타일 들뜸, 탈락의 원인 및 대책 [사직동타일수리 구서동타일수리 장전동타일수리 동래타일수리 온천장타일수리 청룡동타일수리 사직동타일수리

[부산타일수리 보수]

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들뜸, 탈락의 원인 및 대책

 들뜸, 탈락의 발생부위

조사 통계에 의하면 들뜸, 탈락은 주로 10년 이상된 건물에서 많이 나타나고 있으며 그 발생 부위를 정리하면 다음과 같다.

 슬라브와 벽돌이 만나는 부위 : 이질재(異質材)의 바탕이 만나는 경우
 기둥과 보 사이 : 서로 다른 방향의 응력이 교차하는 경우
 슬라브와 파라펫트 사이 : 콘크리트를 이어친 부위
 개구부 구석 : 충격력이 집중하는 부위
 콘크리트 : 바탕에 균열이 생긴 부위
 동해를 받은 부위 : 줄눈 부실 등으로 수분 침투 후, 동결 융해가 반복된 부위
 백화가 발생한 부위 : 바탕, 계면층(界面層)에 생긴 백화로 인한 부피 팽창, 접착력이 감소된 부위

 들뜸, 탈락의 원인

(1) 타일 시공에 기인하는 것

① 압착 공법에서 오픈-타임의 문제
압착 공법에서 가장 문제가 되는 것은 타일 붙임 시간(Open Time)이다. 오픈-타임이란 붙임 몰탈을 바른 후부터 타일을 붙일 때까지의 시간을 말하는데, 압착공법과 이와 유사한 원리를 채택하는 공법에서는 1회 작업 분량만큼의 면적에 붙임 몰탈을 바르고 타일을 두드려 붙이게 된다. 이 때 붙임 몰탈의 두께는 비교적 얇은데 비해 너무 넓은 면적에 몰탈을 바르고 타일을 붙이게 되면 마지막 부분에 가서는 이미 붙임 몰탈의 경화가 일부 이루어 져서 접착강도가 크게 저하하게 된다.
일반적으로 20분 이내에 타일을 붙이면 4kg/㎠ 정도의 접착강도는 낼 수 있지만 이 시간은 외기의 온도, 습도, 풍속 등의 시공환경에 따라서 달라지게 된다. 또, 타일 뒷면의 형태, 흡수율 등에 따라서도 달라지게 되고, 바탕의 습윤 정도, 붙임 몰탈의 배합비, 바름 두께, 두드림 횟수에 의해서도 변화 되어야 한다.
타일공의 작업 속도는 20~25분/㎡정도로 되어 있지만 작업 속도를 높이기 위해 지나치게 넓은 면적에 몰탈을 바르고, 20분을 경과하여 붙임 몰탈의 접착력이 떨어진 상태가 되더라도 타일을 붙인다거나, 상술한 조건을 고려하지 않고 작업을 계속하는 것이 사고와 직접적으로 연관되는 경우가 가장 많다.

② 붙임 몰탈의 두께 부족
작업 속도를 높이기 위한 목적과 재료를 절약하기 위해 붙임 몰탈 두께를 3~4㎜정도의 얇은 두께로 작업하면 붙임 몰탈의 건조가 빠르게 되고, 붙임 가능한 오픈-타임이 짧아져서 타일의 압착이 충분치 않게 되어 접착력이 크게 저하되므로 타일두께에 비례하여 바름 몰탈 두께도 조절해야 한다.

③ 타일의 압착 부족
압착 공법에서 오픈-타임이 중요하다는 것은 당연하나, 타일의 압착 부족도 문제가 있다. 한 장 붙이기일 때는 한 장 한 장을 잘 밀어 넣고 나서 나무망치로 두드려 넣어야 한다고 되어 있지만 작업능률을 올리기 위해 밀어 넣는 것이 불충분하거나, 두드려주는 것이 불충분하면 접착력이 약해져서 탈락하는 경우가 많이 생긴다.

④ 기타
신축 줄눈을 잘못 만든 경우, 쌓아 올릴 때 시멘트 가루를 뿌리는 것, 붙임 몰탈의 배합비가 부적당한 것 등이 사고 원인으로 되는 경우가 많다.

