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● 인간과 공존하기 위한 콘크리트의 변화
1. 서 언 BC 2700년 고대 이집트의 피라미드 건설 등에 소석고와 나일강의 이토를 혼합하여 사용한 것을 시초로 하여 조셉 아 스프딘(Aspdin. J)의 포틀랜드 시멘트 제조법에 대한 특허 출원을 기점으로 1825년 영국에서 최초로 포틀랜드 시멘트가 제조되면서 프랑스, 독일, 미국, 일본 등 세계 각국에서 포틀랜드 시멘트가 제조되어 사용되기 시작하였다. 이후 콘크리트 는 시대적 배경에 발맞춰 사회기반시설인 도로, 철도, 항만 등에 사용되면서 세계 경제 발전에 큰 공헌을 하였으며, 우리 나라 또한 일제 강점기 시절에 도입되어 현재의 사회기반을 구축하는데 큰 공헌을 하였다고 할 수 있다. 이러한 공헌에도 불구하고 현재의 콘크리트는 환경오염 물질, 시멘트의 독성분 등 환경적 측면과 건강적 측면에서 부정적으로 인식되고 있 는 현실이 참으로 안타까운 일이다.
이러한 콘크리트에 대한 오해와 부정적 인식을 없애고 미래의 주축이 될 수 있는 재료로 발전하기 위해 많은 연구자들 은 우수한 고성능 콘크리트를 개발하고 발전시키고 있으며 다양한 건설재료 관련 분야와 다른 분야의 기술이 접목된 새로 운 형태의 재료 개발을 가속화하고 있다. 여기서 콘크리트가 친환경적이며 미래의 신소재로써 요구되어지는 기술로는 주 거 환경의 향상, 기능성의 향상, 안전성의 향상, 작업성의 향상을 들 수 있다. 1990년대를 거쳐 최근까지 많은 연구와 실 무적인 경험을 통해 콘크리트의 기능성, 안정성, 작업성면에서는 고강도 콘크리트, 고내구성 콘크리트, 초유동 콘크리트 등 많은 발전을 이뤄왔으며 실제 현장에서도 사용되어지고 있는 실정이다. 한편, 사회의 발전과 국민의 생활 패턴 변화로 환경의 질에 대한 의문이 제기되고 있으며 이는 단순한 콘크리트의 기능적 발전의 문제가 아닌 실내 환경의 문제나 주변 환경의 의장성에 대한 친환경적이면서 국민의 요구가 반영되는 의장성 콘크리트에 대한 연구가 요구되고 있다.
따라서 본 고에서는 지금까지 회색 빛의 삭막한 구조부재로만 인식되어 온 콘크리트가 이러한 인식을 넘어 다양한 모 습과 기능이 추가된 환경에 부합되는 정감 있는 재료로써 구조물의 미학적 가치를 높이는 보다 새로운 콘크리트로 발전할 수 있기를 바라며 이에 대한 연구 동향을 소개하고자 한다.
2. 미래의 콘크리트 인간이 실내에서 생활하는 시간은 하루 중 90%에 해당한다고 한다. 그만큼 사회 패턴 변화에 의해 인간의 실내 생활 시 간은 늘어가고 있고, 그에 따라 실내 환경에 대한 관심도 높아지고 있다. 또한 사회 발전에 의해 생활의 여유가 생기면서 삭막한 회색 건물이 아닌 콘크리트에도 색채감 등 의장성이 요구되고 있는 실정이다. 이러한 요구를 반영하여 현재 연구 가 진행되거나 부분적으로 실무에 채택되어 사용되고 있는 것으로는 유해물질 차단 형 콘크리트로 박테리아 콘크리트, 바 이오 콘크리트, 공기정화 콘크리트, 에코시멘트, 반 곰팡이 콘크리트, 항균 콘크리트, 전자 차폐용 콘크리트 등을 들 수 있 으며, 감성친화형 콘크리트로써 사진 식각 콘크리트, 빛(온도) 반응 콘크리트, 식생 콘크리트, 문양 콘크리트, 칼라 콘크리 트, 방오 콘크리트를 들 수 있고, 특수 기능형 콘크리트로써 축광 ․ 발광 콘크리트, 저탄소 콘크리트, 스마트 콘크리트, 반투 명 콘크리트 등을 예로 들 수 있다.
본 장에서는 콘크리트의 밝은 미래를 대표할 다양한 콘크리트중 일부분에 대해서 간략하게 소개하고자 한다.
2.1 바이오 콘크리트 최근에 들어서면서 건강에 대한 관심이 증대되고 있고 이에 맞춰 콘크리트 또한 원적외선을 이용한 인체의 바이오 리 듬을 조절하여 건강을 향상시킬 목적으로 바이오 콘크리트에 관한 연구가 진행되고 있다. 바이오 콘크리트에 사용되는 재 료로는 원적외선 발생이 크고 원소의 함유량이 많은 점토, 규사, 황토, 맥반석, 옥등이 활용되고 있으며 현재 바닥 마감재 나 구조체에 활용함으로써 최근 5년간 콘크리트 분야 총 출원 건수의 절반 정도의 꾸준한 연구 성과를 내고 있다.
