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인천국제공항염해환경하의지하구조물적정방수공법및방수재검토

www.yooshin.co.kr ｜ 181

1. 서론

1.1 개요

인천국제공항은 21세기 수도권 항공 수요에 대

비하고동북아시아허브공항의기능을수행하도록

계획된 상징적인 시설이다. 또한 바다를 매립하여

조성한부지위에건설되는관계로염해환경에노

출되어있어콘크리트구조물의내구성확보는공

항시설의안전및기능수행에있어대단히중요한

조건이다. 이에1단계건설시벤토나이트방수재료

가염수조건의초기누수에서성능이발휘되지못

한문제를고찰하고, 염수환경과연약지반에건설

되는지하구조물에있어최적의방수공법및방수

재료를 선정하기 위한 객관적인 시험방법과 제반

평가기준을검토하고자한다.

1.1.1 지하구조물에대한내구수명확보요구

1) 지하구조물은상시지하수(염수) 및부등침하

의 향을받게되므로구조물의누수방지에큰어

려움이따른다. 이것은차수기능을상실할수있는

환경조건이될수있으므로, 이와같은환경조건에

대응할수있는적절한방수시스템의선정이필요

하다.

2) 철근콘크리트에 있어서 염수는 변화(열화)의

매개체역할을한다. 즉수산화칼슘의용출로인한

공극발생과강도저하, 철근부식, 염소이온의이

동등은수분또는물의접촉에서시작되며콘크리

트의중성화및철근부식을급격히진행시켜구조

물의내구성을저하시키게된다.


이 경 환 1) 허 태 성 2) 양 승 빈 3)

1. 서 론

2. 인천국제공항1단계지하구조물방수공법분석

3. 인천국제공항2단계지하구조물현황

4. 염해환경하의지하구조물방수공법선정방법

5. 방수재료의평가시험및품질평가방법

6. 염해환경하의적정방수공법

7. 맺음말

1) (주)유신코퍼레이션 감리기술부 전무([email protected])2) (주)유신코퍼레이션 인천국제공항 2단계 시설합동사무실 전무

([email protected])3) (주)유신코퍼레이션 감리기술부 부장([email protected])※ 공동연구자 서울산업대학교 건설대학 부교수 오상근([email protected])

기술정보

182｜유신기술회보제11호

1.2 검토방향및추진경위

본 검토는 염수조건에서의 구조물 거동에 대한

대응이가능한방수를실현하기위해<그림 1.1>과

같은절차로방수공법및재료를선정하고, 시방기

준및평가방법을구축한다.


<그림 1.1> 방수재료 및 공법 선정 방법의 흐름



2.인천국제공항1단계지하 구조물방수공법

분석

2.1 지하구조물현황및적용방수공법

제1단계건설공사지하구조물의초기방수설계

및 시공은 벤토나이트 매트를 이용한 방수공법을

적용하 고, 교통센터지하외벽및철도구조물외

벽일부, 기타부대시설물일부의지하외벽에초속

경뿜칠형폴리우레아수지도막방수재를사용한방

수공법을적용하 다.

<표 2.1> 인천국제공항 1단계 구조물 시설 규모 및 적용 방수공법

구 분 규 모 물 량(㎡)방 수 공 법

설 계 시 공

공동구

공동구 본선(A-2공구)

(8.75×3.4m)×580m 18,895벤토나이트

매트벤토나이트 매트


(8.5×4.45m)×1,891m 55,261 " "


(8.75×3.8m)×3,579m 117,958 " "

복합교통센타(A-18공구)

(11.35×4.6m)×512m

67,053 "뿜칠형 폴리우레아수지도막 방수재

국제업무지역(A-18공구)

(6.0×2.8m)×818m

동측지원시설(A-18공구)

(8.75×3.4m)×640m

IAT/BHS, 상수도 등 공급시설수용

터널구조물

·폭 : 26.70M·높이 : 9.40M·연장 : 738.50M·중심선을 기준으로 대칭구조 2열

107,814벤토나이트


북측지하차도

·폭 : 27M , 높이 : 5.3M·연장 : 본 선 부 : 1,049M

U-TYPE : 717M·좌우측에 공동구 설치·환기구 및 집수정 2개소

118,644벤토나이트


남측지하차도

·폭 : 18M , 높이 : 4.5M·연장 : 본선부 : 1,050M

U-TYPE : 982M·환기구 및 집수정 2개소

119,898 " "

철도구조물

·폭 : 22.40M·높이 : 8.74M·연장 : 2,200M

183,567 벤토나이트·상부 및 벽체 : 폴리우레아

도막 방수재·바닥 : 벤토나이트 매트

기술정보


2.2 벤토나이트매트방수공법검토

2.2.1 재료적측면

1) 염해환경에서의방수재선정의문제점

①염수에서의벤토나이트계방수재(패널형, 매

트형, 시트형) 성능발휘조건및현장여건에맞는

충분한시공방법및품질관리에대한검토(투수계

수, 염수성분이벤토나이트에미치는 향및겹침

부시공방법등) 미흡.

2) 벤토나이트에대한현장적용사례의이해부

족

①우리나라의사례

시방서및품질기준이명확하지않고, 단순히외

국자료(염수환경에대한정 자료부족)에의존

하여인천국제공항의현장여건(염수환경, 연약지

반, 지하수의 흐름 방향, 수압, 수량 등)을 충분히

고려하지않은상태에서벤토나이트매트를사용함

으로써 초기누수문제가발생.

②미국의사례

미국의 건축공사는 대체로 토지가 넓은 관계로

우리나라와 같이 깊은 지하까지 공사하는 사례가

많지않아지하구조물공사시지하수의 향을크

게받지않으므로벤토나이트방수를적절하게활

용.

③일본의사례

현장 시공과정에서 구조물이 처한 환경 조건(염

해환경, 화학환경, 지하수조건등)에서적합성을

평가하며해안지역에서의벤토나이트방수재의적

용사례는거의없음.

2.2.2. 시공적측면

품질시험에있어서재료공급사의시험성적서

에의존하여염수조건하의벤토나이트매트방수

재에대한정확한성능평가가시공과정에서이루

어지지못하 다.

1) 환경적측면

구조물환경에따른적용성:

콘크리트구조물이처한수질조건(염수), 유동수

및부가수압, 지하수량등의 향이고려되지못하

다.

