[한천구의 콘크리트 세상] 철근 부식이 부르는 건물 붕괴

외기에 노출된 철근콘크리트(RC) 구조 건축물의 기둥 하부는 동해와 중성화, 염해 등의 영향으로 내구성이 저하될 수 있어 지속적인 관리가 필요한 것으로 지적됐다.

콘크리트는 목재처럼 썩지 않는다는 인식 때문에 기둥 하부 관리가 소홀해질 수 있지만, 외기에 면한 기둥은 시간이 지나면서 각종 열화 현상이 누적돼 구조 안전성을 크게 떨어뜨릴 수 있다. 특히 체육관 등 외부 환경에 직접 노출된 건축물의 기둥은 외관상 큰 문제가 없어 보여도 내부 손상이 진행될 수 있어 주의가 필요하다.

기둥 하부 손상의 주요 원인 중 하나는 동해다. 콘크리트 타설 과정에서 재료 분리가 발생하거나 시공 줄눈 부위의 레이턴스 제거가 충분히 이뤄지지 않으면 취약부가 형성될 수 있다. 이후 수분이 침투한 상태에서 겨울철 동결과 융해가 반복되면 표면 박리와 팽창 등 동해 피해가 발생하게 된다.

특히 도로와 인접한 기둥 하부는 겨울철 제설용 염화칼슘에 노출되기 쉽다. 염화물이 콘크리트 내부로 침투하면 동결융해 작용에 의한 동해를 가속화할 뿐 아니라, 대기 중 CO₂에 의해 콘크리트 내 수산화칼슘(Ca(OH)₂)이 탄산칼슘(CaCO₃+H₂O)으로 변하는 중성화 과정에서 철근 부식을 촉진한다. 특히 염화물이 존재할 경우 철근 부식은 더욱 급격히 진행돼 심한 경우 기둥 내부 철근이 부식으로 절단되고 콘크리트만으로 하중을 지탱하는 상태가 될 수 있다. 이때 지진 등 외력이 작용하면 붕괴 위험이 커질 수 있다.

이 같은 문제를 예방하기 위해서는 시공 단계부터 철저한 품질관리가 중요하다. 이어치기 부위의 레이턴스를 제거해 부착 성능을 확보하고, AE 공기량이 확보된 고품질 콘크리트를 사용해야 한다. 또한 콘크리트 타설 시 펌프 선단을 기둥 하부까지 내려 재료 분리를 방지하고 진동 다짐을 철저히 실시해 결함 발생을 최소화해야 한다.

이미 손상이 발생한 경우에는 유압잭 등을 이용해 구조물을 지지한 뒤 열화된 콘크리트를 제거하고 철근 상태를 점검해야 한다. 부식 정도가 경미하면 녹을 제거해 재사용할 수 있지만, 부식이 심한 경우에는 철근을 교체한 뒤 거푸집을 설치하고 콘크리트를 재타설하는 방식으로 보수해야 한다.

아울러 기둥 하부는 구조적으로 취약한 부위인 만큼 보수 과정에서 단면 확대 등 보강 공법을 병행하면 구조 안전성을 더욱 높일 수 있으며, 정기적인 점검과 유지관리가 구조물의 장기적인 안전성 확보에 중요하다는 지적이다.