프리캐스트 콘크리트

3. 특징

프리캐스트 콘크리트는 공장 등 제어된 환경에서 생산되어 현장 타설 방식보다 여러 장점을 가진다.

• 안전성: 지상에서 생산되어 타설 시 안전성이 높다.
• 품질 관리: 공장에서는 재료 품질과 작업성을 더 정밀하게 관리할 수 있다.^[2]
• 경제성: 거푸집을 반복 재사용하여 비용을 절감할 수 있다.^[2]
• 시공 효율성: 날씨에 영향을 받지 않고, 공사 기간을 단축하며, 소음 및 분진 등 공해를 줄인다.
• 다양한 마감: 몰드 재료, 색상, 골재 등을 조절하여 다양한 표면 마감을 구현할 수 있다.^[3]
• 우수한 성능: 샌드위치 벽 패널은 단열, 방음, 내구성이 뛰어나다.
• 친환경성: 에너지 효율적이고, 재활용 재료를 활용하며, 환경 개선에 기여하는 제품도 생산된다.^[13]

3. 1. 품질

3. 2. 성능

• 콘크리트의 고품질화로 철근의 피복을 작게 할 수 있으며, 콘크리트의 고강도화로 얇은 부재도 생산할 수 있다.
• 초고강도 콘크리트, 경량 콘크리트, 중량 콘크리트, 다공성 콘크리트 등 특수 콘크리트를 사용한 제조도 비교적 용이하다.
• 환경 개선 및 보전에 대응한 제품(식생 콘크리트, 수질 정화, 소음・진동 대책 등)이 많으며, 목적에 따라 사용할 수 있다. 또한, 재활용 재료(플라이 애시나 고로 슬래그 등)를 비교적 쉽게 유효하게 이용할 수 있다.

3. 3. 시공

• 프리캐스트 콘크리트 생산은 지상에서 이루어지므로 타설 시 안전성이 높다.
• 건설 현장보다 프리캐스트 공장에서 재료 품질 및 작업성에 대한 정밀한 관리가 가능하다.
• 프리캐스트 공장의 거푸집은 수백 번에서 수천 번 재사용이 가능하여 현장 타설 방식보다 비용이 저렴한 경우가 많다.^[2]
• 날씨에 영향을 받지 않고 재고품으로 보관이 가능하여, 구조물에 따라 계절에 관계없이 시공할 수 있다.
• 공사 현장에서의 콘크리트 타설(현장 타설)이 불필요하여 소음이나 분진 등 공해를 방지할 수 있다.
• 공사 현장에서의 거푸집, 철근공, 지보공, 타설 및 양생 등의 공정이 절감되어, 공사 기간을 단축할 수 있다.
• 제품의 규격화 및 대량 생산으로 시공 비용을 절감할 수 있다.

3. 4. 경제성

3. 5. 친환경성

4. 종류

프리캐스트 콘크리트 제품은 종류가 매우 다양하여 모두 파악하기 어렵다.^[15] "A 5361：2016 프리캐스트 콘크리트 제품 - 종류, 제품의 호칭 및 표시의 통칙"에 따르면, 프리캐스트 콘크리트 제품은 구거류, 포장・경계 블록류, 노면 배수구류, 옹벽류, 파일류, 맨홀류, 용・배수로류 등으로 분류된다.

4. 1. 주요 제품 분류

5. 제조

프리캐스트 콘크리트는 제어된 환경(일반적으로 프리캐스트 공장)에서 생산되므로 적절하게 양생되고 공장 직원에 의해 면밀히 모니터링될 수 있다.^[2] 현장 타설 방식보다 많은 장점이 있는데, 지상에서 생산되므로 타설 시 안전성이 높고, 공장에서는 재료 품질과 작업성을 더 ভালোভাবে 제어할 수 있다. 또한 거푸집은 교체 전까지 수백, 수천 번 재사용 가능하여 비용이 저렴한 경우가 많다.^[2]

프리캐스트 콘크리트 성형 시스템은 크기, 기능, 비용이 다양하며, 건축 패널은 건물 외장을 클래딩하거나 조경, 방음, 보안용 독립 벽을 세우는 데 사용된다. 빗물 배수, 수도 및 하수도관, 터널, 프리스트레스트 구조 부재인 다리, 고속도로 및 주차 구조 데크용 보 등도 프리캐스트 콘크리트 유닛을 사용한다.