2) 사용수질과방수성능조건

염분의 농도가 높은 해수 등에서는 벤토나이트

성분의Na 이온과염수성분의Na 이온이화학적

으로반응하지않고층간구조에 실하게채워져

오히려팽창및Gel화를억제시킴으로써 현탁액

의 입자들이 집합되어 침강(팽창압을 잃어버리고,

부스러지는현상이나타남).

3) 투수계수와방수성능의이해부족

벤토나이트는 기타 성분과의 혼합 정도에 따라

투수계수는 1.0×10-9~1.0×10-12㎝/sec의

범위로일반방수재와는달리완전차수특성을갖

고있지않음.

위 사항을 종합적으로 검토한 결과 벤토나이트

매트는 염수 조건에서 Gel화가 지연되면서 초기

수압이작용할경우충분한성능발휘가안됨.

인천국제공항2단계시설공사중염해환경하의지하구조물적정방수공법및방수재검토



3. 인천국제공항2단계지하구조물현황

3.1 적용대상지하구조물

대상: 공동구, IAT/BHS 터널구조물, 화물터미널직반송로지하차도

3.1.1 표준단면

1) 공동구구조물

2) IAT/BHS터널구조물

<표 3 .1> 구조물 규모 및 예상 수량

구 분 제 원 연 장 수 량

공 동 구 7.5m×4.4m 644m 17,967㎡

IAT/BHS 터널 26.7m×9.7m×2 776m 122,598㎡

화물터미널 직반송로 21.0m×7.7m 775m 37,182㎡

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3) 지하차도(화물터미널직반송로)

4. 염해 환경하의 지하 구조물 방수공법 선정

방법

4.1염해환경하의지하구조물방수설계방법

4.1.1 방수공법의설정방향및조건

1) 건설부지의환경조건조사

환경 조건에 대한 조사 항목은 <그림 4.1>과 같

다.

2)적용방수재및공법의선정조건 선정조건은<표4.1>과같다.

<그림 4.1> 환경 조건의 조사 대상

<표 4.1> 적용 방수재 및 공법의 선정 조건

지하수 화학적 성분(염분) 농도 방수층의 화학적 침식, 성능 저하 요소 배척

지반의 침하 상태 구조물 설치 후 부등침하에 따른 방수층의 파단 방지, 설계 두께 관리

지하수의 양 및 흐름 방향 방수층의 성능 및 조인트 겹침 시공방법의 관리

구조물의 거동 향 방수층의 피로 파단, 찢김 설계 두께 고려

제제 1조건 : 지하수의 화학적 성분(염분 농도 등)에 관계없이, 화학적 침식이 없는 방수재

제제 2조건 : 대형 구조물의 거동(균열발생, 부등침하)에 방수층이 파단되지 않는 유연성을 갖는 방수재료 및 공법

제제 3조건 : 콘크리트구조물표면의레이턴스, 습기(수분)등의조건에서접착(자착(Self-adhesive performance)이가능한재료및공법

제제 4조건 : 지하수의흐름및수압등의조건에서유실되거나, 박락되지않는특성을갖는재료및공법(방수층두께검토필요)

제제 5조건 : 방수재료 간의 연결부 접착이 일체화되는 시공시스템

제제 6조건 : 만일의 누수시 안정적 누수 보수 시스템을 갖는 방수재



3) 방수층구성조건

1) 및 2)의 조건을 만족하는 방수 재료를 선정

한후, 방수층의보호기능과향후누수시원활하게

누수보수를할수있는방수시스템을구성한다.

<그림4.2>는이를위해구성된기본방수시스템

이다.

4.1.2 방수재료및공법의선정절차

상기의조건에적합한방수재료및공법의최종

선정은<표4.2>의절차로수행한다.

4.2 방수재료·공법선정및평가방법

4.2.1 개요

재료및공법의선정은반드시시공전Mock-

up 시험단계에서지속적방수품질유지의기본요

소로서해당구조물이처한환경조건에적합한가

의유무를평가한다.

4.2.2. 시험 평가 항목 및 요구 성능의 적정한

선택

시공자는해당지하구조물이환경조건및요구

성능[염수환경 저항성, 부등침하시의 방수층 탈락

보호층(Protection Board)-흙되메우기시 방수층 보호-향후 누수시 방수층 재형성용보호패널 기능 보유

방수층(두께 설정 중요)-자착형 성능 보유-물 속에서 유연성능 보유-습윤면 접착성능 보유Concrete

<그림 4.2> 방수시스템의 기본 단면도

<표 4.2> 방수재 재료 및 공법 선정 절차

<표 4.3> 지하 방수층의 성능 평가 항목

제제 1단계 : 기존 방수 기술 및 재료의 검토

제제 2단계 : 건설교통부 인정 방수 관련 건설 신기술 중 <표 4.1>의 조건에 적합한 방수 기술 검토

제제 3단계 : 현재 국내 사용 중인 재료 중 <표 4.1>의 조건에 적합한 해외수입 우수 방수재료의 검토

지하수의 수질 조건에 의한 저항성 시험 평가 - 지하수의 화학성분 (염화나트륨, 산 및 알칼리, 기타 성분)

구조물 부등침하에 따른 방수층의 저항 성능 - 부등침하시의 방수층 파단 저항 한계 평가

균열의 지속적 거동에 의한 방수층의 저항 성능- 직접 성능 : 방수층의 내피로 성능 평가- 간접 성능 : 방수층의 절연 성능 평가

구조물 바탕체 조건(레이턴스, 습윤면 함습 조건등)의 부착 성능

- 습윤면 부착성능 - 수중 침지 부착성능- 방수층의 자중 혹은 보호층 하중에 의한 장기적 흘러내림

지하수 흐름에 의한 방수층의 유실성, 접합부 저항성

- 방수재의 유실 저항성- 방수층의 조인트 접합 안정성

온도 의존성 - 방수층의 신축 및 팽창, 처짐, 흐름 저항성

기술정보


및파단저항성, 콘크리트균열및진동에대한파

단저항성, 콘크리트면{건조면, 습윤면, 수중(토사)

침적} 부착성능, 유속탈락저항성부착성능, 온도

의존성등은필수평가항목]에만족하는시험항목

을지정하여평가한다.

4.2.3재료적특성에따른요구성능시험

항목

1) 한국산업규격에명시된방수재는관련KS 규

격에의거평가한다.