2.2 공기정화 콘크리트 현재 실내공기 오염에 대한 콘크리트 관련 연구는 친환경 건축자재를 사용하거나 다공질의 활성탄과 기능성 촉매제(광 촉매, 공기촉매)을 첨가하여 오염물질을 해롭지 않은 물질로 변환하거나, 직접 제거하는 방법이 사용되어지고 있고, 이러
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한 실내 공기질과 관련하여 포름알데히드나 T-VOC(full name) 등을 저감하기 위한 방안으로 연구되는 것은 대부분 마감 재에 적용되어지고 있으나 여기서는 콘크리트 자체에 공기정화 기능을 부여하는 연구와 특허 출원건이 있어 간략히 소개 하고자 한다.
공기정화 콘크리트란 공기 중에 있는 오염물질의 흡착기능과 흡착된 오염물질의 분해기능의 접목을 시도한 것으로 이 에 사용되는 재료에 대한 설명을 간단히 요약하면 다음과 같다.
1) 활성탄：다공질탄소질의 흡착제로써 높은 공극의 비표면적으로 약 1,000 m 2 /g 이상이며, 세공구조의 구멍용적이 1,000 mm3 /g 정도이다. 이러한 활성탄의 활성표면의 화학적 특성은 표면에 존재하는 탄소원자에 의한 인력 작용으로 피 흡착질(오염물질)의 분자를 흡착하는 역할을 하며 활성탄의 표 면 및 세공 분류는 <그림 1>과 같다.
2) 광촉매 및 공기촉매：광촉매로써 사용되어지고 있는 대표적인 물질은 산화 티탄(TiO2)이며, 이러한 광촉매는 유해물질을 태양 에너지 또는 형광 빛으로 물과 탄산가스로 분해하고 재생하는 사이클에 의해 반영구적으로 기능을 발 그림 1. 활성탄의 표면 및 세공 분류 휘하므로 경제적이나 빛이 없는 경우 암실 등에서 효과가 발휘되지 않은 단 점이 있다. 공기촉매의 경우는 인산티타늄 화합물로서 공기 중의 산소와 수 분을 에너지로 하여 빛이 없어도 유기물 분해 기능을 가지고 있으며 광촉매 와 같이 반영구적인 사용이 가능하다.
<그림 2>는 A사에서 실험한 공기촉매를 콘크리트에 첨가하였을 때의 포름알데 히드 제거 효과를 나타낸 것으로, 본 연구에서는 광촉매의 경우 빛(자외선)을 매개 체로 하기 때문에 콘크리트 내부에서의 역할을 기대하기 어려워 공기촉매를 선정 하였다. 실험결과 촉매를 첨가하지 않은 경우의 콘크리트 포름알데히드 제거 효과 보다 약 2배 정도 포름알데히드 제거 효과가 있는 것을 알 수 있었다.
(건자재시험연구원) 그러나 현재까지는 광촉매, 공기촉매에 관계없이 정량적이고 이론적인 자료 및 장기 성능검토 등이 부족한 상태로 앞으로 꾸준한 연구가 진행된다면 실내 공기질 개선에 크게 기여하는 미래의 콘크리트로써 활용이 가능할 것으로 판단된다.
그림 2. 포름알데히드 농도 실험결과 2.3 사진식각 콘크리트(photo-etched concrete) 포토에칭이란 사진의 현상 처리를 응용한 금속 표면의 정밀 가공 기술로 공장물의 표면에 감광성 피막을 발라서 필요 부분을 감광시키고, 미 감광 부분을 부식하여 요구되는 형상으로 하는 기술이다. 이런 기술을 콘크리트에 적용시켜 개발 된 것이 사진식각 콘크리트이다. 아직까지 한국에서 연구나 시공된 사례는 없는 것으로 보고되고 있으나, 오스트레일리아, 독일, 프랑스, 미국 등에서는 일부 현재 사용되어 실 건물에 적용이 되었다. 건축물과 예술의 만남이 이뤄졌다고 할 수 있 을 것이다<사진 1>.
2.4 에코 시멘트 에코 시멘트란 에코로지와 시멘트의 합성어로써 도심부의 쓰레기 소각재나 하수 오지 등의 폐기물을 주재료로 재조된 새로운 시멘트라 할 수 있으며 <그림 3>은 에 코 시멘트를 생산하기 위한 폐기물 자원화 공정을 나타낸 것이다. 에코 시멘트는 일 본에서 1994년부터 연구되기 시작하여 2003년 ‘순환형 사회 형성 추진계획’을 통해 정책적으로 에코 시멘트의 생산을 지원하고 있으며, 2004년 실용화 단계까지 이뤄 진 상태이다. 유럽은 이보다 앞선 1990년대 초반부터 지구 온난화 및 자원고갈 방지 차원에서 폐기물을 시멘트 생산에 활용 연간 400만톤 이상의 이산화탄소 배출 절감 사진 1. 사진식각 콘크리트 사례 (Eberswalde Library, 독일)
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효과를 얻고 있으며, 독일은 시멘트 업계의 유연탄 사용량 중 50% 이상을 폐기물로 대체하고 있다고 보고되고 있다. 우리나라에서는 외국 사례처럼 아직 적극적으로 사용하고 있지 못하는 실정이지만, 폐타이어 등의 재료 사용에 대한 환경오염 중 금속 유출 등의 논란을 극복하기 위해 민간합동 조사를 실시하여 시멘트의 중금속 유출이 기준치 이하로 나타나는 것을 증 명하는 등의 조금씩 제도적 기준 및 환경오염 방지와 품질 개선 노력을 위해 지속적으로 노력하고 있다.
