내황산염 모르타르 활용 하수처리 콘크리트 구조물 보수 슈퍼에스알공법 김정현 기자 입력 2024-05-16 (목) 14:57  혼합 및 압송 일체형 뿜칠장비…시공성·경제성 확보 혼합 및 압송 일체형 전용 뿜칠장비로 바륨화합물을 적용한 내황산염 모르타르를 타설하고, 콜로이드 실리카(Colloid silica)를 사용한 콘크리트 보호용 도막재로 마감하는 하수처리 콘크리트 구조물 보수공법이 나왔다. 신기술을 적용하면 하수박스 및 암거와 같은 콘크리트 구조물의 사용성을 향상시킬 수 있다. 신기술은 멀티 오거(Multi-auger)를 탑재하여 교반력과 압송성을 향상시킨 혼합·압송 일체형 뿜칠장비를 활용한다. 이를 통해 황산염을 고정하여 황산염 저항성을 증진시킨 바코모르타르를 타설하면서 장기부착 성능을 개선하고 휘발성유기화합물(VOCs)을 억제한 바코트로 마감한다. 신기술은 하수에 포함된 항산염에 의해 침식되어 보수 및 보호가 필요한 철근콘크리트 구조물을 보수할 때 활용할 수 있는 공법이다. 일체형 뿜칠장비로 내황산염 보수모르타르를 타설하여 침식된 콘크리트 단면을 복구하고 구조물의 사용성을 증진시키는 표면보호 및 보수기술이다. 이때 사용되는 모르타르는 황산염에 지속적으로 노출되는 환경에서 저항성능을 확보하기 위하여 바륨화합물이 적용되어 내황산염 성능을 확보한 콘크리트 단면 복구용 재료를 활용한다. 일체형으로 설계된 모르타르 뿜칠장비는 모르타르 믹서, 콤프레셔 및 뿜칠용 펌프가 하나로 결합되어 복잡한 현장에서 이동을 하거나 설치를 할 때 신속하고 편리하게 활용할 수 있다. 또한 멀티 오거를 믹서에 장착하여 혼합성 및 압송성을 개선하여 수중불분리 모르타르 등 높은 점성의 재료를 이용할 수 있다. 아울러 콘크리트 보호용 도막재는 콜로이드 실리카가 적용되어 부착성능이 장기간 유지되면서도 휘발성유기화합물을 억제한 재료로 사용된다. 콘크리트에 사용이 적합하도록 설계되어 외부로부터 침입하는 유해물질을 차단하여 구조물의 내구성을 증진시킨다. ㈜지에프시알엔디 등이 개발한 내황산염 모르타르를 활용한 하수처리 콘크리트 구조물 보수공법인 슈퍼에스알공법은 이러한 기술력을 인정받아 건설신기술 제974호로 지정됐다. 보호기간은 2031년 12월 4일까지 8년이다. ■ 기술개발자 · ㈜지에프시알엔디 (대표자 박승호) 경기도 포천시 호국로 1007, 산학협력단동 4층 410호 (선단동, 대진대학교) www.gfcrnd.com · ㈜부원지에프씨 (대표자 정순택) 부산광역시 해운대로 469번길 190 현대아파트 상가동 405호 (우동, 센텀현대아파트) · 김성수 경기도 구리시 건원대로 76번길 134 (인창동, 인창4단지주공아파트) ■ 건설신기술 제974호 보호 기간 : 2023. 12. 05 ～ 2031. 12. 04(8년)   내황산염 보수 모르타르 활용 신기술의 특성은 크게 ▲내황산염 모르타르 ▲콘크리트보호용 도막재 ▲혼합·압송 일체형 뿜칠장비로 구분할 수 있다. 하수처리구조물의 대표적인 열화원인은 황산염으로부터 발생하는 황화수소의 확산이다. 황화수소가 발생하면 황산이 생성되고 콘크리트가 침식될 수 있다. 이에 따라 콘크리트 구조물의 장기 내구성 확보를 위하여 수처리 구조물의 열화 원인을 차단하여 내구성을 확보할 필요가 있다. 신기술은 내황산염 보수 모르타르를 이용한 구조물 보수 공법으로 황산염이온 고정화 및 침투를 억제한다. 이에 따라 불용성 조직인 황산바륨을 형성하고 하수처리 구조물의 침식을 억제할 수 있다. VOCs 등 유해물질 사용 억제…친환경성 확보 또한 수처리 구조물의 구조적 특징상 밀폐되고 협소한 환경에서 작업하게 된다. 이에 따라 안전사고가 발생할 수 있다. 이에 신기술은 인체 및 환경에 유해한 물질을 억제하여 작업안전성을 확보하였으며 친환경성을 확보한 도막재를 활용하여 콘크리트 수화물과 반응한다. 