1. 일반사항

1.1 적용범위

(1) 이 장은 육상이나 해상의 공기 중에서 시공하는 해양콘크리트 구조물의 일반적인 표준을 규정하는 것이다.

해양콘크리트 구조물에는 해상도시, 해상비행장, 해상발전소, 해저저유탱크, 해저거주기지, 선박정박시설, 도크, 해저터널, 해중교각, 방파제, 계선안 및 해안제방 등이 있다.

(2) 해양콘크리트 구조물의 시공을 수중콘크리트로 시공할 경우 이 장의 규정 외에 제13장 수중콘크리트 또는 제14장 프리팩트콘크리트의 규정을 따른다.

1.2 일반사항

(1) 해양콘크리트구조물은 염해를 받기 쉬운 환경이기 때문에 콘크리트의 열화 및 강재의 부식에 의해 그 기능이 손상되지 않도록 해야 한다. 강재의 방식은 덮개를 크게 하는 것, 균열폭을 적게 하는 것, 적절한 재료와 시공방법을 사용하는 것 등에 의해 충분히 달성될 수 있다.

(2) 해양콘크리트 구조물 시공시에는 조풍, 파랑, 조류 등의 영향 및 선박의 항행이나 주변의 어장에 미치는 영향, 야간이나 악천후 때에 항행 선박으로부터 받는 장애 등을 미리 검토하여 충분한 대책을 세워야 한다. 한편 프리캐스트콘크리트부재를 사용할 경우 그 설치에 대해서는 이 장의 3.3에 따라야 한다.

(3) 해양콘크리트 구조물 시공시에는 해수의 오탁을 일으키지 않는 공법을 적용하여 해양오염, 생태계의 영향 등이 미치지 않도록 환경보전에 주의해야 한다.

2. 재료

2.1 재료

(1) 시멘트는 해수의 작용에 대하여 특히 내구적이어야 하므로 고로슬래그시멘트, 플라이애시시멘트 등 혼합시멘트계가 좋다. 이들 혼합계시멘트는 내해수성 이외에도 장기재령의 강도가 크고, 수화열이 적은 이점이 있어 해양콘크리트에 적합하지만 초기강도가 작은 결점이 있어 초기 습윤양생에 주의해야 한다.

(2) 해양콘크리트에는 시멘트콘크리트 이외 시멘트와 폴리머를 사용한 폴리머시멘트 콘크리트와 결합재를 폴리머만 사용한 수지콘크리트(resin concrete) 또는 시멘트콘크리트의 공극 속에 합성수지를 함침시킨 폴리머함침 콘크리트(polymerimpregnated concrete)등이 사용된다.

(3) 골재는 청정, 강경, 내구적이고 적당한 입도를 가지며 먼지, 흙, 유기불순물, 염분 및 얇은 석편 등을 함유해서는 안된다. 특히 부서지기 쉬운 것, 결이 있는 것, 강도가 낮은 것, 흡수량이 큰 것 및 팽윤성이 있는 것 등은 내구성이 좋지 않은 골재이므로 적당하지 않다. 해수는 알칼리골재반응의 반응성을 촉진하는 경우가 있으므로 충분한 검토를 해야 한다.

(4) 해양콘크리트에 사용하는 고로슬래그 굵은골재는 품질을 믿을 수 있는 양호한 것을 사용해야 하며, 경량골재의 품질은 제6장 2.1의 규정을 만족시키는 것이어야 하며 내마모성 및 내동해성에 대해서도 충분한 검토를 해야 한다.

(5) 강재는 KS 규격에 적합한 것이어야 한다. 특히 해양환경에서는 강재가 염화물의 작용을 받아 부식되고 동시에 반복응력을 받는 강재는 피로강도가 현저하게 저하되므로 PC강재와 같은 고장력강에서 작용응력이 인장강도의 60%를 넘을 때에는 응력부식(stress corrosion) 및 강재의 부식피로에 대하여 검토해야 한다.