2) 한국산업규격에명시되지않은방수재는관련

KS 규격을 준용하여 아래의 성능을 평가한

다.

- 염해침적안정성 - 구조물거동대응성

- 인장성및신장률 - 투수저항성(수 성)

- 온도의존성 - 내화학성 - 내균열성

- 내피로성 - 습윤면부착성 - 기타성능등

4.2.4. 방수재 형태에 따른 시험 평가 방법

의선택

1) 방수재의형태

구조물의환경조건및요구성능에만족하는재

료의선정함에있어서방수재료의형태는

- 경질유연형시트재(합성고분자계)

- 점착혹은자착형시트재

- 고점도유연형액상재

- 뿜칠형도막재로구분할수있다.

2) 시험방법의선택

재료의형태및특성에맞도록요구성능을평가

한다.

4.2.5.시공및유지관리성능의평가

시공자는 시험실 혹은 Mock-up 시험 결과를

바탕으로별도의지침혹은규정을두어시공및유

지관리성능도평가하여야한다.

가) 치명적 결함 시험항목 : 투수저항성, 거동대응성, 유실 저항성나) 중(重) 결함 시험항목 : 부착성, 내화학성, 유지관리 용이성다) 경(輕) 결함 시험항목 : 온도 의존성(내열/내한성), 시공성

<표 4.4> 결함 정도에 다른 성능 구분

투수저항성 ●

부 착 성 ●

구조물 거동 대응성 ●

유실 저항성 ●

내화학성 ●

내열/내한성 ●

시 공 성 ●

유지 관리 용이성 ●

항 목결 함 정 도

경결함 중결함 치명적 결함비고



4.2.6. 최종평가

1) 평가 1단계에서는재료의성능중심으로선정

한시험항목에대해관련산업규격에서규정하

는성능만족여부를평가한다.

2) 평가2단계에서는시공성및유지관리용이성

을평가한다.

3) 평가 3단계에서는 종합 평가로서 <표 4.4>에

서와 같이 각 시험의 중요도에 따라 경(輕)결

함, 중(重)결함, 치명적 결함 등으로 분류하여

차별을 두어 평가한 후, 합격 유무를 결정한

다.

5. 방수재료의평가시험및품질평가방법

5.1 방수재료의평가시험

5.1.1 점착 유연성 도막 방수재(시트 복합)의

성능평가

고무화아스팔트에팽창성무기분말, 합성고분자

수지를혼합하여점착성을갖춘유연한특성을반

구적으로 부여한 재료로서 그 특성을 파악하기

위한평가항목을정하고, 재료물성평가, 기본성

능 평가, 현장 적용 성능 평가로 나누어 관련 KS

규격을이용하여시험을한다.

5.1.2. 자착식 고무 아스팔트 방수시트의 성능

평가

성능평가시험방법에따라방수재가기본적으

로갖추어야할성능인인장·인열성능, 온도의존

성능, 내열 성능, 접합 안정 성능, 모체 부착 안정

성능, 내움푹패임성능, 내피로성능을평가한다.

5.1.3. 미가황고무시트의성능평가

미가황고무시트는상온에서일정한시간이경과

하면자연스럽게가황고무시트로전환되는특징을

가지고있다. 이에따라KS F 4911 합성고분자

계방수시트시험규격을이용하여가황고무시트

와미가황고무시트로분류하여시험한다.

5.2. 방수재료품질평가방법

5.2.1. 개요

1) 목적

염해환경및구조물거동·진동의 향을받는

지하구조물에서의누수원인은크게재료의균질

성 확보 실패(생산과정에서의 부실), 현장 시공 여

건의 미충족(설계 및 시공과정에서의 부실), 방수

시공이후구조물의거동및변형에대한재료의대

응성능부족(재료의성능및기능부족) 등에서찾

을수있으며, 특히누수사고발생이후근본적·

즉각적인보수시스템이전혀준비되어있지않은

실정이다(사후유지관리지침부재).

2) 성능평가의내용

①재료생산및품질관리기술평가

방수재는기후온, 습도배합비등생산조건및

환경을일정한상태로유지시키지않을경우제품

의균질성을확보하기가어렵다.

②시공정 도평가

특정공법에대한작업자의인식정도및숙련

도, 작업자세등에따라품질의결과는크게달라

질수있다.

③재료의성능및기능평가

염해 환경에 대한 콘크리트 표면과의 부착 성

기술정보


능, 구조물의진동및거동대응성, 내구성, 수 성,

온도의존성, 내균열성등기타필요한요구성능을

만족하여야한다.

④시방서및사후유지관리지침평가

재료의생산및시공과정에서의예상되는부실

(접합부수 성, 바탕처리, 이어치기부처리, 균열

처리 등)에 대한 각 방수공법 및 방수재가 가지는

시방서및사후유지관리지침의정도를평가한다.

5.2.2 방수재및공법의평가항목

1) 재료및공법성능평가항목

방수 재료의 기본적 물성 파악을 위한“기초시

험”과방수재시공시악 향을줄수있는주변환

경요인들의 향을평가하는“응용시험”으로구분

하여시행한다.

①염수침적안정성

방수층이염수침적상태에서장기안전성확보

유무를평가한다.

②구조물거동대응성

방수시공이후바탕구조물의환경변화에의

해방수층의균열발생률이높으므로대응성이우

수한방수공법및재료를평가한다.

③습윤면부착안정성

접착강도가젖어있는바탕에시공시들뜸이나

부착성이저하될수있으므로기건바탕과습윤바

탕에방수재를시공하며전처리종류별부착안정

성을평가.

④수 성

방수재에각종인위적하중및스트레스를가하

는시험을한후방수층의수 성이저하되는지를

평가한다.

⑤온도의존성

저온하에서방수층의신장률이적을경우온도

변화에의한거동 향으로파단가능성이높으므

로이에대한대응성을평가한다.

⑥내균열성

지하구조물중공동구와같이연속되는구조물

에있어서방수층이온도및구조적거동등으로발

생된균열, 신축줄눈의움직임에대해어느정도의

탄성력또는신축력을가지고있는지를평가한다.

⑦내구성

내화학성(수질조건), 내열, 내후성등외부환

경에 지속적인 향을 받은 상태에서 장기적으로

수 한방수층을유지할수있는지를확인하는평

가항목이다.

