부동태 피막이란?

철근콘크리트 구조에서

철근을 보호하는 용어이며

일반적으로 콘크리트의 피복으로

보호하는것을 말합니다.

​

<탄소섬유 레진도포>

그리고

철근이 노출되어

시멘트계의 몰탈로 덮을경우?

​

새로운 콘크리트와

기존의 콘크리트 간의 접합 부분에서

발생하는 이음매 현상이 나타난답니다.

​

위와 같이

철거등으로 계획되지 않은 이음매 현상은

구조적 약점을 초래할 수 있답니다.

​

강도 저하:

이음매 부위는

일체화되지 않아 구조적 강도가 약해질 수 있습니다.

​

누수:

이음매 부위에서

물이 침투할 가능성이

높아져 누수 문제가 발생할 수 있습니다.

​

균열:

이음매 부위는

균열이 발생하기 쉬우며,

이는 구조적 안정성을 저하시킬 수 있습니다.

​

부식:

이음매 부위에서

철근이 노출되거나 부식될 가능성이 높아집니다.

​

이렇게

콘크리트 이음매 현상은

구조물의 강도와 내구성에

중요한 영향을 미칠 수 있는 요소입니다.

​

계획된 이음매의 경우

적절한 설계와 시공이 필요하며,

​

계획되지 않은 이음매의 경우

적절한 보수와 보강의 처리가 중요합니다.

<탄소섬유 부착>

그래서

철근이 노출된 경우

단면보수와 함께 탄소섬유로

한번 더 콘크리트의 면을 보호하는것이

중요하다 할 수 있습니다.

<탄소섬유 상도코팅>

<탄소섬유 완료사진>

철근 노출된 콘크리트를

탄소섬유로 보강하는 이유?

​

강도 향상

탄소섬유는

높은 인장 강도를 가지고 있어,

​

철근 노출로 인해

약해진 구조물의 강도를 보강하는데 효과적입니다.

​

탄소섬유 보강재는

구조물의 내하력을 향상시켜

추가적인 하중을 견딜 수 있게 합니다.

​

내구성 증대

탄소섬유는

부식에 강한 재료로,

콘크리트 내부의 철근이

부식되는 것을 방지하는데 도움이 됩니다.

​

이는

구조물의 수명을 연장시키는 중요한 요소입니다.

​

경량성

탄소섬유는

매우 가벼운 재료로,

구조물의 전체 중량을 크게

증가시키지 않고도 보강 효과를 얻을 수 있습니다.

​

이는

기존 구조물의

하중 부담을 최소화하는 데 유리합니다.

​

시공의 용이성

탄소섬유 보강재는

유연성이 있어 복잡한 형상의

구조물에도 쉽게 적용할 수 있으며,

​

시공이 비교적 간단하고

빠르게 완료될 수 있습니다.

​

이는

작업 시간을 단축시키고

비용을 절감하는데 도움이 됩니다.

​

우수한 피로 저항성

탄소섬유는

반복적인 하중이나

진동에 대한 저항성이 뛰어나,

​

구조물이

장기간에 걸쳐 안정적인

성능을 유지할 수 있게 합니다.

​

이는

특히 교량이나

고층 건물 등에서 중요한 요소입니다.

​

비전도성

탄소섬유는

전기를 통하지 않기 때문에,

​

전기적 간섭이 우려되는

환경에서도 안전하게 사용할 수 있습니다.

​

이는

전력 시설이나

전자 장비가 있는 구조물에서 유리합니다.

​

결론

철근이 노출된

콘크리트를 탄소섬유로

보강하는 것은 강도와 내구성을 향상시키고,

경량성, 시공의 용이성, 피로 저항성 등 다양한 장점을 제공하기 때문입니다.

​

이러한 이유로

탄소섬유 보강은

철근 노출로 인한 구조적 약점을 보완하고,

​

구조물의

안전성과 수명을 연장하는데

효과적인 방법으로 널리 사용되고 있습니다.

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