[건축시공 정리] 철근콘크리트 공사 (2) 거푸집공사

 

그렇게 철근공사, 철근을 반입해서 가공하고 철근배근도에 따라 잘 설치하고 나면 이제 콘크리트를 부어야한다. 콘크리트가 일정하게 지어지기 위해서 거푸집 공사를 할 차례이다(항상 철근공사 이후에 거푸집 공사를 하는 것은 아님). 거푸집 공사는 전체 건설 공사비의 10%이상을 차지하며 골조 공사 공정에서 30% 이상을 차지하는 중요한 공사이다.

 

요즘엔 효율성을 위해서 거푸집을 대형화하고 시스템화하고 있으며 알루미늄 거푸집 등을 통해 전용반복 횟수를 늘리고 부재의 경량화를 추구하고 있다.

 

■ 거푸집 공사

 

1. 거푸집 일반 사항

 

거푸집은 콘크리트가 굳을 때까지 형태를 치수를 유지해주는 틀이라고 생각하면 된다. 그래서 콘크리트가 잘 굳어질 수 있도록 안전하고 수밀한 거푸집이 필요하며 다양한 종류의 거푸집이 있다. 이러한 거푸집은 건물의 형태에 맞춰서 설치하게 되는데 이때 특이한 점은 보나 바닥의 경우 치켜올림을 하는 것이다. 치켜올림, 솟음(Camber)란 보나 바닥은 쳐짐이 발생하니까 시공할 때 중앙부를 1/300~1/500 정도 올려서 시공하는 것이다.

 

출처 : 건설플래너

 

공사순서는 기초, 기둥, 내벽, 큰보, 작은보, 바닥, 외벽 순으로 거푸집을 설치한다.

 

그리고 거푸집을 구성하는 다양한 재료들이 있는데,

1) 격리재 = Separater : 말 그대로 거푸집을 서로 격리해주는 재료로 간격을 유지해주어 원하는 두께 확보

2) 긴장재(긴결재) = Form Tie : 'Tie' 묶어주는 역할로 거푸집에 콘크리트를 부으면 측압으로 벌어지는 것을 방지

 

 

위의 두 재료는 거푸집의 형태를 잡아주는 역할을 해준다

 

3) 간격재 = Spacer : 이 재료는 거푸집과 거푸집의 간격을 유지해준다 (아래 사진의 빨간색으로 거푸집과의 거리 확보)

출처 : 철근지식저장소

 

4) 박리제 : 거푸집에 콘크리트를 부으면 둘이 붙어서 잘 안 때질 수도 있으니까 미리 중유, 석유 등을 바름

 

그리고 추가적으로  동바리(서포트), 버팀대 등으로 거푸집 설치를 하는 재료가 있다.

출처 : 한국안전기술연합

 

2. 거푸집 측압

 

이렇게 거푸집과 거푸집의 부수재료로 거푸집을 설치하고 나면 콘크리트를 붓게 된다. 엄청난 양의 콘크리트를 타설하기 때문에 거푸집에 힘이 가해지는데 이때 거푸집의 하중과 측압을 고려해야한다. 우선 상식적으로 생각할 수 있는 부분에서 타설 속도가 빠르고, 높은 곳에서 타설되고, 다짐을 많이 할수록 측압이 크다.

 

뭔가, 콘크리트의 수화작용이 빨리 일어나는 조건이다 = 측압이 작아진다

콘크리트가 잘 굳지 않을 것 같은 조건 or 무거워지는 조건 = 측압이 커진다

 

1) 묽은 콘크리트일수록 유동성, 물, 응결시간이 느리기 때문에 측압이 크다

2) 온도 및 습도가 높으면 수화반응이 빠르게 일어나기 때문에 측압이 작아진다

* 콘크리트는 시멘트와 물이 반응하며 경화가 일어나는데 이것을 수화작용이라고 한다. 근데 이때 온도가 높고 습도(물과 반응하는 거니까)가 높을수록 반응이 더 빨리 일어난다.

