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프리캐스트 콘크리트는 건축물의 주요 구조체인 기둥, 벽, 보, 슬래브 등을 공장에서 제작한 것으로, 이 부재를 현장으로 운반하고, 크레인을 통해 서로 조립해 건축물을 세웁니다. 이 때 프리캐스트 콘크리트 부재들을 결합하는 방법에는 크게 2가지가 있는데요. 기둥과 보의 접합부 또는 보와 슬래브의 접합부에 굳지 않은 레미콘을 부어 넣고 양생하여 일체로 만드는 습식 접합 방법과, 기둥과 보 부재를 기계 부품 조립하듯 볼트나 슬리브 등에 연결하고, 그 사이 일부를 몰탈로 채우는 건식 접합 방법이 있습니다. 현재 국내 PC시공 현장에서는 습식 접합을 더 많이 활용하고 있는데요. 공사 기간 단축 및 안전성 강화 등에 건식접합이 더 유리한 점이 있어 최근에는 건식접합을 더 많이 적용하기 위한 다양한 시도가 이어지고 있습니다.

프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete, 이하 PC)는 공장에서 미리 만들어진 콘크리트라는 뜻인데요. 통상적으로는 전용 공장에서 생산된 기둥, 벽, 보, 슬래브 등의 주요 구조 부재를 현장까지 운반하고 그 부재들을 현장에서 각종 장비를 활용하여 조립하여, 결국엔 현장에서 타설해 만든 건축물과 같은 성능을 갖도록 만드는 일련의 과정까지 포함합니다. 장난감 레고(Lego)를 생각하면 이해가 쉬운데요. 레고는 큰 하중을 받을 필요가 없기 때문에 위 아래 부재와 양 옆의 부재를 서로 순서대로 끼워 넣기만 하면 쉽게 만들 수 있지만, 우리가 사는 집과 건물은 상당한 하중을 받고 또 때로는 큰 지진 등도 견뎌야 하기 때문에 조립과정이 좀 더 까다롭고 어렵습니다.

PC부재를 조립하는 순서는 현장타설 공정과 크게 다를 바 없는데요. 먼저 기초 위에 PC기둥들을 설치하고, 설치된 PC 기둥들 위에 PC 보를 얹어서 고정하게 됩니다. 그리고 그 보 위에 PC 슬래브를 올려 놓으면 1차적인 조립이 끝나게 됩니다. 이때, 1차 조립이 완료되기는 했지만 접합부가 비어있어 상하 좌우의 부재가 완전히 일체가 된 상태가 아니기 때문에 일체화 하기 위해 접합되는 부분에 현장타설 콘크리트를 부어 넣고 소정의 강도가 나올 때까지 보양하며 기다려야 합니다. 층별로 이러한 과정을 반복하여 전체 건물의 PC 골조를 완성하게 됩니다. 이처럼 PC기둥과 PC보의 접합부 또는 PC보와 PC슬래브의 접합부에 굳지 않은 레미콘을 부어 넣고 양생하여 일체로 만드는 접합 방법을 습식 접합이라고 합니다. 습식 접합은 현재 우리나라 대부분의 PC현장에서 주력 공법으로 자리잡고 있는데요. 공법 특성 상 접합부에 타설된 레미콘이 소정의 강도를 발휘할 때까지는 상부층 조립이 어렵기 때문에 PC공법의 장점인 공기단축이 어렵다는 것은 단점으로 꼽힙니다.

PC공법에 있어서의 습식 접합과 건식 접합 비교

건식접합은 PC기둥과 PC기둥 부재를 현장 타설 부위없이 직접 연결하고, PC기둥과 PC보의 연결은 연결 철물 및 볼트 너트 등을 이용하여 조립하는 방법입니다. 접합부에 콘크리트를 부어 넣고 양생시키는 과정 없이 볼트 이음 또는 초속경 몰탈의 주입만으로도 각 부재를 안정적으로 연결할 수 있고, 현장 콘크리트가 양생되는 동안 기다리지 않고 다음 층 기둥을 다음 날 바로 조립할 수 있기 때문에 획기적인 공기단축이 가능합니다. 건식접합에서 사용되는 고강도 무수축 몰탈도 통상 15시간 이내에 강도를 발휘해 빠른 시간 내에 작업을 이어갈 수 있습니다. 뿐만 아니라, 건식 접합의 경우 기둥 패널존(기둥과 보의 접합부)에도 150 MPa에 이르는 초고강도 콘크리트를 사용할 수 있는데요. 이를 통해 고층 건물이라고 하더라도 하부층의 기둥 크기를 줄일 수 있고, 기둥의 크기가 아닌 콘크리트 강도 조절을 통해 PC부재를 표준 모듈화 할 수 있어 초고층 PC 주택 건축에 유리합니다.

탈현장(OSC) 건설 트렌드가 가속화 되고 있는 상황에서 독자적인 건식 접합 기술력을 확보하기 위해 삼표피앤씨는 2024년 2월 페이코코리아, 현대엔지니어링, 연우건축구조사무소와 함께 연결 철물형 PC건식접합공법 공동 개발을 진행하였습니다. 현재 구조 실험을 통해 일련의 건식접합공법이 일체식 RC구조물과 동등한 내진성능을 갖추고 있음을 증명하였고, 국내 한 플랜트 건설현장에 적용하여 내년 초 설치 완료를 앞두고 있으며, 물류센터 및 반도체 공장 등에 적용을 확대해 나갈 예정입니다.