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대책 개요

외벽에 타일 시공을 한 후, 발생되는 각 종의 하자 중에서도 타일 탈락(脫落)은 건물 미관상의 손실뿐 아니라 지나가는 행인(行人)에게 치명적인 손상을 입힐 수도 있으므로, 이에 대한 각별한 고려가 필요하다. 이와 같은 관점에서 외벽 타일 붙임 면에 대한 정기적인 탈락 가능성에 대한 진단을 하여야 하며, 그 결과에 따라 적절한 대책을 강구하여야 한다.

타일의 탈락 위험에 대한 대응책으로서는 그 정도에 따라 해당 건물에 대한 것과 인적 재해 방지의 측면으로 나누어 생각해야 된다. 진단의 결과, 손상이 현저하고 탈락 위험성이 큰 경우에는 인적재해 방지를 위해, 보수공사에 앞서 우선적인 응급수단을 시행하여야 한다. 이 경우 응급수단으로서는 낙하물 보호망, 낙하물 방호책, Overbridge, 바리케이트 등과 같은 대책이 사용 될 수 있다. 특히 위험하다고 생각되는 부분은 미리 제거하는 것도 필요하다.

고장 (故障) 원인 조사

고장발생 부위 및 보수 순서

(1) 탈락 발생 부위

타일의 탈락 고장의 발생 부위로서 가장 많은 곳은 개구부 둘레, 우각부, 곡면부, 콘크리트의 수평 타설 경계 부분 등이다. 우각부와 곡면부 등에서는 변형 응력이 국부적으로 집중하여 탈락이 생기며, 줄눈 손상 부위로 우수가 침투하였다가 겨울철 동결에 의해 팽창 되는 것도 원인의 하나로 볼 수 있다. 또 철물이 설치된 부분에는 녹의 발생에 따라 체적이 팽창되고, 이 팽창압이 타일을 밀어내므로서 탈락을 초래하는 것도 많다. 콘크리트 타설 경계부에서는 구조체의 변형 또는 개구부 코너의 갈라짐에 의한 줄눈 손상이나 타일의 들뜸이 일어나기도 한다.

(2) 들뜸 및 팽창의 발생 부위

타일의 들뜸 고장은 외관상 판별이 어려울 뿐만 아니라 타일 붙임의 구조 단면상 탈락을 일으키게 하는 주요 원인이 되고 있다. 이러한 들뜸은 타일 뒷면과 붙임 몰탈 사이, 붙임 몰탈과 바탕 몰탈 사이 및 바탕 몰탈과 구조체 사이에서 생기게 된다. 들뜸은 일조에 의한 온도 변화, 강우의 흡수 및 건조의 반복 작용에 의해 각 층의 접착력이 감소되어 생기는 것이다.
팽창은 비교적 큰 개구부가 있는 작은 벽면에서 생기기 쉬운데, 이는 물 흡수에 의한 팽창 또는 일조 등의 온도에 의한 팽창에 의해 타일 붙임층이 늘어나 발생하는 현상이다.

(3) 타일의 균열(龜裂)

타일에 생기는 균열은 바탕 구조체의 변형에 의해서 생기는 것이 대부분이다. 자기질, 석기질 타일에서는 동해에 의한 균열 발생은 거의 없다. 바탕과의 접착력이 매우 크면 타일 자체에 균열이 생기고, 바탕과의 접착력이 비교적 약한 경우는 타일의 들뜸이나 연한 줄눈의 파괴가 일어난다. 타일 흡수율이 10~20% 정도가 되면 동해에 의한 균열이 많이 발생하며, 타일 표면의 일부에 조개 모양의 손상이 생겨 소지가 노출되기도 한다.

(4) 보수 순서

탈락 가능성에 대한 진단의 결과 타일 붙임 벽면에 결함이 있다고 판단된 경우는 그 열화(熱火)상황에 따라서 해당되는 원인을 확실히 파악한 후, 보수 공법을 선정하는 것이 중요하다. 타일 붙임 벽면의 손상 유형과 그에 대한 원인 및 보수 순서의 개요를 나타내면 다음 표 9.1과 같다.
표 9.1에서 만약 균열이 생긴 경우라면, 그 원인으로서는 바탕 구조체의 움직임, 동해, 기타 기계적인 외력 등이 하나 도는 그 이상 복합되어 나타난 결과라고 볼 수 있다. 만약, 바탕의 거동이 주요한 원인이라면 이에 대한 적절한 보수 대책으로는 신축 줄눈을 설치해주고 필요한 부위에 에폭시 등을 주입한 후, 균열된 타일을 바꾸어 주고 줄눈을 새로 설치하는 순서로 진행하면 된다는 것을 표 9.1은 보여주고 있다.