2) 시공기술의평가

시공성능은작업자에대한기능요구가적어반

드시숙련공이아니더라도손쉽게시공하므로써하

자발생을줄일수있는가를다음사항을중심으로

우선적으로평가한다.

①공통사항

가. 바탕처리방법

시공의편리성을위하여콘크리트표면의레이턴

스, 곰보및핀홀처리등의바탕처리시행유무를

평가한다.

나. 용제계재료사용유무

톨루엔등유기용제등이함유된프라이머나도

막재에서발생된냄새는외기온도에따라시공성

(여름철핀홀(기포) 발생, 겨울철점도상승)이좌우

되므로시공품질의균질성을확보하기위하여본

항목에서는유기용제형타입, 수용성타입, 무용제

형타입등으로구분하여평가한다.



다. 습윤면시공성

지하구조물이처하게되는습윤환경하에서콘

크리트바탕면이젖어있을때에도방수시공이가

능한 공법인지의 유무를 평가하는 중요한 항목이

다.

라. 수행공정수

적은공정은공기에여유를제공하므로무리한

공정의 강행에 따른 부실을 방지할 수 있게 된다.

그러므로방수의품질확보및현장공사관리의편

리성을위하여방수공사의총공정수를평가한다.

마. 양생기간

방수시공시작부터방수시공종료(완전건조)

까지경화에필요한기본공법에소요되는단위면

적당일수를평가한다.

②계열별

방수는재료의성질및특성에따라시공난이

도가달라질수있으며또한시공자에따라품질의

차이가발생된다. 본항목에서는다수로제작시공

된시험체를수조에투입하여발생된누수여부와

재료간의결합특성에따라평가한다.

3) 생산기술신뢰도평가

①공장관리

해당제품의원활한공급및생산품질관리의우

수성을평가.

②기술인증

해당방수재료및공법에대한국가및공인기관

의인증유무를평가.

③국내·외적용실적

각재료및공법별국내·외적용실적을평가한

다.

4) 시방서및유지관리의평가

각재료별시방서를분석하여관련회사의시공

및기술적수준, 품질관리능력, 문서상에서의의사

전달능력및관리능력등을평가한다.

5) 성능항목별평가지표

①재료및공법성능평가기준(50점)

순번 항 목 평 가 내 용 평점 평 가 지 표 비고

1염수침적

안 정 성

·각 방수층을 3주간 염수침적 후 방수층의

안정성(들뜸, 박리 탈락등 성능 저하 유무)을

평가한다.

10성능 저하 없음 10점

성능 저하 부분발생 5점

2구 조 물

거동대응성

·각 재료 및 공법별로 5개의 시험체를 대상

으로 5㎜ 이상 거동 시험 후 방수층의 들뜸,

찢김 등에 의한 누수 현상의 발생 유무를 평가

한다 (부분 누수는 시공 불량으로 판정).

10

모두 누수 없음 10점

1개 시험체 누수 7점




3습윤면부착안 정 성

·각 재료별 콘크리트 표면의 습윤상태에서의

부착 안정성을 3주간 평가한다.5

전체 면에서 안정 5점

가장자리 들뜸 3점

가장자리 및 중앙부 들뜸 0점

<표 5.1> 재료 및 공법 성능 평가 기준표

기술정보


②시공기술평가기준(30점)

가. 공통사항(20점)

항 목 평 가 내 용 평점 평 가 지 표 비고

공

통

바탕처리 방법(단차처리, 이어치기 및 EJ조인트,균열보수·보강은기본적으로 수행함)

·시공의 간편성을 위하여 콘크리트 표면의 레이턴스, 곰보 및 핀홀처리 등의 바탕처리 시행 유무를 평가한다.

5

바탕 처리를 하지않아도 되는 공법

5점

바탕처리를 보통으로수행한 공법(물청소, 건조)

3점

바탕처리를 정 히 수행한공법(곰보, 핀홀 처리,바탕조정제 바름 등)

1점

용제계 재료사용 유무

·작업 안전성을 위하여 바탕 처리용 프라이머 도포, 도막재의 혼합,접착제의 사용에 있어서 용제(신너,크실렌, 톨엔, 휘발유 등)를 사용하는지의 유무를 평가한다.

5

무용제계 성분 사용 5점

유기용제계 성분 사용 3점

공정수(바탕처리 제외)

·공사관리의 간편성과 시공의 정성 확보를 위하여 방수공사의 총

공정수를 평가한다.5

공정 수가 3회인 공법 5점

- 기본 공정1. 프라이머 도포2. 방수재처리3. 보호층 설치

공정 수가 4회인 공법 3점

공정 수가 5회 이상 공법 1점

양생 기간

·시공품질 확보 및 공사 기간의 관리를 위하여 해당 공법에 대한 방수시공 시작부터 방수 시공 종료(완전건조)까지의 기본공정에 소요되는일수(단위면적당)를 평가한다.

5

소요일수 1일 5점

소요일수 2일 3점

소요일수 3일 이상 1점

공통 소계 20

4 수 성·각 재료별(시스템+공법) 각종 성능 평가 후수 성을 평가한다.

5투수 없음 5점

투수됨 0점

5 온도의존성·각 재료별(시스템+공법) 온도(고온 및 저온)의 변화에 따른 적응성을 평가한다.

5

변형율이 적다. 5점

보통 3점변형율이 크다. 1점

6 내균열성·각 재료별(시스템) 내균열 성능을 측정하여가장 우수한 성능을 확보한 제품을 평가한다.

5상위 20% 성능 5점

중간 60% 성능 3점하위 20% 성능 1점

7 내 구 성·각 재료 및 공법별로 40일간 내구성을 평가한다.

10상위 20% 성능 10점중간 60% 성능 5점

하위 20% 성능 3점

소 계 50

<표 5.2> 공통사항 평가 기준표



나. 계열별사항(10점)

다. 생산기술평가기준(15점)


계

열

별

도막계

도 포방 법

·도막재의 방수 시공방법이 방수층의 두께 균일성·시공성 등을 고려하여 뿜칠형혹은 도포형(로울러, 주걱 등)인지를 평가한다.

5뿜칠형 5점

도포형 3점

두 께균질성

·도막재 시공 후 건조까지의 두께 균질성을 평가한다.