또한 VOCs, VACs, 중금속 등 사용을 억제하여 친환경성을 확보하고 콜로이드 실리카를 이용하여 구체와 장기부착력을 확보했다. 아울러 신기술은 연속혼합 방식의 오거형 믹서를 활용한다. 수처리 구조물의 보수 환경 특성상 수중 및 습윤환경에서 시공되기 때문에 수처리 구조물 보수 환경에 적합하도록 시공장비를 개발했다.  혼합·압송 일체형 뿜칠장비 이를 활용하여 고점도 특성을 갖는 모르타르를 시공할 수 있으며 모노펌프로 이송 중에 멀티오거에 의해 모르타르가 2차 교반된다. 아울러 모르타르의 압송성능을 증대하기 위해 멀티 오거를 장착하였으며 단면 복주재 타설 장비의 압송 효율을 증대시켰다. 이를 통해 모르타르 이송효율을 강화할 수 있으며 하수처리 구조물 단면복구 시공성을 강화할 수 있다. 홍제천 복개구조물 보수공사 등 활용 시공절차를 살펴보면 ▲바탕면 처리 ▲내황산염 모르타르 타설 ▲콘크리트 보호용 도막재 도장 ▲현장 점검 및 정리 순으로 진행된다. 바탕면 처리는 치핑 및 세척으로 처리된다. 열화된 콘크리트 바탕면에 그라인더, 브레이커 등 치핑을 하고 고압세척기로 살수한다. 이어서 내황산염 모르타르 타설하고 뿜칠장비를 이용하여 바코 모르타르 타설로 단면을 복구한다. 그 후 콘크리트 보호용 도막재 도장 바코트 코팅을 한다. 이때 활용되는 소재는 친환경 소재를 적용하여 환경오염을 방지하고 작업자의 안전을 확보할 수 있다. 시공이 완료되면 모르타르 및 도막재 시공 상태를 확인하여 시공품질을 확인하고 현장 점검 후 시공이 완료된다. 신기술은 서울시 서대문구청에서 발주한 홍제천 복개구조물 유진상가 상류구간 보수공사, 수원시 장안구청에서 발주한 송죽 연무분구 노후 하수박스 보수공사, 부산시 연제구청에서 발주한 유림아시아드 아파트 일원 하수박스 보수보강공사, 부산진구청에서 발주한 부전천 지류 복개구조물 보수공사 등에서 활용됐다.  하수 구조물 장수명화, 시공성·경제성 확보 1970년대 이후 본격적으로 건설된 사회기반 토목구조물 콘크리트는 노출 환경으로부터 수많은 열화인자와 접촉되고 사용기간이 늘어남에 따라 침식되거나 노후화되고 있다. 이에 따라 구조물 사용성 확보를 위하여 열화 부위에 대한 보수가 필수적이라 할 수 있다. 신기술은 내황산염 모르타르로 철근콘크리트 구조물을 단면 복구하고 콘크리트 보호용 도막재로 도장하여 열화인자의 침입을 차단하여 구조물의 사용성을 유지시키는 철근콘크리트 구조물 표면보호 보수 공법이다. 신기술을 활용하면 하수 구조물의 장수명화로 유지관리 비용을 10% 절감할 수 있으며 공정 단순화 및 시공 간소화로 기존기술 대비 공사기간을 15% 단축할 수 있다. 특히 표면 코팅 1회 단축으로 공정을 단순화 하면서도 시공성을 강화했다. 콘크리트 보수재료(KS F 4042)와 콘크리트 보호용 도막재(KS F 4936) 성능을 만족하고 구조품질을 향상시켰다. 아울러 휘발성유기화합물 사용을 억제하여 중금속 등 유해물질을 배제하고 친환경성을 강화하였으며 밀폐공간에서 일어날 수 있는 안전사고를 방지하여 작업자의 안전성을 강화했다. 경제성도 강화됐다. 기존기술 대비 설계단가를 13% 절감할 수 있으며 순공사원가는 1,000㎡, T=30mm 기준 최대 8%를 절감할 수 있다. 공사기간은 기존기술 대비 2일 단축할 수 있다. 최근 국내에서는 환경오염 방지를 위하여 신규 건축물에 대한 규제가 강화되고 있으며 건설폐기물의 처리조건 또한 강화되고 있다. 이에 따라 친환경적인 공법의 개발과 함께 효율적인 유지관리를 통한 기존 시설물의 장수명화가 요구되고 있다. 이에 따라 ㈜지에프시알엔디 등이 개발한 내황산염 모르타르를 활용한 하수처리 콘크리트 구조물 보수공법인 슈퍼에스알공법은 이러한 기술력을 바탕으로 앞으로 국내외 보수공사 현장에서 활발히 활용될 것으로 기대된다. 김정현 기자 |
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