3) 거푸집의 영향도 받는데 거푸집이 단단할 수록 측압이 크고, 투수성이 클수록 측압이 작다

4) 철근, 철골량이 많으면 부착력이 증대되면서 측압이 작아진다

 

다만 공기량, 철근 종류, 시멘트의 수화열 등은 측압과 별로 상관이 없다

 

이렇듯 거푸집에서 측압은 중요한 요소로 고려되어야하며, 측압이 최대가 되는 지점이 콘크리트 헤드인데 거푸집의 강성이 이보다 크도록 확보해야한다.

출처 : 청년의 내집마련의 꿈

 

수직재(기둥, 벽, 보옆)에서는 콘크리트 중량, 측압을 고려해야하며, 수평재(보, 슬라브)에서는 콘크리트 중략, 작업하중, 충격하중을 고려해야한다.

 

3. 거푸집 존치기간

 

그렇게 거푸집을 안전하게 설치하고 이제 콘크리트가 들어갈만하다 싶으면 부어넣기 시작하고 이후에 콘크리트 양생과 함께 거푸집을 냅둔다. 그렇다면 거푸집은 언제 해제할까? 그 기간을 존치기간이라고 하며 콘크리트의 압축강도에 따라 달라진다.

1) 기초, 보, 기둥, 벽 등의 측면의 경우에는 압축강도 5MPa 이상이면 거푸집널을 해체해도 된다.

참고로 일반적으로 콘크리트는 28일을 기준으로 설계강도를 산정하며, 일반적으로 15~30MPa로 한다.

2) 슬래브, 보 밑면, 아치 내면의 경우에는 단층구조 = 14Mpa / 다층구조 설계기준압축강도 이상이지만 필러 동바리 구조일 경우에는 14MPa 이상으로 한다.

 

거푸집 해체 ❘ 출처 : 판타웍스

 

해체하고 나면 위의 사진과 같이 콘크리트 구조체가 완성된다

 

하지만, 이렇게 압축강도를 시험하고 싶지 않다면, 시멘트의 종류와 기온에 따라 일수로도 해체해도 된다.

조강포틀랜드 시멘트의 경우 20도 이상일 경우 2일, 10~20도 일 경우 3일

보통포틀랜드 시멘트, 고로슬래그시멘트 등 1종은 20도 이상일 경우 4일, 10~20도 일 경우 6일

고로슬래그시멘트, 플라이애쉬시멘트 등 2종은 20도 이상일 경우 5일, 10~20도 일 경우 8일

 

4. 거푸집의 종류

 

우선 거푸집은 재료에 따라 나눌 수 있는데, 나무거푸집, 강재거푸집, 유로 거푸집이 있다.

 

 

 

나무거푸집은 합판, 멍에 등으로 구성되는 재래식 거푸집으로 세부가공이 용이하고 현장에서 제작해서 사용한다. 

 

 

 

 

 

 

 

강재거푸집의 경우에는 철판과 앵글로 패널을 제작하며 타설면이 평활해서 치장용 콘크리트에 사용된다. 또한, 다양한 시스템 거푸집을 만들어 대형화, 일체화할 수 있다. *시스템 거푸집 : 한번에 해체, 이동 조립하는 거푸집

 

 

 

 

 

유로 거푸집은 내수합판과 경량 프레임으로 제작되면 조립해체가 간단하고 별도의 장비없이 조립이 가능하다.

 

 

 

 

이렇게 재료에 따라 다양한 거푸집으로 나눌 수 있다. 그리고 사용 구조에 따라서도

 

1) 벽체전용 시스템 거푸집 : 슬라이딩, 슬립폼, 갱폼

2) 바닥판 거푸집 : 플라잉(테이블)폼, 와플폼, 데크플레이트 폼

3) 바닥 + 벽체 거푸집 : 터널폼, 트레블링폼

 

이 외에도 지주 즉 서포트가 필요없는 무지주 공법(Bow Beam, Pecco Beam) 등이 있다.