이러한 에코 시멘트는 현재 도로지반, 지반개량, 방파제, 빌딩, 주택 등에 사용되어 미래의 자원순환형 사회를 만들어 가는데 일조할 것으로 판단된다.
그림 3. 폐기물 자원화 공정 최근에 들어서는 CO2 배출량을 줄인 시멘트 제로 콘크리트가 개발되고 있어 자연친화적 콘크리트에 한 발자국 더 다 가설 수 있는 계기를 만들고 있다.
2.5 빛(온도)반응 색 변화 콘크리트 콘크리트 자체는 무채색으로 보다 따듯하고 감성적인 느낌의 콘크리트를 만들 수는 없는 것일까라는 사회적 요구가 증 가되고 있다. 이러한 요구를 충족시키기 위해 현재는 칼라 콘크리트의 많은 연구가 진행되고 있으며, 이는 기존 콘크리트 와 완전히 다른 모습으로 변화하며 보는 이로 하여금 안정적이고 부드러운 느낌을 줄 수 있는 장점을 가지고 있다. 하지만 이러한 색 변화 콘크리트도 시공 당시의 색상으로 제한되는 단점을 가지고 있다.
따라서 계절별, 일별 온도의 변화에 따라 다양한 색상을 표현할 수 있는 콘크리 트 개발이 요구되었으며, 빛(온도)에 의한 콘크리트의 색상변화를 위해 마이크로 캡슐이라는 새로운 기술과 접목되어 개발이 진행되고 있다.
빛 반응 콘크리트의 색상변화원리는 콘크리트에 감광 마이크로 캡슐을 일정 비 빛 차단 빛 흡수 율 첨가하면 콘크리트가 빛을 흡수하여 감광색소에 따라 발색을 하고, 빛이 차단 되면 다시 원상태로 돌아오는 원리를 가지고 있으며, 온도 변화 콘크리트 또한 같 은 원리로 작용하게 된다. <사진 2>은 빛 반응 색 변화 콘크리트의 시험체의 사진 이며, <사진 3>는 온도반응 색 변화 콘크리트를 나타낸 것이다 이러한 빛(온도)반응 색 변화 콘크리트는 콘크리트의 단조로움을 벗어나게 하고 구조체에 다양한 색상의 표현이 가능 하도록하여 시각적 효과 및 값싼 콘크리트의 사진 2. 빛 변화 콘크리트 인식에서 고부가 가치의 제품으로 새롭게 탄생할 수 있는 기회를 가질 수 있을 것이다. 향후에는 겨울에는 따듯한 색 여름 에는 차가운 색 계통의 콘크리트를 만나게 될지도 모른다. 다만 아직 초보적인 실험단계로써, 콘크리트 이외의 마이크로 캡슐의 내구성 문제 및 혼합 비율 등의 다양한 연구가 추후 계속적으로 진행되어야 할 것으로 판단된다.
2.6 축광 · 발광 콘크리트 축광 ․ 발광석은 자연광, 인공빛(형광등, 백열전등)에서 빛 에너지를 흡수하여 어두운 곳에서 빛으로 방출하는 특성을 가진 재료라 할 수 있다. 이러한 축광 ․ 발광석은 산화 알루미늄을 모체로 하고 다른 산화물이나 희토류 원소가 결합된 화합 물로 이전의 축광 ․ 발광석은 방사성 원소를 포함하는 화합물 이였으나, 현재는 안정화 된 세라믹 무기물 물질이 사용되어 인체에 무해한 것으로 알려져 있다.
축광 ․ 발광석은 이미 낚시 용품이나 주로 비상 통로 유도용 축광 표시구 등에 사용되어져 왔으며, 최근에 개인 주택이나 아파트 및 빌딩의 바닥 장식, 계단 단차, 보행로, 정원의 조경용 등으로 일본 등에서 사용이 시도되고 있다. 우리나라에서 는 아직까지 그 활용이 미비한 상태이고 축광 ․ 발광석에 대한 연구 또한 미비한 상태로 대부분 수입에 의존하고 있는 실정 이다<사진 4>.
차후 이러한 축광 ․ 발광의 성질을 활용하여 도로포장을 할 경우 도로의 야간식별이 용이하게 하고, 전등을 대체 할 수도 있는 효과를 기대할 수 있어 분말형 축광 ․ 발광물질을 콘크리트에 도입하고자 시도한 바는 있으나 시멘트와의 반응 문제
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등으로 현재로는 불가능하다고 판단되지만 여러 문제점을 해결하면 다양한 기대효과를 얻을 수 있는 콘크리트가 개발될 수도 있을 것으로 판단된다.