(2) 타일의 성상(性狀)에 기인하는 것

① 타일 뒷발
1970년경까지 외장 타일에는 거의 뒷발이 붙여지지 않았다. 그러나, 최근은 제조회사들의 노력에 의해 대개는 골형의 뒷발이 붙여져 있다. 이것에 의해 타일의 접착강도는 훨씬 개선되어 현재는 타일로 인한 탈락은 훨씬 감소되어 있다. 그러나, 내장 타일에는 아직도 뒷발이 붙여지지 않고 있다. 현재의 두께로 1.0㎜ 이상의 뒷발을 붙이면, 타일 소지에 밀도 차가 생겨서 유면에 줄이 생기고 만다. 이것을 없앨려면 내장 타일의 두께가 적어도 15㎜정도는 되어야 한다. 이 정도까지 두께를 늘리면 내장 타일에도 완전한 뒷발이 붙여지는데, 이 때 제조 원가가 40% 정도 비싸게 되지만 역시 검토되어야 할 문제라 여겨진다.

② 타일 흡수율(吸水率)
타일의 흡수율은 자기 타일이 1% 미만, 석기는 1~10%, 도기는 10% 이상으로 나누어지지만, 자기질은 흡수성이 작기 때문에 접착강도가 잘 안나오므로 오픈-타임 내에 타일 붙임을 완료할 수 있도록 엄중하게 관리하여야 한다. 도기질은 시공 전에 충분히 물을 축여서 바탕 몰탈의 수분을 많이 흡수하지 않도록 하여야 한다. 이와 같이 타일 재질에 따른 흡수율에 적합한 시공이 제대로 이루어지지 않으면 탈락 사고가 발생하게 된다.

③ 팽창성
타일이 갖는 가수 팽창, 바탕 콘크리트 또는 몰탈의 팽창 계수의 차이, 탄성(彈性) 부족 등도 들뜸의 원인이 된다. 그러나, 가수 팽창의 총량은 1/10,000 정도이고, 시공 후 일어날 것으로 생각되는 것은 1/100,000 정도이다. 따라서, 이 정도의 양으로는 영향을 줄 수는 있으나 치명적이라고는 판단되지 않는다. 오히려, 콘크리트나 몰탈와의 열 팽창성의 차이나 탄성 부족은 타일이 갖는 본질적인 결함으로서 쉽게 해결할 수 있는 방도는 사실 거의 없다.

(3) 기타의 원인

① 건물의 변형
구조체와 마무리층 또는 마무리층 끼리의 들뜸은 어떤 외력에 의해 생기는 것이 많다. 무브먼트(Movement)란 부재를 구성하는 재료의 자기 변위(變位)로 생기는 변형을 말하며, 외력을 작용시켰을 때와 같은 응력을 부재 내부에 발생시키게 된다. 콘크리트는 건조하면서 내부의 수분이 빠져 나가 수축을 일으킨다. 이러한 수축률은 보통 25~30×10-4 정도로서 콘크리트에 균열을 발생시켜 타일의 들뜸을 유발하기도 한다.
또한, 건물의 냉ㆍ난방에 의한 외기와의 온도차, 콘크리트의 부식, 콘크리트의 흡습ㆍ건조의 반복에 의한 균열, 지반의 부동침하 등과 같은 변형이 타일의 들뜸과 탈락을 일으키게 된다.

② 온도 변화
건물의 북쪽은 한냉함에도 불구하고 남쪽 방향은 햇볕을 받아서 온도고 상승하게 된다. 이 때 재료는 열을 받으면 고유의 열팽창 계수에 의해 늘어나게 되는데, 타일붙임 벽면의 구성 요소로 보았을 때 열 팽창 계수는 타일 < 구조체 < 몰탈의 순으로 크게 된다. 더우기 몰탈 층에서는 붙임 몰탈이 바탕 몰탈 보다도 열 팽창계수가 크다.
타일 표면이 직사광선을 받게 되면 처음에는 타일 표면의 온도가 급상승하여 타일이 신장하다가 몰탈 층의 온도가 올라가면 몰탈의 상대적인 변형이 더 커져서 타일을 바깥쪽으로 밀어 내려는 형태로 신장하게 된다. 반대로 온도가 하강하게 되면 이번에는 타일을 벽의 안쪽으로 빨아 들이는 형태로 수축하게 된다. 이러한 변형이 계속 반복되어 타일의 들뜸을 일으키게 되는 것이다.

