한중콘크리트 기준, 일평균기온 4℃부터 타설 온도·보온양생·초기강도 5MPa까지

읽는 시간 약 5분

11월에 접어들면 아침 기온이 영하로 떨어지는 날이 생기고, 콘크리트 타설 계획표 옆에 일기예보를 같이 붙여 두는 현장이 늘어납니다. 굳기 시작한 콘크리트가 처음 며칠 안에 얼면 강도가 제대로 나오지 않고 표면이 들뜨는데, 이것을 초기 동해라고 합니다. 국가건설기준 KCS 14 20 40(한중 콘크리트)은 이 시기의 재료, 배합, 타설, 양생을 따로 정해 두고 있습니다. 기준에 적힌 숫자를 중심으로 현장에서 확인할 것을 순서대로 정리합니다.

겨울 공사 현장 슬래브 보온 천막과 양생포 — 겨울철 슬래브 타설 뒤 천막과 양생포로 덮은 보온 양생 현장

언제 한중콘크리트로 시공하나

KCS 14 20 40의 1.1(2)는 다음 세 경우 가운데 하나에 해당하면 한중 콘크리트로 시공하도록 정합니다.

타설일의 일평균기온이 4℃ 이하일 때
타설을 마친 뒤 24시간 동안 일최저기온이 0℃ 이하로 예상될 때
그 이후라도 초기 동해 위험이 있을 때

여기서 일평균기온은 하루 중 3시간마다 관측한 8회 값(03·06·09·12·15·18·21·24시)의 평균입니다. 낮 기온이 10℃를 넘는 날이라도 밤사이 영하로 떨어지는 예보가 있으면 두 번째 조건에 걸립니다. 기준은 한중 콘크리트를 시공할 때 응결·경화 초기에 얼지 않게 할 것, 양생이 끝난 뒤 날이 풀릴 때까지 받는 동결융해에 견딜 것, 공사 단계마다 예상되는 하중을 견딜 강도를 가질 것을 특히 주의하라고 적고 있습니다.

판정은 감으로 하지 않습니다. 기준의 표 3.5-1은 공사 시작 전과 공사 중에 외기온을 측정해 일평균기온 4℃ 이하인지 확인하도록 하고, 양생 기간에는 콘크리트 온도, 보온된 공간의 온도, 기온을 자기온도기록계로 기록하게 합니다. 콘크리트가 동결할 위험이 작은 경우에는 주위 기온만 기록해 관리할 수 있습니다. 작업 시작 전에 다음 일주일 예보를 보고 해당 일을 미리 표시해 두면 레미콘 주문과 보온 자재 준비가 한결 수월해집니다.

재료와 배합은 이렇게 바꾼다

재료부터 다릅니다. 얼어 있거나 눈·얼음이 섞인 골재는 그대로 쓸 수 없습니다. 재료를 데워야 할 때는 물이나 골재를 데우고, 시멘트는 어떤 경우에도 직접 가열하지 않습니다. 플라이 애시와 고로슬래그 미분말 같은 혼화재는 사용량에 상한이 있습니다(표 2.1-1).

혼화재	결합재 대비 최대 비율
플라이 애시(KS L 5405)	15%
고로슬래그 미분말(KS F 2563)	30%
두 가지를 섞어 쓸 때	합계 30%(플라이 애시는 15% 이내)

배합은 공기연행 콘크리트를 원칙으로 하고, 물-결합재비는 60% 이하로 합니다. 단위수량은 워커빌리티를 유지하는 범위에서 되도록 적게 잡습니다. 레미콘을 주문할 때는 품질기준강도에 기온보정값을 더한 강도를 호칭강도로 적습니다. 기온보정값은 시멘트 종류와 타설일부터 관리재령까지의 예상평균기온에 따라 0, 3, 6MPa 가운데 하나가 됩니다(표 2.2-1). 재령 28일 예상평균기온이 0℃ 이상 4℃ 미만이면 6MPa를 더하고, 28일 안에 품질기준강도가 나오도록 보온 양생 계획을 세워 책임기술자의 승인을 받아야 합니다. 호칭강도를 읽는 법과 주문서 쓰는 법은 레미콘 규격 읽는 법에서, 배합강도와 물시멘트비의 기본은 콘크리트 배합설계와 양생에서 다뤘습니다.

한중콘크리트 판단과 양생 관리 흐름도 — 한중콘크리트 적용 판단부터 초기양생 종료까지의 관리 순서(KCS 14 20 40 기준)

타설 온도와 초기양생 기준

타설할 때 콘크리트 온도는 단면 치수와 기상 조건을 고려해 5~20℃ 범위에서 정합니다. 기상 조건이 가혹하거나 단면 두께가 300mm 이하이면 최저 10℃ 이상을 확보해야 합니다. 철근과 거푸집에 눈이나 얼음이 붙어 있으면 안 되고, 타설할 지반은 미리 시트로 덮어 얼지 않게 둡니다. 이미 언 지반은 녹인 뒤 타설합니다. 타설을 마치면 곧바로 시트 등으로 표면을 덮고 바람을 막습니다.