사진 3. 온도 반응 색 변환 콘크리트 빛 차단 사진 4. 축광 ․ 발광석 시공 사례(일본 오사카 우메다 스카이 빌딩) 빛 흡수 3. 맺음말 및 향후 과제 본 고에서는 인간 친화적 콘크리트 및 의장성 콘크리트에 대해서 관련 연구사례를 주요 내용으로 서술하였다. 전 세계적으로 콘크리트와 신소재 에 관한 사회적 관심이 높아지고 있으며 이에 반응하여 콘크리트 자체 성능의 향상이나 새로운 기술과의 접목을 통해 꾸준히 발전하는 모습을 나타내고 있다.
“철강재의 경쟁자로 콘크리트를 주시하고 있다”라는 말을 포스코의 이구택 회장이 했듯이 초고강도 콘크리트, 초유동 콘크리트, 고내구성 콘 크리트 등의 발전으로 <사진 6>과 같이 콘크리트로 만든 배나, 자동차, 비행기 등이 철판을 대체할 수 있는 그날이 올지도 모른다. 또한 새로운 기술과의 접목으로 나노기술분야, 마이크로 캡슐분야, 전기 ․ 통신분야 및 화학분야와의 연계된 발전을 통해 스마트 콘크리트, 바이오 콘크리트, 빛 (온도)반응 콘크리트 등의 특수 콘크리트에 대한 복합된 기술발전은 더욱 사진 5. 콘크리트로 만든 배 가속화 될 것으로 판단된다.
하지만 이러한 연구의 현재 수준은 연구의 초기 단계로써 앞으로 검증 단계와 실용화 단계까지 경제성 등의 많은 문제 점과 제한된 수준이 있어 짧은 시일 내에 어려울 수도 있지만 현재 많은 분야에서 연구자들이 심도 깊게 연구하고 있고 연 구자들의 인식 또한 변하고 있기 때문에 실제 우리의 생활공간에 이러한 특수콘크리트가 보여질 날은 멀지 않았다고 할 수 있을 것이다. 콘크리트의 미래는 무궁무진한 발전을 앞에 두고 있으며, 우리의 조금만 상상력으로 인해 생각지도 못한 새로운 콘크리트가 나올 수도 있을 것이다.
출처 ; 콘크리트학회지 제21권 2호 2009.3
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● 혼화재 종류 변화에 따른 저온조건하 콘크리트의 초기강도.
1. 서론
콘크리트의 압축강도는 시멘트의 수화 반응에 의하여 발현되는 것으로 이러한 수화반응은 온도에 민감한 영향을 받게 된다. 또한, 압축강도는 품질관리 상 가장 중요한 품질특성 인자 중의 하나로서 이러한 콘크리트의 압축강도는 부어 넣은 후 28일에 측정한 강도 값으로 그 품질의 양부를 평가하는 기준이 된다. 따라서 실무건축공사 현장에서 재령 28일의 압축 강도를 미리 확인할 수 있고, 그에 대한 체계적인 자료가 제시되어 있을 경우에는 강도시험 이전에 설계기준강도 및 호칭 강도의 발휘 시점, 양생기간의 결정 그리고 거푸집 제거시기의 결정 등을 미리 예측할 수 있으므로 그에 따르는 공기의 단 축, 원가절감 및 레미콘의 압축강도 검사 합격여부의 평가자료를 얻을 수 있어 보다 과학적인 품질관리가 가능할 수 있을 것으로 사료된다.
더욱이 겨울철과 같은 저온환경 조건의 경우 온도조건에 따른 초기강도 발현 성상은 품질관리상 매우 중요한 포인트로 인식되고 있고, 특히, 플라이애시나 고로슬래그와 같은 광물질 혼화재를 사용함에 따른 저온조건에서의 초기강도 저하는 커다란 관심사로 대두되고 있는 실정이다. 그러나 우리나라 실무 건축공사 현장에서는 이에 대한 충분한 연구 자료의 미 비, 실무담당자들의 인식 부족과 아울러 각 레미콘사별로 배합강도 결정시 할증계수에 차이가 존재하기 때문에 재령 28일 전후를 대상으로 한 강도를 미리 예측하기가 곤란한 실정이고, 과학적 방법에 의한 접근보다는 경험적 사실에 입각한 대 처로 많은 어려움을 겪고 있다.
그러므로 본 연구에서는 혼화재 종류, W/B 및 양생온도 변화에 따른 콘크리트의 강도증진성상을 적산온도 방법으로 해석한 후, 이를 이용하여 재령 28일의 강도에 대한 초기 재령 하에서의 각 재령별 강도비를 산정, 검토함으로써 실무건설 현장에서 저온조건에서 콘크리트의 초기 압축강도의 평가 및 예측 과 연관한 품질관리에 한 참고자료를 제시하고자 한다.
2. 실험계획 및 방법 2.1 실험계획 본 연구의 실험계획은 표 1과 같고, 배합사항은 표 2와 같다.