조사 방법

열화 손상에 대해서 그 종류, 위치, 면적, 정도 등을 확인하는 방법으로서 뒤의 표 10.1의 외장타일의 박리 조사방법에 나타낸 순서와 방법에 따라 조사를 실시하도록 한다. 여기서는 조사 방법 중 일반적으로 널리 사용하는 타음(打音) 조사, 주입(注入) 시험, Core채취 조사, 부착력 시험, 절단(切斷) 조사 등의 방법에 대하여 간략히 소개하도록 하며, 자세한 내용은 10.1항을 참조하기 바란다.

(1) 타음법에 의한 조사

이 방법은 가장 일반적으로 사용되는 진단 방법이다. 판정자가 테스트 햄머로 타일 표면을 타격하여 그 타음을 청각에 의해서 듣고, 타일의 박리 유무와 종류를 판정하는 것이다. 그러나, 이 방법은 판정치를 자동적으로 기록할 수 없으며 판정자의 숙련도에 따라 판정결과에 큰 차이가 난다.

조사에서 사용하는 테스트 햄머는 가벼운 것이 좋으며, 박리 경계면이 깊은 경우에는 진단 정밀도가 우수한 편이다. 일반적으로 박리 경게면이 구조체와 몰탈과 뒷면인 경우에는 작은 햄머로 경타할 때 좋은 반향이 오며, 박리 경계면이 구조체와 몰탈 사이와 같이 깊은 경우에는 비교적 큰 햄머로 두드릴 때 낮은 큰소리를 낸다.

(2) 주입 시험

박리되었다고 판정된 벽면에 에폭시 수지나, 폴리머 시멘트 페이스트 등을 주입해서 주입 범위 및 두께 등을 조사하는 방법이다. 주입 범위나 주입되는 두께를 바탕으로 박리의 범위와 정도를 조사한다.

(3) 코아(Core) 채취

코아의 깊이는 바탕 구조체까지를 포함하여야 한다. 타일 붙임 벽체의 단면을 원통 형태로 직접 채취하여, 타일 및 몰탈의 부착 상태나 바탕의 열화 상태 등을 조사하는 방법이다.

(4) 인장 시험

타일 접착강도를 측정하는 것으로, 시험체는 콘크리트 카터 등을 사용하여 바탕 구조체의 일부 까지 줄눈 절단을 한다. 타일 크기의 어태치먼트(Attachment)를 타일과의 사이에 에폭시 등의 접착제를 사용하여 정확하게 붙인다. 만약, 크기가 50㎜ 미만의 타일에 대해서는 타일 4매 이상을 1조로 하여 어태치먼트를 붙여 인장 시험 한다. 시험기는 건연식(健硏式) 접착력 시험기를 사용한다.

대책 선정

진단의 결과 내진성(耐震性)이 저감하고 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 원인을 규명하여 우선적으로 그 원인을 제거할 수 있는 개선책을 사용한 후에 타일 붙임 자체의 열화가 있는 부분을 보수해 주도록 한다. 대책으로서는 ①보수, ②보강, ③개수로 대별 된다. 이것을 선정하는 것은 내진성을 저감시키는 요인, 타일붙임 벽의 열화 손상의 정도, 전체로서의 건전도(健全度), 내용년수, 미관 등을 포함하여 경제적인 관점에서 판단하여야 한다.

보수ㆍ보강ㆍ개수

보수(補修)

타일붙임 면에 열화가 생긴 손상부분 등을 원래의 상태 정도로 복구하는 것이다. 부분적인 타일의 들뜸 등을 대상으로 하며 그 원인이 되는 구조체의 균열, 방수층의 손상, 철물류 발청 등을 보수한 후 타일 붙임 면의 보수를 실시하도록 한다.
조사 결과 부분적인 타일의 박리, 팽창, 균열, 탈락 등이 있는 경우에는 기존의 외벽 마감을 바꿀 필요는 없으므로, 공극에 에폭시 수지나 시멘트 주입재를 충전시키는 보수 방법이 널리 이루어지고 있다. 에폭시 수지나 시멘트 주입재의 선택은 들뜸의 넓이, 위치, 공진의 간극 폭, 들뜸 계면의 취약, 건습상태, 보수 시기(계절) 등을 고려해서 선정하면 된다.
보수에 있어서는 손상의 종류와 그 정도, 타일 시공법의 종류, 지진시에 손상을 받기 쉬운 부위, 탈락에 따른 인적재해 위험도 등에 따라