 이상 변위(異狀 變位)의 영향

(1) 건물 구조체의 수축ㆍ팽창에 의한 탈락

① 원인
콘크리트 구조체의 건조 수축은 20~70년에 걸쳐서 지속되는데 그림 6.1에서와 같이 같은 방향으로 계속 진행된다. 이 때, 표 6.2에서와 같이 벽체를 이루고 있는 재료마다의 수축계수가 다르므로, 이에 따른 응력이 발생되어 타일 탈락에 큰 영향을 주게 된다.
위와는 반대로 건축물이 일조 등을 받아 온도가 상승하게 되면 재료의 팽창은 그림 6.2에서처럼 같은 방향으로 진행 되는데, 이 때에도 각 구성 재료의 열팽창 계수의 차이로 인한 응력이 발생되어 탈락에 영향을 주게 된다.
이와 같이 벽체를 이루고 있는 재료의 수축 또는 팽창 계수의 차이로 인한 변형이 발생되면 들뜸이나 탈락 현상이 생기기 쉽다. 현장에서 들뜸 높이를 측정하기는 매우 어려우나, 그림 6.4의 방법에 의해 스팬 길이와 수축률에 따라 들떠오름 높이를 이론적으로 계산해 보면 매우 큰 수치로 나타난다.
철근 콘크리트의 경화 수축률은 0.04% 정도이나 실제로는 콘크리트 및 몰탈의 조성률이 균일하지 못하므로, 부위에 따라서는 보다 큰 수치를 나타내게 된다. 구조체의 수축, 팽창에 따른 거동 응력은 타일에 대해 압축 응력으로 작용하게 되는데, 이를 10년간의 통계된 내용을 보면 다음 표 6.5와 같다.

이 때의 추정 압축응력은 다음과 같은 식으로 표현된다.

추정 압축응력(kg/㎠) = 타일의 탄성 계수 × 타일 크기 변화율 - (6.1) 예로서, 탈락이 생긴 현장에서는 (5~6)×105(kg/㎠) × (0.03~0.06) = (200~350)(kg/㎠)의 큰 응력이 작용하게 된다. 반면에, 이상이 없는 현장은 (5~6) × 105(kg/㎠) × (0.006~0.007) = (30~40)(kg/㎠)로서 상당히 작은 응력만이 작용함을 알 수 있다.

② 대책
구조체의 수축ㆍ팽창에 따른 응력을 감소시키기 위한 방법을 적용하여야 하며, 그러한 방법으로는 다음과 같은 것이 있다.

1) 시멘트와 물의 양이 많아지면 수축률도 커지게 된다. 그러므로, 가능한 한 몰탈을 만들 때에 단위 시멘트량과 W/C비가 작게 되도록 재료 배합을 한다.
2) 콘크리트, 시멘트 블럭, 벽돌 등은 4주 이상, 미장은 2주 이상 충분히 양생을 시킨다.
3) 발생되는 응력을 이길 수 있도록 높은 접착력을 확보한다. 그러므로, 재료의 정확한 계량과 오픈-타임 이내에 타일 붙임이 이루어져야 한다.
4) 스팬 길이당 3~5m마다 또, 수평은 층마다 신축 줄눈을 설치한다.

(2)타일 바탕면과 콘크리트 구조체와의 압축 응력에 의한 탈락

콘크리트, 몰탈의 열팽창 계수는 1~1.2×10-5/℃로 타일 보다 3~4배 크다. 이러한 열에 따른 팽창과 수축은 같은 방향으로 일어나고, 그 차이에 따른 응력이 타일에 대해서는 압축 응력으로 작용하게 된다.
압축 응력은 일사량(日射量)의 변화가 심한 부위일수록 크게 나타나는데, 통계에 의한 부위별 탈락 사고율은 다음 표 6.6과 같다. 즉, 남쪽 면에서의 사고율이 가장 심한 것을 알 수 있으며, 그 원인은 다음과 같다.