배합사항 실험사항 실 험 요 인 W/B(%) 결합재 목표 슬럼프 4 3 2 목표 공기량 양생온도(℃) 굳지 않은 콘크리트 경화 콘크리트 1 3 2 1 표 1. 실험요인 및 수준 수 준 30, 40, 50, 60 • OPC • FAC(플라이애시 30%치환) • BSC(고로슬래그 30%치환) • 210±10㎜(W/B 30, 40%) • 180±10㎜(W/B 50, 60%) 4.5±1.5(%) 5, 10, 20 슬럼프, 공기량 압축강도 W/B는 30, 40, 50, 60%의 4수준으로 계획하였고, 결합재는 플라이애시와 고로슬래그 미분말을 30%치환하였다.
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표 2. 콘크리트의 배합표 구 분 OPC FAC BSC W/B (%) 40 50 60 40 50 60 40 50 60 S/A (%) 39 39 40 38 39 40 37 39 41 AE/C (%) 0.002
0.26
** 0.18
** 0.003
0.3
** 0.4
** 0.003
0.4
** 0.4
** * 는 고로슬래그를 혼합한 결합재의 용적임 ** 는 AE 감수제를 의미함 SP/C (%) 0.84
1.00
0.85
W (㎏/㎥) 179 182 181 178 182 180 183 181 180 C 146 116 96 105 81 67 156 * 123 * 102 * 용적배합(ℓ/㎥) F/A 62 49 40 S 244 256 264 231 251 267 228 254 275 G 382 401 414 377 392 401 388 397 398 2.2 사용재료 본 연구에 사용한 결합재의 경우 보통포틀랜드 시멘트 및 고로슬래그 시멘트는 국내산 S사제를 사용하였고, 플라이애 시는 충남 보령 화력산을 사용하였다. 골재로써 잔골재는 충남 병천산 강모래를 사용하였고, 굵은 골재는 충북 괴산산 20mm 화강암 부순 굵은 골재를 사용하였다. 각각의 물리적 성질은 표 3~표 5와 같다.
유동성 및 공기량 확보를 위하여 사용되는 혼화제는 멜라민계 고성능 감수제와 Sodium Lauryl Sulfate계 AE제, 나프탈 렌계 AE감수제를 사용하였는데, 물리적 성질은 표 6과 같다.
시멘트 OPC BSC 응결시간 초결(분) 종결(분) 237 341 250 460 3일 24 18 압축강도(MPa) 7일 30 27 28일 34 39 분말도 (㎠/g) 3,412 3,720 표 3. 시멘트의 물리적 성질 밀도 (g/㎤) 3.15
2.94
안정도 (%) 0.05
0.08
강열감량 (%) 0.9
0.8
습 분(%) 0.3
밀도(g/㎤) 2.23
골재의 종류 굵은 골재 잔 골재 구 분 고성능 감수제 AE제 AE 감수제 분말도(㎠/g) 3,519 밀도(g/㎤) 2.69
2.58
압축강도비(%) 97 SiO 2 (%) 97 표 4. 플라이애시의 물리적 성질 강열감량(%) 3.4
조립율 흡수율(%) 6.80
2.43
1.15
1.90
표 5. 골재의 물리적 성질 단위용적질량(㎏/㎥) 1,647 1,502 주 성 분 형 태 술폰산 멜라민계 Synthetic Tensides 나프탈렌계 분 말 액 상 액 상 표 6. 혼화제의 물리적 성질 색 상 흰 색 암갈색 암갈색 공극율(%) 40.80
42.13
밀 도 1.01
1.02
1.14
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2.3 실험방법 콘크리트의 혼합, 굳지 않은 콘크리트의 슬럼프, 공기량 시험 및 경화 콘크리트의 압축강도시험은 KS 규격에 의거 실 시하였고, 압축강도 측정 재령은 표 7과 같다.
W/B (%) 양생온도(℃) 압축강도 측정 재령 및 적산온도 일 2 6 14 28 42 56 110 182 5 10 ○ ○ D·D 일 D·D 30 1.5
30 90 3 90 210 4.5
210 420 10.5
420 630 31.5
630 840 42 840 1725 84 1680 2730 136.5
2730 n
M= Σ (θz+10)
Z=1 ․․․․․․․ (1) 여기서, z : 재령(일) n : 구조체 콘크리트의 강도관리 재령(일) θz : 재령 z(일)에 있어서 콘크리트의 일 평균 양생온도(℃) (1) OPC (2) FAC 그림 1. 혼화재 종류별 적산온도경과에 따른 강도증진 성상 (3) BSC
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F C = F ∞ 1+exp(-
k
⋅ log
M
+
m
) · · · · · · (2) 여기서, F∞ : 최종도달강도(MPa) k, m : 실험상수 그림 1은 로지스틱 모델식을 이용한 강도증진성상을 나타낸 것이다. 전반적으로 양생온도 20℃이하에서는 동일적산온 도의 경우 양생온도별로 유사한 강도증진을 보임을 알 수 있다. 한편, 로지스틱 모델식을 이용한 강도증진 해석 결과 시멘 트의 종류나 양생온도에 관계없이 결정계수가 0.95~0.98 정도이고, 표준오차는 0.5~2.5MPa 정도로 나타나고 있는데, 실험에 의하여 측정된 값과 로지스틱 모델 식에 의해 예측된 값이 비교적 양호한 추정 정밀도를 갖는 것으로 나타났다.