① 교체 붙임
② 전면 주입 ＋ 앵커피닝(Anchor pinning)
③ 전면 주입
④ 부분 주입 ＋앵커피닝
⑤ 부분 주입

등의 보수 방법 중에서 적합한 것을 선택하도록 한다. 특히, 지진이나 진동에 의한 손상을 받기 쉬운 부위에는 앵커-핀의 수를 증가시키는 것을 고려하여야 한다.

(1) 에폭시 수지 주입 보수 방법

① 에폭시 수지의 선정 및 주입구의 위치
보수에 앞서 박리나 팽창의 넓이, 위치, 간극 폭 등에 대해 확인하도록 한다. 이와 같은 손상 부위의 정도에 따라 에폭시 수지 주입시 걸리는 주입압이 달라지므로 이에 알맞는 주입 방법을 선정해야 한다.
에폭시 수지 주입구의 위치는 원칙적으로 타일 줄눈 부위에 설정하는 것이 가장 좋다. 1 개소에서의 주입압의 한도는 주입구를 중심으로 반경 20~30㎝정도로 보는 것이 알맞으며, 주입구의 간격은 약 30~50㎝ 정도 마다 두는 것이 바람직하다.
주입용 에폭시 수지는 주입 목적에 따라서 미세한 간격에는 저점도의 것으로서 침수성이 좋은 것을 사용한다. 또 비교적 간격이 넓고 부분 접착된 경우나, 앵커-핀 부위에 주입하는 경우에는 경화하기 전에 수지 유출을 방지할 목적으로 점성이 높은 것을 사용하도록 한다. 이와 같이 용도에 따라 적절한 수지를 선택해야 되며, 특히 주입시 과잉압이 걸리지 않도록 주의할 필요가 있다. 이러한 경우에는 그리스(Greece)계 제품을 선정하는 것이 좋다.

② 주입구 천공 및 청소
에폭시 수지 주입구는 타일 줄눈부에서 통상 Φ5~7㎜ 정도의 드릴을 써서 박리가 있는 층에 천공한다. 또, 앵커-핀 공법을 쓰는 경우 또는 핀을 사용하지 않는 경우에도 구조체에 약 20~30㎜ 정도는 천공해야 에폭시 수지의 주입에 의한 앵커가 효과를 얻을 수 있다.
드릴 천공으로 생기는 시멘트 몰탈의 분진이 구멍 속에 잔류하게 되므로 소제기나 Air-Blower 등으로 완전히 제거되도록 청소하여야 한다.　

③ 앵커 - 핀 고정
팽창 부분이나 박리 면적이 큰 경우에는 일정 간격으로 앵커-핀 고정을 하지 않으면 충분한 강도가 발휘되지 않아 타일 붙임층의 변형 또는 손상이 생기기 쉽다. 앵커-핀은 스테인레스 재질을 사용하는 것이 좋으며, 타일 붙임 면의 전단 내력을 증가시킬 수 있으므로 손상정도에 따라 적극적으로 사용하는 것이 좋다.

④ 에폭시 수지의 주입
주입은 해당 부분의 최하부로부터 주입하고 완전한 주입이 이루어지도록 작업한다. 주입압은 충분히 주의하여 과잉압에 의한 주변 부분의 파손이나 줄눈 손상이 없도록 하여야 한다.

⑤ 검사
주입 보수에 쓰이는 재료에 대한 규정이 KS나 JIS에 있는 경우에는 사전에 반드시 시험을 실시하여야 한다. 만약, 없는 경우라면 이에 준하는 방법으로 시험을 하여 품질 확인을 실시한 후에 사용하도록 해야 한다.
보수 공법의 검사 및 확인에 있어 주입 완료 후 검사에 의한 불합격이 나오지 않도록 보수 전에 반드시 시험 시공을 실시하여 미리 관리 항목 등을 파악ㆍ확인하여 재보수가 발생하지 않도록 주의하여야 한다.