상업용 건물에 사용되는 샌드위치 벽 패널의 두께는 보통 8inch이며, 필요에 따라 다르게 디자인된다. 일반적인 8인치 벽 패널은 두께의 콘크리트 와이드(wythe) 사이에 의 높은 R-값 단열 폼을 샌드위치처럼 넣고, 구조적 무결성을 위해 연결 시스템을 사용하여 (단열재를 통해) 고정한다. 샌드위치 벽 패널은 제작, 운반 등의 제약 조건 내에서 원하는 길이와 폭으로 제작 가능하며, 약 2.74m 높이 패널이 일반적이지만 최대 약 3.66m 높이도 있다.

프리캐스트 콘크리트 샌드위치 벽 패널은 양면에 마감된 표면을 생산할 수 있다. 마감은 매우 매끄럽게, 페인트칠, 착색, 자연스러운 상태 유지 등이 가능하다. 내부 표면은 석고보드처럼 매끄러워 프라이머 및 페인트 공정으로 마감할 수 있다. 콘크리트에 건축 마감 처리를 하거나 색상, 질감을 넣을 수도 있고, 재사용 가능한 폼라이너를 사용하여 벽돌, 돌, 나무 등의 패턴을 만들거나 실제 재료를 콘크리트 표면에 주조할 수도 있다.

공장이나 공사 현장 내 제조 설비에서 미리 제작된 콘크리트 제품 또는 부재를 통칭하여 프리캐스트 콘크리트, 또는 '''콘크리트 제품'''이라고 한다. 제작된 제품・부재는 현장 내 소정의 위치로 운반・설치되어 콘크리트 구조물이 된다. JIS에 의해 형상, 성능 등이 표준화된 제품이 많아 전국에서 동일 규격 제품을 사용할 수 있어 범용성이 뛰어나다.

프리캐스트 콘크리트 제품은 화물 자동차로 운반 가능한 크기로 분할되며, 분할된 제품을 '프리캐스트 '''세그먼트''''라고 부른다.

5. 1. 재료

5. 2. 제법 (성형 및 다짐)

이 외에도 압출 성형, 진공 탈수, 충격 다짐, 핫 콘크리트 등의 제법이 있다.

5. 3. 양생

• '''증기 양생''' - 보일러에서 발생된 증기를 양생실에 통기하여 거푸집 내 콘크리트를 가온·가습함으로써 조기에 강도 발현을 촉진한다.^[2] 경제적이며, 채택되는 비율이 압도적으로 높다.^[2] 양생실의 구조는 피트식, 터널식, 시트식이 있다.^[2] 습도나 외기 온도가 낮은 동절기에는 탈형 시 제품 표면이 건조 냉각으로 균열될 우려가 있으므로 주의가 필요하다.^[2] 또한, 증기 양생을 거친 프리캐스트 콘크리트 제품에서 에트린가이트 지연 생성(DEF)에 의한 팽창 열화가 보고되고 있다.^[2]
• '''오토클레이브 양생''' - 강철로 된 대형 원통형 압력 용기에 고온 고압의 포화 증기를 통과시켜 내부에 수납된 프리캐스트 콘크리트 제품을 양생시킨다.^[2] 양생 효율 향상 및 거푸집 손상을 방지할 목적으로 증기 양생한 제품의 2차 양생으로 하는 것이 일반적이다.^[2] 이 양생을 하면 180°C 정도의 고온 고압 조건 하의 수화 반응으로 강도가 높고 안정된 수화물인 도하몰라이트가 생성되어, 제조 1일 만에 일반 콘크리트의 재령 28일 강도와 동등한 강도를 얻을 수 있다.^[2] 파일이나 ALC 제품의 제조에 사용된다.^[2]