(6) 혼화재료 중 고로슬래그미분말이나 플라이애시를 적당량 시멘트와 치환함으로써 수밀하고 해수의 화학작용에 대한 내구성이 큰 콘크리트를 만들 수 있으나, 이들 혼화재의 사용효과는 혼화재의 종류, 분말도 및 혼합률에 따른 크게 상이하므로 사용시에는 실험 등을 거쳐 품질을 확인한 후 사용방법을 정해야 한다.

(7) 양질의 AE제, 감수제, AE감수제, 고성능감수제 또는 고성능AE감수제를 사용하여 콘크리트의 워커빌리티를 개선하고, 블리딩 및 재료분리가 적고, 내구성 및 수밀성이 크며, 균등질의 콘크리트가 얻어지도록 해야 한다.

2.2 물-시멘트비

(1) 해양콘크리트 구조물에서는 내구성으로부터 정하여지는 물-시멘트비의 최대값은 표 15.1의 값을 표준으로 한다.

(2) AE콘크리트로 된 무근콘크리트 구조물의 내구성을 고려한 최대 물-시멘트비는 표 15.1의 값에 10% 정도 더한 값으로 해도 좋다.

(3) 육상구조물이라도 조풍의 작용을 심하게 받는 경우, 표 15.1의 해상대기중에 상당하는 물-시멘트비를 적용해야 한다. 또한 해수 또는 조수간만의 영향을 받으며 콘크리트를 쳐야 하는 시공조건이 나쁜 현장시공의 경우 최대 물-시멘트비의 값은 표 15.1의 값보다 5% 정도 작게 해도 좋다.

표 15.1 내구성으로 정하여진 AE콘크리트의 최대 물-시멘트(%)

주 ) 실적, 연구성과 등에 의하여 확증이 있을 때는 물-시멘트비를 위 값에 5∼10% 정도 더한 값으로 할 수 있다.

* 해상 대기중이란 물보라의 위쪽에서 조풍을 받으며 파도의 물보라를 가끔 받는 열약한 환경이다.

** 물보라 직역은 평균 간조면에서 (평균간조면 + 파고)의 범위에 있으므로 조석의 간만, 파랑의 물보라에 의한 건습의 반복작용을 받는 내구성 면에서 가장 열악한 환경이기 때문에 콘크리트 속의 강재부식, 동해, 화학적 침식 등의 손상을 받을 가능성이 크다.

2.3 단위시멘트량

(1) 단위시멘트량을 크게 하면 균등질이고 밀실한 콘크리트가 되므로 해수 중의 각종 염류의 화학적 침식, 콘크리트 속의 강재의 부식 등에 대한 저항성이 커지므로 단위시멘트량은 구조물의 규모, 중요성 및 환경조건 등을 고려하여 소요의 내구성이 얻어지도록 정해야 한다.

(2) 해양철근콘크리트 및 프리스트레스트 콘크리트 구조물에서 내구성으로 정해지는 단위시멘트량은 표 15.2의 값 이상으로 하는 것이 좋다. 그러나 단위시멘트량이 너무 많으면 얇은 단면과 두꺼운 단면에서는 각각 건조수축과 수화열에 의한 온도응력으로 인하여 콘크리트의 균열발생 가능성이 커지므로 주의해야 한다.

표 15.2 내구성으로 정해지는 단위시멘트량 (kg/㎥)

2.4 공기량

(1) 해양콘크리트 구조물에 쓰이는 AE콘크리트의 공기량은 표 15.3의 값을 표준으로 한다.

(2) 해양콘크리트는 해수중의 염화물의 작용을 받아 내동해성이 감소되므로 물보라가 생기는 지역 또는 해상 대기중에서도 눈이 녹은 물의 영향을 가끔 받는 부재에서는 굳지않은 콘크리트의 공기량은 표 15.3(a)의 값을 표준으로 한다.