초기양생의 핵심 숫자는 5℃와 2일입니다. 기준 3.4.1(4)는 표 3.4-1의 소요 압축강도를 얻을 때까지 콘크리트 온도를 5℃ 이상으로 유지하고, 그 강도에 도달한 뒤 2일간은 구조물 어느 부분이라도 0℃ 이상을 유지하라고 정합니다. 소요 압축강도는 보통의 노출상태라면 단면 크기와 관계없이 5MPa입니다. 계속해서 또는 자주 물에 포화되는 부분은 단면 300mm 이하 15MPa, 300mm 초과 800mm 이하 12MPa, 800mm 초과 10MPa로 높아집니다.

이 강도를 얻는 데 걸리는 양생일수는 시험으로 정하는 것이 원칙이지만, 표 3.4-2가 표준을 제시합니다. 보통 노출상태에서 보통포틀랜드 시멘트를 쓰면 5℃ 양생 때 4일, 10℃ 양생 때 3일입니다. 조강포틀랜드 시멘트는 각각 3일과 2일, 혼합시멘트 B종은 5일과 4일입니다. 모서리와 가장자리는 보온하기 어려워 초기 동해를 받기 쉬우므로 따로 신경 써야 합니다.

콘크리트 거푸집 옆 온도계와 양생포 — 타설한 콘크리트 옆에 둔 온도계와 보온용 양생포

보온 양생 방법 세 가지

방법	원리	기준이 정한 주의점
급열 양생	열원으로 콘크리트를 데움	가열설비 수량·배치는 시험가열 후 결정, 급격한 건조·국부 가열 금지
단열 양생	단열재로 감싸 수화열로 보온	계획 양생온도 유지, 국부 냉각 방지
피복 양생	시트 등으로 표면 온도 저하를 막음	노출면을 빈틈없이 덮어 0℃ 이상 보존

세 방법을 섞어 써도 됩니다. 어떤 방법이든 양생을 끝낸 뒤 콘크리트 온도를 갑자기 떨어뜨리면 안 되고, 거푸집을 뗄 때도 내외부 온도차로 균열이 생기지 않게 해야 합니다. 거푸집은 보온성이 좋은 것을 쓰라고 기준에 적혀 있습니다. 거푸집 해체 시기를 정하는 일반 원칙은 거푸집 존치기간에서 정리했습니다.

동바리를 받치는 지반도 함께 봐야 합니다. 기준 3.4.3(2)는 지반이 얼었다 녹으면서 동바리가 움직이지 않도록 지반 동결을 막는 공법으로 시공하고, 현장 여건이 안 되면 동결심도 아래까지 말뚝기초로 받치라고 정합니다. 슬래브 윗면만 덮고 동바리 발밑은 놓치기 쉬우므로 타설 전 점검 목록에 같이 넣어 둡니다. 단면이 얇고 보통의 노출상태인 부재는 초기양생 뒤 특별한 보온을 이어 가지 않는다면 노출면을 시트 등으로 덮어 2일 이상 0℃ 이상으로 보존해야 합니다.

현장 점검 순서

공사 시작 전과 공사 중 외기온을 측정해 일평균기온 4℃ 이하인지 확인합니다.
레미콘 주문서에 기온보정값을 반영한 호칭강도와 공기연행 여부를 적습니다.
타설 전 철근·거푸집의 빙설과 지반 동결 여부를 확인합니다.
타설 때 콘크리트 온도가 5~20℃(얇은 단면·혹한은 10℃ 이상)인지 잽니다.
타설 직후 표면을 덮고 바람을 막은 뒤, 콘크리트 온도와 보온 공간 온도를 자기온도기록계로 기록합니다.
현장과 같은 조건에서 양생한 공시체(KCI-CT 118)로 소요 압축강도를 확인하고, 책임기술자 승인을 받아 초기양생을 끝냅니다.
초기양생 종료 후에도 2일 이상은 노출면을 덮어 0℃ 이상으로 유지합니다.

매스 콘크리트나 고강도 콘크리트처럼 수화열이 많이 나는 경우에는 책임기술자의 승인을 받아 일부 규정을 적용하지 않을 수 있습니다. 적산온도 방식으로 호칭강도와 물-결합재비를 정했다면 기온보정값은 따로 더하지 않습니다. 이때 품질검사용 압축강도 시험의 재령은 기준의 식 (3.5-1)로 정하고, 시험체는 (20±2)℃ 수중양생으로 관리합니다.