6. 접합

프리캐스트 콘크리트는 시공 현장까지 운반 후 조립, 접합하는 경우가 많으므로 필요에 따라 이음부가 설치된다^[1]。 접합, 이음 방법에는 맞댐, 볼트 접합, 쐐기, PC 긴장, 용접 등이 있다^[1]。 접합부 형상은 평면 외에도 장부 (요철), 한쪽 장부, 너클, 요철 등이 있다^[1]。

7. 대형 프리캐스트 부재

암거를 지중에 설치하기 위한 박스 컬버트나, 교량을 잘라내어 제작하는 프리캐스트 세그먼트 공법에서는 대형 프리캐스트 콘크리트 부재가 사용된다. 공장에서 트레일러로 운반하는 경우, 공도를 주행하기 위한 법규가 적용되며, 일반적으로 중량은 30ton 이하, 길이는 25m 이하, 최소 치수 3.4m 이하가 하나의 기준이 된다.

그러나 현장 근처에 프리캐스트 제품을 만들기 위한 제작 야드를 설치하고, 현장까지의 운반이 공도에 의존하지 않는 경우에는 더욱 큰 부재도 가능하다. 대규모 프리캐스트 세그먼트 공법이 사용된 이세만간 자동차도 이비강교·기소강교에서는, 제작 야드에서 가교 지점까지의 운반을 해상의 뗏목을 통해 실시함으로써, 길이 33m, 최대 중량 440ton에 달하는 프리캐스트 세그먼트가 사용되었다.

8. 프리캐스트 콘크리트 관련 쟁점

프리스트레싱은 제작 또는 건설 중에 콘크리트 구조 부재에 응력을 가하여 강도와 성능을 향상시키는 기술이다. 이 기술은 콘크리트 보, 기둥, 벽 패널, 교량 부재 등에 자주 사용된다. 많은 프로젝트에서 프리스트레스트 콘크리트는 생산 및 유지 보수를 고려할 때 전체 비용이 가장 저렴한 경우가 많다.

8. 1. 건설업법과의 관계

8. 2. 국민의힘과의 입장 차이

8. 3. 스마트 건설 기술과의 연계

참조

_[1] 웹사이트 Precast concrete - Future of next Generation https://www.precast.[...] 2022-03-04
_[2] 서적 Fundamentals of building construction materials and methods John Wiley & Sons, Inc. 2009
_[3] 웹사이트 Precast concrete facades bring buildings to life https://www.concrete[...]
_[4] 서적 Prefabricated and Modular Architecture: Aligning Design with Manufacture and Assembly https://books.google[...] The Crowood Press 2021-02-22
_[5] 웹사이트 Port Cities http://www.mersey-ga[...] Mersey-gateway.org
_[6] 간행물 Precast Concrete Station Buildings in New South Wales 2005-05
_[7] 웹사이트 reinforced concrete {{!}} building material http://www.britannic[...] 2016-05-24
_[8] 웹사이트 High Precast Parking Systems http://www.highconcr[...] High Concrete Group 2014-06-03
_[9] 서적 Design of reinforced concrete John Wiley & Sons, Inc. 2006
_[10] 웹사이트 NPCA - Precast Products - Stormwater Management FAQ http://www.precast.o[...]
_[11] 웹사이트 Paradigm concrete Services https://paradigmconc[...]
_[12] 웹사이트 Let's grab a sandwich! https://www.concrete[...]
_[13] 논문 Life Cycle Cost Analysis of Precast Concrete Bridge Projects https://twasp.info/j[...] 2021-04
_[14] 서적 建築現場実用語辞典 井上書院
_[15] 문서 A 5361：2016 プレキャストコンクリート製品 − 種類，製品の呼び方及び表示の通則
_[16] 웹사이트 建設工事への工場製品の一層の活用に向けた環境整備について https://www.mlit.go.[...] 2022-06-09