그림 2는 W/B별 로지스틱 모델식의 실험상수를 결정하기 위한 절차를 나타낸 것이고, 표 8은 그림 2의 절차를 통하여 산정된 W/B별 로지스틱 곡선식의 실험상수치를 나타낸 것이다. 전반적으로 최종 도달 강도는 W/B가 증가할수록 감소하 고 있으며 계수 k, m은 증가하는 경향으로 나타났다. 한편, 그림 3은 로지스틱 모델 식에 의하여 일체화된 실험상수 값을 이용한 시멘트 종류별 콘크리트의 강도증진 경향을 나타낸 것이다.
실험 상수값 F∞ k m 30 35 40 OPC W/B(%) 45 50 55 60 30 35 40 FAC W/B(%) 45 50 55 60 30 35 40 BSC W/B(%) 45 50 55 60 697 584 499 431 379 335 300 675 570 492 431 382 342 309 693 592 516 457 410 371 339 1.76 1.95 2.11 2.21 2.31 2.38 2.45 1.82 1.84 1.85 1.86 1.87 1.87 1.88 2.21 2.19 2.19 2.18 2.18 2.17 2.17
3.24 3.88 4.38 4.75 5.06 5.31 5.51 3.14 4.01 4.29 4.51 4.68 4.82 4.94 4.72 4.98 5.18 5.33 5.46 5.56 5.64
표 8. 로지스틱 모델의 실험 상수값 전반적으로 FAC 및 BSC를 사용한 콘크리트는 초기적산온도에서 OPC보다 낮은 강도증진을 보이나 적산온도가 경과 함에 따라 포졸란 반응 및 잠재수경성 반응에 의하여 OPC의 강도와 비슷하거나 유사한 수준으로 회복함을 알 수 있었다. 그림 2. 로지스틱 곡선식에 의한 강도증진해석절차 그림 3. 적산온도에 따른 콘크리트의 강도증진성상 3.2 재령 28일의 강도에 대한 강도비 그림 4는 W/B 및 혼화재료를 사용한 콘크리트의 7일 및 28일 강도를 나타낸 것이고, 표 9 및 그림 5는 W/B별로 재령 28일 강도에 대한 여타 초기재령에서의 강도비를 시멘트 종류 및 양생온도별로 구분하여 나타낸 것이다. 먼저, 혼화재 종 류별로는 OPC를 사용한 경우 양생온도가 높아질수록, W/B가 감소할수록 초기재령에서의 강도비는 높아지는 것으로 나 타났으나, 재령 28일 이후의 강도비는 오히려 양생온도가 낮을수록, W/B가 높을수록 증가하는 강도비의 역전현상을 보였 다. 반면에 FAC 및 BSC를 사용한 경우는 전반적으로 OPC에 비하여 초기재령에서의 강도비는 작게 나타나고 있었는데, 재령 7일에서의 강도비는 OPC의 경우 64~80%로 나타난 반면, FAC나 BSC의 경우는 52~76%정도 수준을 보이고 있었
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구 분 OPC W/B(%) FAC W/B(%) BSC W/B(%) 양생 재령 온도 (℃) (일) 적산 온도 (DD) 30 1 3 7 14 15 45 105 210 29 52 72 87 5 35 21 44 66 84 40 17 38 61 82 45 14 33 58 80 50 11 30 55 78 55 10 28 52 77 60 9 26 50 76 30 24 46 66 84 35 19 39 61 81 40 16 35 57 78 45 15 32 54 76 50 14 30 51 74 55 13 28 50 73 60 12 27 48 72 30 14 34 58 80 35 12 29 53 77 40 10 27 50 74 45 9 25 47 72 50 9 23 44 69 55 8 22 44 69 60 8 22 43 69 21 28 42 315 420 95 94 93 92 91 91 90 93 92 91 90 89 88 88 92 91 89 88 87 87 86 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 630 105 107 108 109 109 109 111 106 109 111 112 114 115 116 108 111 113 114 116 117 118 56 840 109 111 112 114 115 116 117 111 114 118 121 123 125 127 114 118 121 126 128 128 130 91 1365 113 116 118 121 122 124 125 117 122 128 133 137 141 144 120 127 132 141 145 145 148 10 20 1 3 7 14 21 20 60 140 280 420 33 56 75 89 96 25 48 70 87 95 20 43 66 85 94 16 38 63 83 93 14 35 60 82 93 12 32 58 80 92 11 31 56 80 92 30 52 72 83 93 22 43 65 83 93 19 39 61 81 92 17 35 57 79 91 15 33 55 77 90 14 31 53 75 90 13 30 51 74 89 17 39 63 83 93 14 34 58 80 92 12 31 54 78 91 11 28 51 75 90 10 27 49 74 89 10 25 48 73 88 9 24 46 72 88 28 42 560 840 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 104 105 106 107 107 108 108 106 107 109 110 112 113 114 107 109 110 112 113 114 115 56 1120 107 108 110 111 112 113 113 110 112 115 117 120 122 123 111 114 117 119 121 123 125 91 1820 111 113 114 116 117 118 119 113 118 123 127 131 135 137 116 121 125 129 133 136 139 1 3 30 90 39 63 31 56 25 50 21 46 19 43 16 40 15 38 34 55 27 49 23 44 20 41 18 38 17 36 16 34 22 47 18 41 16 37 14 34 13 32 12 30 12 29 7 14 21 210 420 630 80 91 96 76 89 96 73 88 95 70 87 95 68 86 95 66 85 94 64 85 94 78 90 97 70 86 95 66 84 93 63 82 93 60 80 92 58 79 91 56 78 91 70 87 95 65 84 94 61 82 93 58 80 92 56 79 91 54 77 91 52 76 90 28 840 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 42 1260 103 104 104 105 105 105 105 102 105 107 108 109 110 111 105 106 107 109 110 111 117 56 1680 105 106 107 108 108 109 109 104 109 111 113 115 117 118 107 110 112 114 115 117 118 91 2730 108 109 110 111 112 112 112 106 114 117 121 123 126 129 111 115 118 121 123 126 128 표 9. 시멘트 및 W/B에 따른 재령 28일 강도에 대한 각 재령별 강도증진율
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다. 그러나, 재령 28일 이후의 강도비는 오히려 OPC의 경우보다 커짐 을 알 수 있는데, 이는 플라이애시 및 고로슬래그의 포졸란 반응 및 잠 재수경성 반응에 기인된 결과로 사료된다.
