스크랩 백화(白化)현상의 원인과 대책

[도깨비(천지인)]

1. 백화현상의 발생과 그 현상
백화현상은 「Efflor」 또는, 「백화」로 불리며, 시멘트 경화체 중에 함유되어 원인이 되는 수용성 성분이 표면으로 이동하여 수분만 증발됨으로써 석출된 백화물질이 있지만, 일반적으로는, 그것들이 탄산화가 진행된 것도 함유되어 있다. 백화현상이 발생함으로써 경화체의 물성이 저하되는 것은 아니지만, 외관이 손상되기 때문에 자주 문제가 발생될 수 있다. 백화현상의 성분은 발생까지의 재령, 대상물, 환경조건, 사용한 첨가제 등에 따라서 다르지만, 주체가 되는 것으로는 CaCO3, Ca(OH)2, Na2SO4, K2SO4, CaSO4, Na2CO3, K2CO3 등이 있다.

2. 백화현상 발생의 요인
백화현상의 발생은 시멘트 경화체 중 또는, 외부로부터의 침투수 중에 존재하고 있는 원인성분, 즉, Ca(OH)2, Na2SO4, K2SO4 등이 수용액상태로 경화체의 내부로부터 표면으로 이동한 것이 발단이 된다.
블록에서의 백화 생성과정을 간단히 요약하면 시멘트 중의 물에 녹을 수 있는 가용성 알칼리염류(수산화칼슘, 황산칼슘, 황산소다, 황산칼륨 등)와 시공시에는 혼합수, 조적 완료후에는 침투된 물에 의해 용해되어 직접 줄눈 외부로 이동하거나 블록 내부로 침투하였다가 블록 외부면이 건조되면서 용해물이 모세관을 통해 표면으로 이동하여 수분이 증발한 후 염류가 하얗게 남는 것이다. 또한 이 성분은 골재, 첨가제 등에서도 생성 원인이 될 수 있다.
따라서, 물의 이동과 관계가 깊어 이동이 용이할수록 백화현상의 발생이 쉬워진다. 이것은, 구체적으로, 시멘트 경화체가
「① 물(내부의 유지수, 외부로부터의 보충수)이 많다. ② 치밀하지는 않다. ③ 물의 증발이 왕성하다. ④ 충분한 강도가 발현되지 않았다.」 등의 상태로 말할 수 있다.
이와 같은 상태를 나타내는 요인, 즉, 백화현상의 발생 원인으로는
① 기온이 낮다, ② 습도가 높다, ③ 적당한 풍속이 있다, ④ 초기재령, ⑤ 물비가 높다, ⑥ 물비를 낮출 수 있다, ⑦ 골재량이 많다, 등의 사항을 들수 있다1).
물의 이동과는 별도로
① 단위시멘트량이 많다, ② 시멘트 중의 알카리량이 많다, ③ 골재와 혼화제 중에 원인 성분이 다량 함유되어 있다는 것과 직접 백화현상이 되는 성분이 많은 것도 발생의 요인이 된다.

3.백화의 종류
● 1차 백화 : 몰탈배합시 발생하는 백화로서 물 청소와 빗물 등에 의해 쉽게 사라짐.
※ 조적시 블록의 흡수율은 고려치 않고 물 결합제 비를 높여 쌓을 때
● 2차 백화 : 조적중이나 조적 완료후 외부로부터 스며든 수분에 의해 발생하는 백화.
※ 창호 접착 부위의 부실로 인한 흡수
※ 파라펫트 상부의 줄눈 부실로 인한 흡수 누수
※ 조적 중 빗물 등이 내부 공간으로 침투
※ 블록 벽체의 크랙에 의한 침투
※ 조적 몰탈 혹은 줄눈 시공 부실로 인한 물침투
● 기후조건에 따른 백화 : 한 건물일지라도 남향면보다 북향면에서 백화가 많이 발생하는 이유는 북향면이 수분 증발이 빠르지 않고 적당히 증발되므로 내부에서 백화 성분이 녹아있는 용액이 표면으로 스며 나오기 적당한 조건을 갖추었기 때문이다.

4. 백화현상의 제거방법
백화현상의 성분 중 Na염과 K염은 용해도가 높기 때문에 水洗에 의해 비교적 용이하게 제거 할수 있다. 한편, Ca염은 용해도가 낮기 때문에 와이어브러시로 제거하거나 稀薄酸으로 용해시키는 방법 이외에는 유효한 방법이 없다. 그러나, 여기에는 많은 노력이 필요하며 또한, 산에 의한 유해 부작용도 예상되기 때문에 실제로 사용하기는 곤란하다.