5균질 5점

불균질 3점

시트계

시트간접 착

·시트간 접합부의 수 성 확보를 위한 시공기술의 간편성을 평가한다.

5

자착식(점착제) 5점

열융착식 3점

접 착 제 3점

바탕면접 착

·시트와 바탕간의 수 성 및 부착 안전성확보를 위한 시공 기술의 간편성을 평가한다.

5


열융착식 3점

접 착 제 3점

복합계

시트간접 착

·바탕체와 방수재의 접착부 수 성 및 부착안전성 확보를 위한 시공 기술의 간편성을 평가한다.

5


열융착식 3점

접 착 제 3점

재료간접 착

·방수재와 방수재의 접착부 수 성 및 부착안전성 확보를 위한 시공 기술의 간편성을 평가한다.

5


열융착식 3점

접 착 제 3점

각 계열 소계 10

합계(공통(20)+각 계열(10)) 30


생산공장·해당 제품의 원활한 공급 및 생산 품질관리의 신뢰성을 평가한다.

5

공장 보유 5점

위탁 생산1개 제품 3점

2개 제품 이상 2점

기술인증·해당 방수재료 및 공법에 대한 정부공인 유무를 평가한다.

5

건설 신기술+특허 보유 5점

건설 신기술 3점

특허기술 2점

적용실적·해당 방수재료 및 공법에 대한 국내·외 현장 적용 실적을 평가한다.

5국내·외적용 실적

3개 이상(국외실적2개이상)

5점

2개 이하 3점

없음 0점

소 계 15

<표 5.3> 계열별 사항 평가 기준표

<표 5.4> 생산 기술 평가 기준표

기술정보


라. 시방서및유지관리지침평가기준(5점)

5.3 품질시험방법

5.3.1 염수침적안정성시험

1) 목적

방수층이염수와지속적으로접촉되는환경적조

건에정치되므로방수재의장기적내구성확보측

면에서염해안정성을평가.

2) 시험조건및평가방법

①바탕재: 모르터또는콘크리트건조바탕면

②시험체크기및개수: 70×210×25㎜ 콘크

리트시험체3개

ø100㎜시험체3개

③시험방법: 수온20±3℃의현장수또는염수

에3주(21일) 동안침수후방수층상태및표

면의변화를관찰확인. 염화나트륨사용시에

는KS F 8115에규정하는시약을사용.

④평가방법:

가. 도막계: 시공된방수층의중앙부, 가장자리

에서 부풀림, 들뜸, 변색, 흡수 등

의현저한변화발생유무확인

나. 시트계: 시공된방수층의중앙부, 가장자리

또는 조인트부(겹침부)에서 부풀

림, 들뜸, 변색, 흡수 등의 현저한

변화발생유무확인

다. 복합계: 시공된방수층의중앙부, 가장자리

또는 조인트부(겹침부)에서 부풀

림, 들뜸, 변색, 흡수 등의 현저한

변화발생유무확인


시방서·해당 방수기술의 현장 품질확보를위한 시공기술지침(시방서 등)의 작성·준비 정도로 평가한다.

3양호 3점

보통 1점

누수보수대책

·해당 방수기술의 시공 중 방수층관리 및 시공 후 누수보수 대책기술의 확보 유무를 평가한다.

2있음 2점

없음 0점

계 5

<사진 5.1> 시험용 밑판 제작 <사진 5.2> 현장수(염수) 침적 상태

<표 5.5> 시방서 및 유지 관리 지침 평가 기준표



5.3.2 구조물의거동대응성시험

1) 목적

균열및이어치기, 신축줄눈등누수취약부분

에시공된방수층이구조물의거동및진동으로부

터발생된 향력에의해찢김손상혹은들뜸이발

생되는가의여부를파악하기위함.

2) 시험체의개요및제작방법

①시험체제작방법

가. 상부시편제작(건조및습윤바탕공통)

<그림5.1>과같이지름180㎜, 높이 130㎜되는

원형몰드에100㎜원판이달리고높이가150㎜인

T자형원형봉을몰드최하단에서50㎜의높이위

에고정시키고모르터를타설. 시험판과연결시킬

수있도록파이프내부에나사탭이있어야함.

나. 건조바탕하부시편제작

<그림5.2>와같이지름 180㎜, 높이 130㎜ 되

는원형몰드에지름 40㎜, 높이130㎜되는원형

파이프를고정시키고모르터를타설.

<그림 5.1> 거동시험 상부 시편 (평면, A~A、단면)

<그림 5.2> 거동 시험 하부 시편 (평면, A~A、단면)

기술정보


다. 습윤바탕하부시편제작

<그림5.3>과같이물을지속적으로공급하기위

한수단으로서시험체삽입되는원형파이프에부

직포를두께30㎜로감싼후에하부시편을타설.

타설후하부시편내부에존재하는부직포위치

에구멍을뚫어물의유입공2개를설치한후48시

간동안수중에침적시켜부직포및시편을포화상

태가되도록한후뚫린구멍을초속경모르터로막

고계속수중에침적시킴. 방수시공을할때는수

중에잠겨있는시편을바로꺼내어표면에존재하

는물기만제거하고<그림5.4>와같이시공.

라. 거동시험체제작

<그림 5.1>, <그림 5.2>의시험체를탈형한후에

레이턴스를제거하지않고건조기에48시간80℃

에서완전건조후에<그림5.4>와같이상하부시

편을포개어놓고시편의최상하부의50㎜에이격

을준나머지부분에방수시공.

<그림 5.3> 거동 시험 하부 시편 (평면, A~A、단면)

<그림 5.4> 거동 시험체



마. 시험판제작

시험판은아래의<사진5.3>과같이시험체와체

결되는 부분(ⓐ - 시험체 고정 볼트)과 상하 반복

거동을줄수있는UTM 시험기기와체결되는부

위(ⓑ- 시험판고정볼트)로나눌수있으며, 시험

중거동시험체에서누수가발생되면(ⓒ- 누수확

인밸브)을통해서 <그림 4.3.5>와같이누수를확

인.

5.3.3 습윤면부착안정성

1) 습윤면 부착 안정성 평가는 접착강도 시험체

제작시기건바탕과습윤바탕에방수재를시공하며,

다음과같이전처리종류별부착안정성을평가.