동일재령에서 W/B별로 강도비의 차이를 검토한 결과 초기재령의 경 우는 커다란 차이를 보이고 있으나, 재령이 경과함에 그 차이가 감소하는 것으로 나타났다. 즉, 재령 3일에서는 OPC의 경우 약간의 차이는 있으나 W/B별로 약 25%정도 강도비의 차이가 있으나, 재령 21일에서는 약 5% 정도의 차이만을 나타내었다.
한편, 실무건축공사 현장에서 재령 28일의 강도값은 설계기준강도에 증가계수를 고려한 배합강도의 값으로서 역으로 각 레미콘사의 증가 계 수값을 알게 될 경우 이를 이용하여 설계기준강도를 구할 수 있는데, 본 연구의 그림 5를 이용하면 설계기준강도가 발휘되는 시점을 역산하여 알 수 있게 된다. 일예로 레미콘사의 증가계수가 1.2일 경우 이를 28일에서 의 강도 값으로 나누면 28일 강도의 83%정도가 발휘되는데, 이 값이 설 계기준강도가 되고 이를 그림 5에서 해당강도비가 얻어지는 재령을 산정 하면 W/B별로 설계기준강도 발휘시점을 얻을 수 있게 된다.
이 결과를 이용할 경우 설계기준강도가 발휘되는 시점을 미 그림 4. 7일강도와 28일강도의 관계 리 알 수 있으므로 하부 거푸집 존치 기간의 산정이나 설계기준강도를 이용한 콘크리트의 강도관리가 용이해짐에 따라 공 기의 단축은 물론 원가절감 및 보다 과학적인 품질관리가 가능할 것으로 사료된다.
또한, 본 자료를 이용할 경우 재령 28일에서 레미콘의 압축강도검사 결과가 불합격되었을 경우는 91일 강도의 예측이 가능할 수 있어 구조 계산 없이 대상건물의 사용여부를 쉽게 결정할 수 있다.
3.3 7일 압축강도를 이용한 28일 압축강도 추정식 제안 표 10은 표 9 및 그림 5를 토대로 7일 강도와 W/B를 이용하여 28일 강도를 추정하기 위한 중회귀 분석결과를 나타낸 것이다. 표 10을 이용하면, 혼화재 종류별로 7일 강도와 W/B를 해당 식에 대입할 경우 28일 강도를 추정할 수 있게 된다.
한편, 본 연구에서 얻어진 회귀식은 결정계수 0.91이상의 양호한 상관성을 갖는 것으로 나타났다.
구 분 OPC FAC BSC 회 귀 식 결 정 계 수 f 28 = 0.14f
7 - 99.27 W/C + 78.24
f 28 = 0.69f
7 – 51.13 W/B + 40.59
0.913
0.960
f 28 = 0.93f
7 – 36.66 W/B + 32.31
0.995
표 10. 7일 강도에 의한 28일 강도 추정식 비 고 • •
f f
28 7 : 28일 강도(MPa) : 7일 강도(MPa) • W/B : 물 결합재비 그림 6은 표 10을 이용하여 혼화재 종류 및 W/B에 따른 7일 강도를 이용한 28일 강도 추정에 대한 그래프를 나타낸 것 이다. 전반적으로 OPC를 사용한 경우 7일 강도에 대한 28일 강도 발현이 크지 않음을 알 수 있으나, FAC나 BSC의 경우 OPC보다 높은 강도발현을 보이고 있다. 이는 FAC 및 BSC의 경우 7일 강도가 OPC에 비해 비교적 낮게 발현되어 28일 강도와 비교할 경우 발현 폭이 상대적으로 크게 나타나기 때문으로 사료된다.