(2) 폴리머 시멘트 주입 보수

근래에 들어 보수 주입재로서 폴리머 시멘트계 재료의 연구 및 개발이 활발히 이루어지고 있다. 적정한 폴리머의 선정, 혼입되는 골재 등의 선택에 따라 양호한 보수 효과를 지니고 있으며, 접착 후의 접착력도 7~8kg/㎠은 얻어지고 재료의 취급이나 작업성, 물 씻기 등의 청소성도 좋고 가격 면에서도 잇점이 크다.
보수에 있어서 충전 방법은 기본적으로 에폭시 수지 주입과 동일하지만 피착면이 습윤하거나, 타일이 들떠 있는 경우에는 에폭시 수지보다도 유리한 측면이 많다.

(3) 밀크 슬러리 주입 보수

일반적으로 저점도의 에폭시 수지를 사용하고 있으나 재료가격이 월등히 높을 뿐 아니라 1㎜ 이상의 크랙이나 공극부분을 채우는 것은 불가능하므로 시멘트에 적절한 입도 분포를 가진 세골재와 주입 유동성을 높이기 위한 유동화제, 감수제, 초기 접착증강제, 팽창재 등을 혼입하여 만든 시멘트 슬러리로 주입 보수하는 공법을 말한다.

보강(補强)

지진 또는 진동에 의한 탈락이나 박리 등의 피해가 생길 우려가 있는 경우에는 구조체에 내진 보강을 실시하고 타일 붙임면에는 신축 줄눈을 설치하여 타일 붙임층에서의 변화거동이 작게 되도록 보강해 주어야 한다.
주로 구조체나 외력에 의한 요인이 탈락의 원인으로 되어있는 경우에 대한 대책으로서, 보강 방법의 예로는 다음과 같은 것들이 있다.

(1) 지진에 의한 건물의 변형을 작게 하는 방법

내진벽을 균형 있게 배치한다.
설계 하중 이하가 되도록 실제 하중을 줄인다.

(2) 지진에 의한 건물의 변형을 흡수하는 방법

타일 벽면에 유효한 간격으로 신축 줄눈을 설치한다.
타일의 타 부재와 접하는 부위를 절연(絶緣) 한다.
수직벽이나 수평벽을 기둥 옆에서 끊거나 장주화(長柱化) 한다.

신축 줄눈은 타일 붙임면에 수평 및 수직의 요소마다 설치하도록 한다. 원칙적으로 수평 줄눈은 각 층마다 콘크리트 타설 경계부에 또, 수직 줄눈의 설치 간격은 약 3m 마다로 하고, 스팬의 중앙 부분 형상이 변하는 우각부 등을 중심으로 설치한다.

개수(改修)

타일의 탈락을 완전히 방지하기 위해 기존 타일을 제거하고 타일의 교체를 실시하는 것을 말한다. 또는 기존 타일의 제거가 곤란한 경우에는 금속계 또는 G.R.C계통의 패널 등으로 새로운 벽면으로 피복하는 것도 포함한다.
교체 방법으로는 부분적으로 타일이 탈락된 부위에 접착제나 폴리머 혼입 몰탈을 써서 해당 부위의 타일을 교체하도록 하며, 외벽 전반에 걸쳐 타일 붙임층의 접착력이 저하하고 열화 현상이 심한 경우에는 타일을 모두 떼어내고 높은 접착강도를 확보할 수 있는 공법으로 대체한다. 이 때, 열화의 원인이 구조체나 붙임 바탕 등에 있는 경우에는 각각을 우선 보수한 후 타일 교체를 실시하여야 한다.
타일 교체에 있어서는 충분한 접착강도를 확보할 수 있도록 타일의 형상, 규격에 따라 개량 모자이크 타일 붙임 공법, 개량 압착 공법, 밀착 공법 등을 채용하도록 하며 사용하는 몰탈도 표준 시방서에 따라 적절한 조합의 것이 되도록 한다, 여기서는 최근에 많이 사용하고 있는 핀네트 공법에 의한 개수와 GRC 패널에 의한 개수를 알아보도록 한다.

