포스트 텐션 콘크리트(Post-Tension Concrete)구조의 정의, 장점, 고려사항

포스트 텐션 콘크리트(Post-Tension Concrete)는 프리스트레스 콘크리트의 한 형태로, 콘크리트 슬라브 내에 미리 삽입된 긴장재를 활용하여 고강도의 콘크리트 구조물을 만들어내는 것입니다. 포스트 텐션 콘크리트 구조는 장스판의 건물을 만드는데 적용됩니다. 이 글에서는 포스트 텐션 콘크리트 구조의 정의, 장점, 고려사항을 소개합니다. 

포스트 텐션 콘크리트 구조의 정의

포스트 텐션(Post-Tension) 공법은 적재하중 하에서 콘크리트가 받는 장력을 감소시키거나 제거하기 위하여 프리스트레스 콘크리트를 만드는 한 기술입니다. 관 등을 슬라브 내에 미리 삽입하는데, 콘크리트 경화 후 고강도 철근을 관으로 집어넣은 후 고정하고 그다음 한쪽 끝을 잡아당겨 설치합니다. 

긴장재(tendon)는 유연한 재료일 수도 있고 단단한 것 일 수도 있는데, 종종 철선 다발을 사용하기도 합니다. 이것은 별도의 외피로 보호할 필요는 없으나 슬라브와의 마찰을 최소화하기 위해서 기름으로 도포하거나 피복할 수 있습니다. 힘이 가해진 후 슬라브에 철근을 부착시키기 위해 철근관 안을 그라우팅(Grouting) 하기도 합니다. 

30m를 넘어선 철근의 경우 양 끝단에서 동시에 힘을 가하여야 합니다. 이것은 특수하게 고안된 잭(Jack)이나 앙카(Anchor) 디테일에 의해 슬라브 중앙에서 이루어질 수 있습니다. 콘크리트 슬라브의 끝모서리 부분에, 경우에 따라 중앙 부분에, 네모난 구멍을 만들어 앙카를 설치하고 힘을 가하는 데 이용되는 잭 설비를 작동합니다. 슬라브 끝단에서 포스트 텐션용 철선다발(Strand)을 기계장치에 의해 고정하는데 일단 힘이 가해진 후 철선다발을 붙잡는 방식입니다. 이 기술은 추가의 보강 철근에 의해 두께나 자중을 증가시키지 않으며 슬라브를 강화시킵니다.

 

장점

포스트 텐션 공법은 경제적으로 기능으로 바닥 슬라브의 두께가 중요한 디자인 요소가 될 경우, 또는 집중된 동하중이 매우 높고 건물 층고가 최소화되어야 하는 경우에 이용됩니다. 이 기술은 외벽으로 둘러싸이지 않은 주차장 건물에 매우 적합합니다. 그 이유는 제작된 표면은 일반적인 콘크리트 면보다 훨씬 조밀하여 지속된 비나 차량 바퀴에 묻어있는 소금과 눈 찌꺼기로 인한 누수에 유리하기 때문입니다. 포스트 텐션 공법은 역시 프로젝트 조건이 최소의 층고에 최대의 천장높이와 여유 있는 천장공간을 요구할 때 효과적입니다. 병원이나 다른 의료시설들의 증축 시 기존 층고를 맞추면서 점검을 위한 현재의 기준과 설비기기들이 기존 건물보다 더 깊은 작업공간을 요구하는 경우가 종종 있습니다. 

 

고려사항

포스트 텐션 구조는 그 강도와 전체적인 작용을 위하여 콘크리트 슬라브 내의 철근이 잘 보존되어야 합니다. 수직배관들을 위한 주요한 슬라브 관통구들의 위치는 형성 전에 정밀하게 결정되고 배치되어야 합니다. 프로젝트 개발 초기 단계에서 구조와 설비 기술자들의 자문이 필요합니다. 슬라브 관통을 포함하는 추후의 변경은 매우 어렵고 포스트 텐션 콘크리트 슬라브의 구조적 장점을 유지하기가 불가능할 수고 있습니다. 철근 등의 위치가 공사 도중 종종 표시되는데 추후 새로운 슬라브 관통구가 필요할 시에  철근들을 피하기 위함입니다. 

골조공사를 담당하는 시공자는 포스트 텐션 공법에 경험이 있어야 하며 이로써 공사 중 공법의 성공과 안전을 기대할 수 있습니다. 엄청난 구조 응력이 수반되기 때문에 일반적인 현장검사보다 더 엄격한 기준이 보장되어야 합니다. 

근래 포스트 텐션 구조의 해체와 관련된 위험 가능성에 대해 관심이 고조되고 있습니다. 거의 폭발적이고 잠재적으로 치명적인 힘들이 포스트 텐션 슬라브 내에 존재하며, 그 힘들은 해체작업 도중 슬라브가 조각나 부서지는 상황에 방출될 수 있습니다. 몇몇 전문가들은 포스트 텐션 건축물과 구조는 눈에 띄는 위치에 표시해 둘 것을 제안합니다. 새로운 공사 역시 포스트 텐션 공법 운영에 부적절한 작업으로 비슷한 위험이 발생할 수 있습니다.

포스트 텐션 시공은 변형이나 움직임에 저항하는 단단하고 경직된 구조를 생산합니다. 이로 인해 이 기술은 외장재료가 조적식인 건축물에 매우 적합합니다. 

 

마무리

포스트 텐션 콘크리트는 장스판 건물의 구조로 사무소 건축에서 종종 사용됩니다. 이를 적용할 때에는 구조의 안정성을 위해 정밀한 계획과 경험 있는 시공이 필수적입니다. 또한, 해체와 관련된 위험에 대한 다른 구조보다 주의가 요구됩니다. 특히 긴장재의 위치를 표시해 두는 것을 추천하며, 이는 향후 유비보수 및 안정성에 기여할 것입니다.