 일사량의 변화가 가장 심하여 수축ㆍ팽창 작용이 심하다.
 동절기에 남쪽 면은 동결ㆍ융해의 반복 빈도가 크다.
 남쪽 면은 구조체의 온도가 쉽게 올라가 붙임 몰탈의 급속한 건조로 접착력이 약화된다.

따라서, 압축 응력에 의한 탈락을 방지하기 위해서는 충분한 재령을 확보할 때까지 일사 및 기타 열 변화의 영향이 없도록 보호 양생을 잘 해주는 것이 필요하다.

(3) 건물 하중에 의한 크리프(Creep) 변형에 의한 탈락

크리프이란 건물에서의 변형이 시간의 증가와 더불어 미세하나마 점진적으로 증가하는 현상을 말한다. 건물의 층수와 크리프에 의한 사고율을 조사한 것이 표 4.7의 통계자료이다.
표에서 보듯이 저층부일수록 사고율이 큼을 알 수 있다. 즉, 구조물의 크리프 현상 및 거동 응력의 영향을 저층부에서 크게 받게 됨을 나타낸다. 이러한 점은 구조 설계시 건축물의 특성에 따라 구조적인 강성에 무리가 없도록 설계하는 것이 무엇보다도 중요한 것임을 보여준다.

(4) 몰탈의 건습(乾濕)에 따른 수축ㆍ팽창에 의한 탈락

몰탈은 습윤률(濕潤率)에 따라 크기가 변화하는데, 물에 침적한 경우는 0.1% 정도 팽창된다. 기상 조건에 따른 경우라면 어찌할 수는 없으나 충분한 기간 동안 적절한 보양조치(保養措置)를 하도록 한다.

(5) 구조체의 균열 및 변형에 의한 탈락

구조체의 균열은 많은 요인이 복합적으로 작용하여 발생하는 것으로 볼 수 있으나, 대체적으로 구분하면 다음과 같은 요인이 있다.

 물리적 요인 : 건조, 수축, 동결 융해, 화재 등.
 화학적 요인 : 화학 성분의 이상 현상, 철근부식 팽창, 전류작용 등.
 설계적 요인 : 평면 입면의 비균형, 조인트(Joint)의 부족 등.
 구조적 요인 : 부재 강성 및 형상, 구조 계산의 결함 등.
 지반적 요인 : 지반의 이상 작용과 부동침하, 지진 등.
 하중적 요인 : 재하에 의한 크리프(Creep)현상.
 재료적 요인 : 시멘트, 골재, 물, 혼화제 등의 이상 작용.
 시공적 요인 : 제조 과정, 양생 과정에서의 이상.

이상의 균열 발생에 대한 대책으로는 바탕 조정을 할 때 구조체에 발생된 균열을 형상에 따라 주된 원인을 분석하고, 균열의 확대가 없도록 충분한 보강을 하며, 보강 후에는 적절한 보수를 해 주어야 한다/ 일반적인 보수 방법으로는 해당 부분을 V 컷트하여 수지 몰탈을 채우고 평평하게 고르는 방법이 사용된다.

 타일 탈락시의 사고영향 범위

고층건물에서의 타일 탈락시 영향을 줄수 있는 범위를 나타내면, 다음 그림 6.7과 같이 인도(人道) 뿐만 아니라 규모에 따라서는 차도에 까지 영향을 끼치게 됨을 볼 수 있다.
풍력 계급으로 10급인 경우는 태풍으로 보았을 때 1호 태풍에 해당되는 것으로, 나무가 밑동부터 쓰러지는 엄청난 풍력을 나타내는 속도이다.
만약, 10층 건물에서 타일이 탈락된다면 인도와 차도(총 15m 범위) 까지 영향을 주게 되며, 타일이 사람의 머리에 닿게 된다면 치명적인 피해를 주게 되는 것이다.