(1) 핀네트 공법

① 특징
지금까지의 외벽 타일의 개수 공법은 V 또는 U 컷트하여 실링재를 주입하는 것, 에폭시 수지를 주입하는 것 등이 대부분이었다. V컷트 하여 실링재를 주입하는 방법은 완전한 탈락 방지가 어렵고, 에폭시 수지 주입 공법은 실제의 개수 현장에서 작업할 때에는 작업성이 나쁘며, 에폭시 수지도 실험실에서는 높은 접착력을 발휘할지라도 현장에서는 그 성능을 충분히 발휘하지 못하는 경우가 많았다. 이러한 주입공법의 약점을 극복하기 위해 개발된 앵커핀닝 병용공법도 주입공법의 연장선상에서 보강하려는 조치에 불과하였다.
들뜸이나 탈락 등의 물리적 열화 현상에 대해 물리적인 공법을 사용하는 것은 매우 효율적인 방법으로서 네트 섬유나 앵커-핀을 사용하는 핀네트 공법은 이러한 배경으로 탄생하였다. 핀네트 공법의 개요는 그림 9.1과 같으며, 다음과 같은 특징이 있다.

바탕의 들뜬 몰탈 층을 완전히 제거하지 않고 부분적으로만 구(舊) 마무리 바름재를 벗길 뿐이다.
구조체와 핀, 핀과 바탕 몰탈와의 정착성(定着性)을 완전히 확보할 수 있다. 따라서, 지진ㆍ진동이나 구조체의 변형에 대처할 수 있다.
균열, 박리가 생긴 바탕 몰탈에 큰 탄성 계수를 지닌 네트 섬유를 넣어 마무리 층을 포함한 새로운 판상(板狀)의 마무리 층을 형성한다.

② 시공
사용하는 네트 섬유의 종류와 개수 몰탈의 종류에 따라 여러 종류로 구분될 수 잇으나, 일반적으로는 폴리머 몰탈과 네트 섬유 및 앵커-핀이 주요 자재이다. 개수용의 몰탈로는 혼화제로서 SBR, EVA, 아크릴의 에멀젼 용액이 사용되고, 네트 섬유로는 유리 섬유와 비닐론 섬유가 주로 사용된다. 일번적인 시공방법은 다음과 같다.

1) 들뜬 타일의 일부를 벗기고 경량 몰탈 등으로 충전한다.
2) 삭제 부분 복판에 앵커-핀을 삽입한다.
3) 프라이머를 도포하고, 폴리머 몰탈을 약 2㎜ 정도로 바른다.
4) 네트 섬유를 비벼 넣는다.
5) 다시 폴리머 몰탈을 1~2㎜ 가량 겹쳐 바른다.
6) 톱코트 등의 마무리를 한다.

(2) GRC 패널에 의한 개수

① 특징
GRC란 Glass-fiber Reinforced Cement의 약자로서, 시멘트 몰탈을 내알칼리성 유리섬유로 보강한 복합재료이다. GRC의 특징은 다음과 같다.

1) 압축강도가 큰 시멘트 몰탈과 인장력이 큰 유리 섬유와의 복합재이므로 휨강도 등의 기계적 강도가 뛰어나고 내충격성이 우수하여 균열이 좀처럼 생기지 않는다.
2) 성형성ㆍ조형성이 우수하여 패널의 형상이나 표면의 텍스츄어를 자유롭게 할 수 있다.
3) 재품의 두께를 얇게 할 수 있어 경량으로 만들 수 있다.
4) 불연 재료이다.

② 공법 종류와 시공
GRC 개수 공법은 패널 나누기나 형상 등에 따라 여러 공법으로 분류 될 수 있으나, 부착 방식에 의한 분류가 널리 사용된다, 부착공법에 의한 분류로는 커버공법, 번개철물 투입 공법, 볼트 투입 공법, 커튼월 공법 등이 있다.

1) 번개철물 투입공법 : GRC 패널의 윗부분에 있는 부착철물에서 튀어나온 각형의 부분을 상부의 GRC 패널의 하부에 있는 부착철물(번개철물)에 삽입함으로서 GRC 패널을 이어나가는 공법이다. 일반적으로 많이 사용하는 공법이다.
2) 볼트 투입공법 : GRC 패널의 상부에 설치한 두 군데의 오목 부분에 수지 몰탈을 충전한 후 상부 GRC 패널의 하부에 있는 볼트를 넣어 고정시키는 공법이다.
3) 커튼월 공법 : 기존의 구조체와 GRC 패널과의 여유 치수가 클 때 사용하는 공법으로, GRC 패널의 부착 작업을 모두 GRC 패널의 뒷면에서 실시하는 공법이다.
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