5. 백화현상의 방지방법과 방지제
백화현상 방지방법은 기본적으로 백화현상이 발생하기 쉬운 상황과 반대의 상황을 만드는 것에서 출발한다. 즉, 물의 이동을 막고, 최소한으로 억제하는 방법이 있는데, 그것은
「① 경화제를 치밀하게 한다. ② 조기에 경화시킨다. ③ 방수성, 발수성을 부여한다. ④ 보수성을 부여한다. ⑤ 외부로부터의 물의 침입을 방지한다.」 등의 방법을 구상하는 것이 좋다. 또한, 물의 이동과는 별도로 「⑥ 원인 성분의 不溶化」도 백화현상 방지에 유효한 방법이 된다.
이러한 것을 실현하기 위한 첨가제 즉, 백화현상 방지제는 이미 많이 알려져 있다1).
①을 목적으로 하는 것은 감수제와 충진제, ②는 경화촉진제, ③은 방수제와 발수제, ④는 保水劑, ⑤는 표면경화제와 표면 도막형성제, ⑥은 반응성 물질, 로 각각 분류가 가능하다. 따라서, 이들을 단독 또는, 적절히 조합 사용함으로써 백화현상 방지효과를 거둘 수 있다.

6.백화의 원인제거 방법
일단 표면에 석출된 백화 성분은 공기중의 이산화탄소와 결합하여 단단한 탄산염을 형성하게 되며, 이러한 백화 현상은 빗물 등에 의해 쉽게 지워지기도 하지만 근본적인 제거가 아니라 일시적으로 사라지는 현상에 불과하므로 조적시보다 근본적인 대책을 필요로 한다.
● 설계시 경사진 디자인을 피할 것.
경사진 부분은 빗물 등의 정체 시간이 길어짐으로 인해 내부로 침투될 우려가 많으므로 백화가 쉽게 발생한다.
● 몰탈 혼합시 깨끗한 물을 사용할 것.
● 강 상류 모래를 사용할 것.
해사 사용시 절대적으로 백화가 발생한다.
● 조적시기는 겨울과 장마철을 피할 것.
만약 건조속도가 빠르다면 약간의 내부까지도 건조가 되므로 백화성분은 표면에 이르기 전에 내부에서 석출되므로 백화가 억제된다. 반면 겨울이나 장마철 또는 그늘진 북향면은 수분 증발이 빠르지 않고 적당히 증발되므로 백화 성분이 표출되기 쉽다.
● 블록 현장 야적시 시멘트 취급 요령과 같이 건조가 잘 되도록 하며, 빗물로부터 보호해 줄 것
● 조적시 블록 흡수율에 따라 몰탈의 물 결합제 비를 알맞게 할 것..
● 조적 몰탈을 충분히 반죽해 둘 것.
● 조적시 조적 몰탈은 가로, 세로 모두 치밀하게 채울 것.
● 치장줄눈은 깊게, 치밀하게 채울 것. (8~10mm)
치장줄눈은 방수효과가 있는 줄눈용 타일 시멘트를 사용하는 것이 좋다.
● 빗물 홈통을 블록면과 닿지 않도록 하며, 홈통 연결부위의 방수 처리를 완벽히 할 것.
● 조적시 조적 몰탈이 치장면으로 흘러내리지 않도록 주의할 것.
● 파라펫트 상부를 동판으로 덮어 주거나(Flashing), 콘크리트 인방으로 보호해 줄 것.
블록 마감시에는 줄눈부분을 완전히 밀실하게 해야한다.
● 창호 혹은 타 재료와의 접착 부분은 완벽한 방수 처리를 할 것.
● 치장 줄눈이 양생될 때까지 빗물 등으로부터 보호할 것.
특히, 조적 기간 중 상부 혹은 외부로부터 내부(내부벽체와의 공간층)로 물이 침투되지 않도록 해야한다.
● 조적 완료 후 물청소는 맑고 건조가 잘 되는 날을 택하여야 한다.
● 실리콘 발수제 마감공사 등은 백화현상 방지효과를 확대시킬 수 있으나 완벽한 것은 아니며 무엇보다도 백화 발생원인 차단이 중요하다.