표 15.3 콘크리트 공기량의 표준값 (%)

* 동결융해작용을 받을 염려가 없는 경우란 항상 해중에 있는 구조물로서 기온이 0℃ 이하 되는 일이 거의 없는 경우를 말한다.

3. 시공

3.1 콘크리트의 시공

(1) 해양구조물에서는 시공이 불충분하거나 불량한 곳으로부터 구조물의 열화가 쉽게 진행되므로 균일한 콘크리트를 얻을 수 있도록 치기, 다지기, 양생 등에 특히 주의하여 시공해야 한다.

(2) 해양구조물에서는 시공이음부를 둘 경우 성능 저하가 생기기 쉬우므로 될 수 있는 대로 피해야 한다. 특히 최고조위로부터 위로 60cm, 최저조위로부터 아래로 60cm 사이의 감조부분에는 시공이음이 생기지 않도록 시공계획을 세워야 한다.

(3) 간만의 차가 너무 커서 콘크리트를 1회 쳐올리는 높이가 매우 높은 경우나 기타 부득이한 사정으로 시공이음을 피할 수 없는 경우에는 제2장 이음의 규정에 따르며 내구성에서 결점이 되지 않도록 충분한 조치를 강구해야 한다.

(4) 콘크리트가 충분히 경화되기 전에 해수에 씻기면 모르터 부분이 유실되는 등 피해를 받을 우려가 있으므로 직접 해수에 닿지 않도록 보호해야 한다.

이 기간은 보통포틀랜드시멘트를 사용할 경우 대개 5일간이며, 고로슬래그시멘트 등 혼합시멘트를 사용할 경우에는 이 기간을 소정의 강도 및 수밀성이 얻어질때까지 연장해야 한다.

(5) 강재와 거푸집판과의 간격은 소정의 덮개를 확보하도록 조치를 취해야 한다.

간격재의 설치 수는 기초, 기둥, 벽 및 난간 등에는 2개/㎡ 이상, 보, 주거더 및 슬래브 등에는 4개/㎡ 이상을 표준으로 한다.

3.2 콘크리트 표면의 보호

모래입자를 포함하고 있는 유수, 모래와 자갈을 포함한 파랑작용, 선박의 충격 등의 심한 영향을 받는 구조물에서는 고무방충재, 목재, 양질의 석재, 강재 및 고분자재료 등 적당한 재료로 콘크리트 표면을 보호하거나 철근의 덮개 또는 단면을 증가시켜야 한다.

3.3 프리캐스트콘크리트 부재 설치

(1) 프리캐스트콘크리트 부재의 설계 및 시공시 부재를 소정의 위치에 설치하기 위하여 운반 내지 예항할 때는 기상조건, 해상조건 및 해상교통의 상황 등을 사전에 조사하여 시공기계에 여유를 두어 안전한 시공이 되도록 해야 한다.

(2) 운반 내지 예항시 작용하는 하중에 대해 프리캐스트 부재가 안전하고 손상을 받지 않도록 이들 하중을 설계조건에 고려해야 하며, 긴급한 상황하에서 대피방법과 대피장소에 대해서도 미리 고려하는 것이 시공의 안정성을 위해 필요하다.

(3) 프리캐스트 부재를 설치할 장소의 지반은 소요의 내하력을 가지며 평탄해야 하므로 이를 위하여 미리 토사치환에 의한 지반개량, 사석 고르기, 수중콘크리트 시공 등을 실시하며, 또한 능력이 충분한 시공기계, 잠수부 등을 확보하여 소요의 정밀도를 얻을 수 있도록 해야 한다.

(4) 해상공사에서 프리캐스트콘크리트 부재를 연결하는 방법은 육상공사에 비해 어렵고 연결부는 약점이 되기 쉬우므로 가능한 한 해상에서의 연결작업을 줄일 수 있도록 구조물 형식을 택하거나 충분한 내수성, 내염성을 가진 접합방법을 사용해야 한다.