2) 시험체제작방법

300×300×50㎜의 콘크리트 판(400㎏f/

㎠)을제작하여물에침수후방수재를도포및접

착시키기전에물에서꺼내어콘크리트판의물기를

헝겊등으로제거하고방수재를제조자가지정하는

방법에따라도포및접착시킨후7일동안기건양

생후시험체로사용. 기건바탕에제작하는시험체

는물에침적시키지않은시험체를사용하여제작.

3) 시험방법

무처리및전처리과정이끝난시험체는현장부

착력시험기로KS F 9001에따라시험.

4) 전처리종류

·무처리 : 아래와 같은 전처리를 거치지 않은

습윤바탕및기건바탕에제작한시험체

·동결융해처리: KS F 2456에B방법에따

라 200cycle시험

·건조·침수처리: 상온기건상태에서방수재

를24시간방치후아래의조건으로50cycle

반복시험

<시험방법>

60±2℃ 에서 1시간 건조 ⇒ 20±2℃ 에서

물에서3시간침수(50cycle)

·냉온·반복(50회) 처리: 상온기건상태에서

<사진 5.3> 시험판 모형 <그림 5.5> 거동 시험에 의한 누수 경로도

<사진 5.4 > 현장 부착력 시험기

기술정보


방수재를24시간방치후항온기에서아래의조

건으로50cycle반복시험

<시험조건>

20℃에서 60℃로 올리는데 1시간 30분, 60

℃에서2시간방치

60℃에서-20℃로내리는데1시간30분,

-20℃에서2시간방치

20℃에서20℃로올리는데1시간30분

장기침수: 20±3℃의물에30일동안침수

후상온에서건조.

5.3.4. 수 성(투수성 시험 방법 : KS F

4919 준용)

투수성시험은지름 15cm 높이 30cm의원통

형콘크리트를제작하여양생시킨후높이4cm로

절단하여접착강도시험체와동일하게물에침적

시키고, 방수재시공전에물에서꺼내물기를제거

한습윤바탕의한쪽면에제조자가지정하는방법

에따라방수재를시공하여 7일동안기건양생한

후전처리에들어가며, 전처리가끝난시험체는24

시간동안 상온 기건 상태에서 정치시킨 후 KS F

4919에서규정한투수시험기및시험방법을적

용하여시험(3㎏f/㎠ 압력, 3시간가압).

1) 염수처리후투수성시험

①건조·염수침수

상온기건상태에서방수재를24시간방치후아

래의조건으로50Cycle 반복시험후투수성시험

<시험조건>

60±2℃에서 1시간 건조 온도 20±2℃의

3%염수에서3시간침수(50cycle)

②장기염수침지

온도20±3℃의3% 염수에서30일동안침수

후상온에서24시간건조후투수성시험.

2) 현장수처리후투수성시험

①건조·현장수침수

상온 기건 상태에서 방수재를 24시간 방치 후

아래의조건으로50cycle반복 후투수성시험

<시험방법>

60±2℃에서1시간건조현장수에서3시간침

<사진 5.5 > 투수성 시험



수(50cycle)

②장기현장수침지

현장수에서 30일동안침수후상온에서24시

간건조후투수성시험.

3) 개펄처리후투수성시험

①건조·개펄침수

상온 기건 상태에서 방수재를 24시간 방치 후

아래의조건으로50cycle 반복시험후투수

성시험

<시험조건>

60±2℃에서 1시간건조 개펄에서 3시간 침수

(50cycle)

2) 장기개펄침지

개펄에서30일동안침수후상온에서24시간

건조후투수성시험.

5.3.5 온도의존성

온도의존성은동결융해와냉·온반복시험후

접합 강도 및 투수성 시험 기타 접합 강도 시험을

통하여평가. 접착강도, 접합강도및투수성시험

체 제작방법과 시험방법은“습윤면 부착 안정성”

및“수 성”의접착강도와투수성시험의제작방

법및시험방법과동일.

1) 동결융해후접착강도, 접합강도및투수성

시험

동결융해는 KS F 2456의 B방법에 따라

200cycle 시험후24시간동안상온기건상태에

놓아둔후접착강도, 접합강도및투수성시험을행

함

2) 냉·온 반복 시험 후 접착강도, 접합강도 및

투수성시험

상온기건상태에서방수재를24시간방치후항

온기에서아래의조건으로50cycle 반복시험후

다시 상온 기건 상태에서 24시간 동안 정치시킨

후접착강도, 접합강도및투수성시험을시행.

<시험조건>

20℃에서60℃로올리는데1시간30분, 60

℃에서2시간방치

60℃에서-20℃로내리는데1시간30분,

-20℃에서2시간방치

20℃에서20℃로올리는데1시간30분.

3) 접합강도시험


제조자가제작한시험체를KS F 4917(A종)을

준용하여시험방법에맞게시험편을만들고, 아래

와같은전처리시행.

②전처리종류

- 무처리: 아래와같은전처리를거치지않은시

험체

- 건조·침수처리 : 상온 기건 상태에서 방수재

를24시간방치후아래의조건으로50cycle

반복시험

<시험조건>

60±2℃에서 1시간건조⇒ 20±2℃에서물

에서3시간침수(50cycle)

- 장기침수 : 20±3℃의물에30일동안침수

후상온에서건조.

③시험방법및시험기

전처리가 끝난 시험체를 24시간 상온 기건상태

에서정치시킨후KS F 4917에규정된방법및

기술정보


시험기로시험.

5.3.6 내균열성

구조물의 거동에 따라 내피로시험, Crack

bridging 시험, 내균열성시험을통해평가하며,

우리나라의 사계절 특성상, 상온(20±2℃), 고온

(60±2℃), 저온(-20±2℃)에서 각각 실험하여

내균열성을평가

1) 내피로시험(KS F 4917방법준용)

KS F 4917을 준용하여 시험하며, 온도 조건

및반복회수는저온(-20±2℃), 상온(20±2℃),

고온(60±2℃)에서2000회반복시험후절단유

무를판정

2) Crack Bridging 시험(ASTM C 836준

용)

저온(-20±2℃), 상온(20±2℃), 고온(60±

2℃)에서 1.6㎜/h의 속도로 인장과 압축을

25cycle 반복시키고, 완료후시험기에서시험체

를제거하여도막의크랙발생과부착상태또는다

른모든손상여부를관찰

3) 내균열성시험(KS F 4931, 4932 준용)

휨강도용모르타르시험체에방수재를시공하고7

일동안기건양생이끝난시험체를온도20±2℃및

-20±2℃, 60±2℃ 에서 2시간 이상 정치

후온도20±2℃ 및-20±2℃, 60±2℃의항

온조내에서시료가부착된면이밑으로오도록하여

지점간 거리를 100㎜로 하여 휨강도 시험과 같이

설치하여, 하중속도를 1㎜/min을 가하여 바탕체

파단시방수재의파단유무및균열유무를관찰

<사진 5.6> 접합 강도 시험

<사진 5.8> 크랙브리징 시험

<사진 5.7> 내피로 시험



5.3.7 내구성

1) 골재패임내구성시험

골재 패임 내구성 시험 용기에 13mm 골재를

1/2정도채운후

- 일정하중(10kgf/㎠)을30분가압한후투수

성(3kgf/㎠, 3시간)시험

- 3분간하중(5kgf/㎠)을가압하고3분동안풀

어주고를50회반복후투수성 (3kgf/㎠, 3

시간) 시험

골재패임내구성용기: 150×150×250㎜

사각철제통

투수성시험기 : KS F 4919에서규정한투

수시험기

2) 내충격성(KS F 2221 모래판전면지지방법

준용)


지름15cm높이30cm의콘크리트를제작하여

양생시킨후높이4cm로절단한후습윤바탕의한

쪽면에방수재를시공한후7일동안기건양생

②시험방법

구형추W2-1000을 낙하높이50cm, 1m,

1.5m, 2.0m, 2.5m에서시험편에자유낙하후

방수재의파손여부를관찰하고그시험체로투수성

(3kgf/㎠, 3시간)시험을시행.

<사진 5.10> 골재패임 내구성 시험 <사진 5.11> 내충격성시험

<사진 5.9> 내균열성 시험

기술정보


5.3.8 시공기술평가

평가대상방수재및방수공법의바탕처리방법,

용제계재료의사용유무, 공정수, 양생기간등시

공의 용이성 및 안전성, 방수층 품질 관리의 용이

성, 자재의운반, 취급등현장시공실태를종합적

으로분석한다.

5.3.9 생산기술평가

국내의생산및해외수입재료를대상으로자체

적생산기술과공장품질관리능력을갖추고있는

지, 국가공인기술인지의유무를평가한다.

5.4 적용 가능한 방수재료의 품질관리 기준및적용범위

5.4.1 외면 방수재에 대한 이해 및 선정의 방

향

지하구조물외면방수공법및재료는구조물이

처한환경조건및요구성능에근거하여성능기준

및 평가 방법을 마련하고, 이에 따라 각각의 재료

및공법에대한시험및평가한결과를토대로선정

함을원칙으로한다.

5.4.2 본지하구조물에요구되는외면방수재

의필요성능

외면방수에적용되는방수재료는염해저항성

능, 거동및진동대응성능, 수중및습윤부착성

능등을반드시갖추어야하며, 동시에방수재료로

서의일반적인성능을지녀야한다.

(가) 지하수의 화학적 성분(염분 및 황산염 농도

등)에따른화학적침식이없는방수재료이

어야한다.

(나) 대형 구조체의 거동(균열 발생, 부등침하

5.0mm 전후)에방수층이파단되지않는유

연성을갖는방수재료이어야한다.

(다) 습윤(수중) 함유상태의콘크리트구조체표

면에서 부착(자착 : Self -adhesive

performance)이 가능한 성능을 지닌 재

료이어야한다.

(라) 기타 방수재의 일반적 성능 조건 등을 확보

하여야한다.

5.4.3 적용가능한방수재료의품질관리기

준(선정시험)

염해환경하의지하구조물의적용가능한방수

공법으로선정한방수기술에대한성능평가의통

과기준은 5.2.2.의5)항의성능항목별평가지표

를참고하여작성한<표5.6>과같다.

6. 염해환경하의적정방수공법

6.1 적정방수공법선정개요

본검토에서시행한시험방법및평가기준에의

거 인천국제공항 2단계 지하 구조물에 적용할 수

있는공법으로는크게복합계, 시트계, 도막계로나

누어진다.

특히인천국제공항은연약지반에따른부등침하

의 거동 대응성, 염해 환경에 따른 염해 저항성이

강조되는현장조건이므로이를충족시키면서시공

성이용이한방수공법을검토하 다<표6.1>.



<표 5.6> 적용 가능한 방수공법 및 재료의 시험 및 성능 평가 기준(선정시험조건)

시험항목 평가 항목 평가 내용 평가 지표 점수

1염수및황산염침적안정성

·각 재료별(방수층)로 3주간 현장수 침적 후 방수층의 안정성(탈락, 들뜸, 박리유무)을평가한다(시험방법참조).

들뜸, 박리, 탈락등 방수층성능저하 현상이 없을것

10

2 구조물거동대응성·각재료별로5개의시험체를대상으로상하혹은좌우5㎜이상거동시험후누수현상의발생유무를평가한다(시험방법참조).

4개 이상의 시험체에서 누수가 없을것

10

3 습윤면부착안정성·각 재료별 콘크리트 표면의 습윤(함습도 8%이상 20% 이하상태) 지속 상태에서의 방수층을 부착한 후 3주간 수중 상태에침적한후부착상태를평가한다(시험방법참조).

들뜸, 박리, 탈락 등 방수층 성능저하현상이없을것

5

4 수 성·각재료별각종성능평가후3kgf/㎠수 성을평가한다(KS규격시험에따름).

투수되지않을것 5

5 온도의존성·각 재료별 온도(60℃ 고온 및 -20℃ 저온)의 변화에 따라 인장성능을평가한다(KS 규격시험에따름).

KS 규격에적합할것 5

6 내균열성·각 재료별(방수층)온도(60℃ 고온 및 -20℃ 저온)의 변화에따라내균열성을평가한다.(KS 규격시험에따름)


7 내구성·각 재료별 40일간 내구성(내화학성, 열 및 온도 저항성, 내후성등)을평가한다(KS 규격시험에따름).


8

시공용이성및시공품질안정성

시공기술의단순성

·방수층의공정수(적층수및기타연결부처리등)에따른시공의용이성및신속성을평가한다.

1-3회 5

54회 3

5회이상 1

바탕처리의단순성

·바탕 콘크리트의 레이턴스, 곰보·핀홀처리 조건의 단순성을평가한다.

바탕처리없움 5

5바탕처리간단(물청소정도) 3

바탕처리복잡(곰보·핀홀처리, 바탕조정제바름)

1

바탕형상의추종성

·코너부 및 굴곡부 등에서의 시공성을 평가한다. 방수층간의다층(2겹 이상) 겹침부 및 겹침 하부 등에서의 부착 안정성 및틈새발생여부등을평가한다.

도막형 5

5복합형 3

시트형 1

두께균질성

·방수층형성과정에서의두께성형의균질성을평가한다.

시트형 5

5복합형 3

도막형 1

노무·환경안정성

·작업과정에서용제등을사용하는지의유무를평가한다.무용제계사용 5

5유기용제사용 3

양생관리 ·방수시공후의방수층안전관리소요기간

1일 5

52일 3

3일이상 1

9생산및유지관리기술성

생산기술및적용성

·자체 생산 기술과 공장 품질관리 능력과 구조물이 요구하는성능에적합한우수한시공성및 품질안정성확보유무를평가한다.

제품생산공장우수 5

15건설신기술및특허보유 5

국내·외적용실적 5

시방서및유지관리

·방수기술의현장품질확보를위한시공기술지침의작성·준비정도와시공후누수보수대책기술의수립유무를평가한다.

시방서우수성 35

누수보수대책 2

총 계 100

기술정보


<표 6.1> 적정 방수공법 계열별 선정

<표 6.2> 염해 환경하의 지하 구조물 외면 방수 방수공법

6.2 지하구조물외면방수공법

시험평가결과염해환경하의지하구조물에적

합한외면방수는<표6.2>와같이검토되었다.

구 분 공 법 명 주 방 수 재 료

복 합 계도막재와 시트재의 복합 방수공법 점착유연형 도막 방수재+아스팔트시트 등

특수 금속시트를 이용한 복합공법 특수 경질시트, 방식 특수 시트, 조인트 보강재

시 트 계자착식 고무 아스팔트시트 방수공법 자착력을 보유한 고무 아스팔트시트

미가황 고무시트 방수공법 상온 가황형 고무시트(미가황 고무 시트)

도 막 계 초속경 뿜칠형 도막 방수공법 초속경 폴리우레아 수지

구 분 CASE 1 CASE 2 CASE 3

공법명점착유연형 도막재 + 개량아스팔트 시트재 복합 방수

자착식 역방수용 합성고분자계 시트 방수

자착식 미가황계 고무화아스팔트 시트 방수

미가황 고무시트 방수(자연가황형 고무시트)

방 수구성층

1.구체con'c2.접착 유연형 도막재3.개량 시트4.보호층(PE폼 등)

1.버림 con'c 2.역방수용 시트방수재3.콘크리트 타설

1. con'c(레이턴스제거) 2.전용 프라이머 도포3.자착식 방수시트4.보호층(PE폼 등)

1.con'c(레이턴스 제거) 2.전용프라이머도포(접착제)3.미가황 고무시트4.모르터 보호층

공법 및재료적특 성

·시공 용이 ·레이턴스미제거(간단한 수세척)

·점팽창도막재의자착력우수·습윤면 부착성 양호·파손부 자가 치유성 보유·거동및진동대응성우수

·방수 공법의 단순성(방수 시트 위 콘크리트 타설)

·바닥 시공 용이·수분 점착성 양호

·시공 용이성·HDPE 필름 시트와아스팔트2중방수효과

·자착력 우수

·미가황 고무시트의연질성, 인장력 우수

·접착제에 의한 시트간 연결부 일체성 확보

·시공 정 도 요구

적 용부 위

외벽, 바닥, 상부 슬래브,E/J조인트 등

바닥 외벽·상부 슬래브 외벽·상부 슬래브

필수관리사항

·점착형 도막재(점착 유연형 실링재) 점도 관리

·방수층 관통부(기초file 등)에 대한 보강방안

·콘크리트 누름 압력·이어치기 연결부 표면관리

·시트간 단차 부위 및 들어간 모서리 등의 정시공(SEAL처리) 요망

·시공시 구조물 표면 온도 관리(5℃ 이하 시공주위)

·접착제의 용제 기화에 따른바탕 부착 계면 분리 방지

·가황과정 양생 주의·접합부 정 시공 요망·시공시 구조물 표면 온도관리(5℃ 이하 시공 주위)

·모르터 보호층 시공 주위

경제성(원/㎡)

상부 슬래브및 벽체

하부 바닥 하부 바닥(역방수) 상부 슬래브, 벽체상 부슬래브

벽 체

우 수 우 수 양 호 우 수 보통 보통



7. 맺음말

7.1 적용가능한방수공법의범위

인천국제공항2단계건설공항시설공사지하구

조물에적용되는외면방수공법및방수재는구조

물의환경(거동및진동, 염해등)에요구되는성능,

바탕조건, 누수등시공개소의조건이나시공성을

고려하여검토하 다. 또한방수공법및재료는각

각의 구조물(대형 구조물, 중형 구조물, 소형 구조

물등)에요구되는성능과이에적합한시험및평

가방법을통하여공법적특성에맞도록구별하여

적용하도록하 다.

7.2 각구조물별방수공법의적용기준설정

1) 우선각방수재료별KS 기준에의거한시험규

격은반드시준수하여야한다.

2) 방수 재료는 각 구조물(IAT/BHS, 공동구,

지하차도등) 별로선정된방수재의시방기준을작

성하 다. 또한IAT와같은대형구조물의경우는

본검토에서제시한대형구조물의환경조건에적

합한 IAT 차량통행에따른거동에충분한대응성

을갖고, 염해환경하의장기적방수성능을보유하

며구조물내부사용환경에충분한방수기능을유

지할 수 있는 공법이 선정될 수 있도록 시험 평가

기준을작성하 다.

이에따른방수성능평가항목전체를대상으로

시험한방수재선정기준은<표5.6>의시험및성

능평가기준80점이상(단, 방수성능의치명적결

함조건인구조물거동대응성평가는반드시합격

하는공법일것)의방수재료및공법( 시트계, 복합

계)을대상으로기준을작성하 다. 기타지하차도

및제빙저장탱크와유수분리시설등비교적요구

성능이작은구조물의경우70점이상의평가를받

은방수공법및재료를선정토록하 다.

▣참고문헌▣

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