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(1) OPC (2) FAC (3) BSC 그림 5. 결합재 종류 및 W/B별 재령 28일의 강도에 대한 여타 재령에서의 강도비 4. 결론 본 연구에서는 저온조건에서 혼화재 종류 및 W/B별 적산온도에 따른 강도증진해석을 실시한 후, 이를 토대로 재령 28 일의 강도에 대한 각 재령별 강도 비를 검토하고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
1) 로지스틱 모델에 의한 강도증진해석결과 OPC를 사용한 콘크리트는 초기재령에서 FAC나 BSC를 사용한 경우보다 평균적으로 10~15%정도 높은 강도를 보이는 것으로 나타났다.
2) 재령 28일의 강도에 대한 여타 재령의 강도 비는 W/B가 작을수록, 양생온도가 높을수록 그리고 OPC를 사용한 경 우가 초기재령에서 높은 강도 비를 유지하는 것을 알 수 있었다.
3) 본 연구의 표 9 및 그림 5를 이용할 경우 재령 28일의 강도로부터 설계기준강도의 발현시점을 미리 알 수 있어 적 기의 하부거푸집 탈형 시기의 결정으로 공기의 단축 및 이에 따른 원가절감과 불합격 공시체의 평가에 자료를 얻을 수 있는 등 레미콘의 양호한 품질관리가 가능할 것으로 사료된다.
4) 본 연구에서는 표 10 및 그림 6을 이용하여 혼화재료 종류 및 W/B에 따라 7일 압축강도를 이용하여 28일 압축강도 를 추정할 수 있는 모델식을 중회귀 분석을 통하여 제안하였다.
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● 공기량 시험기에 관한 이해와 응용(Ⅱ)
다.
2.4 2 조립방법 공기실 안쪽의 오물을 청소하고, 각종 접속너트 및 연결부위에 엷게 기름을 바른 후 분해의 역순으로 조립을 실시한 2.4.3 조립 시 주의 사항 1) 고무 패킹이나 seal에 기름이 묻지 않도록 하고, 손상되지 않도록 주의 한다. 2) 레버파트 조립 시 공기투입구와 레버밸브를 일치시킨다. 3) 연결부위는 테프론 테이프를 감아 압력이 새지 않도록 한다. 3. 공기량 시험기의 작동원리 3.1 공기량 시험 시 압력이동 그림 2-11 레버 파트 조립 그림 3-1 공기량 시험 시 압력이동 STEP1 : 공기실 배기밸브와 배기구를 열어 용기내의 압력을 대기압과 일치 시킨 후 밸브를 잠근 후 Air Pump 로 공기 실내의 압력을 높인다. STEP2 : 작동레버를 누르면 공기실내의 압력이 용기내부의 콘크리트 윗면에 도달한다. STEP3 : 콘크리트에 포함된 공기기포에 까지 압력이 전달되어 공기압력 변동이 발생된다. 이것을 압력게이지에서 공기량시험기 체적(용기부분)의 백분율로 환산하여 공기량을 표시한다.
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3.2. 공기량 환산방법 일반 압력계는 눈금판의 숫자가 압력을 표시하나 공기량 시험기의 압력계 눈금판은 전체용적에 대한 백분비로 나타나 있으며 압력계 형식은 부르돈관식으로 일반 압력계와 같다.
3.2.1 공기량 시험기 제원 ㄱ) 공기실의 용적 : 368 ㎤ ㄴ) 용기와 덮게 사이의 용적 : 83 ㎤ ㄷ) 용기의 용적 : 7,054 ㎤ ㄹ) 게이지의 바늘이IP Line에 도달 했을 때의 공기실 압력 : 약100kPa (1kgf/㎠) ㅁ) 레버작동 후 압력 : 0.502 kgf/㎠ ㅂ) 굳지 않은 콘크리트 내부의 공기 용적 : V" 3.2.2 압력변동에 따른 공기량 환산 그림 3-1의 STEP3에서 레버 작동 후 공기실과 용기의 콘크리트와는 압력이 같으며 이때의 압력변화는 보일의 법칙 에 따라 변한다.
PV = P'V' 에서 1 kgf/㎠ × 368 ㎤ = 0.502 kgf/㎠× ( 368 ㎤ + 83㎤ + V") 1 kgf/㎠ × 368 ㎤ = 226.402 kgf/㎠·㎤ +0.502 kg/㎠·V" V" = 282 ㎤ ∴ 콘크리트의 공기량(%) = 282㎤ / 7,054㎤ × 100 = 4% 공기량과 압력의 관계식으로 표시하면 A : 공기량 % P': 압력 kg/㎠ 1 kgf/㎠ × 368 ㎤ = P' kgf/㎠× ( 368 ㎤ + 83㎤ + 7,054 × A %) ∴ P' kgf/㎠ = (1 kgf/㎠ × 368 ㎤)/ ( 368 ㎤ + 83㎤ + 7,054 × A %) 위의 식에서 알 수 있듯이 공기량이 커지면 압력은 반비례하여 줄어든다.
4. 골재수정 계수 측정방법 골재 자체에 함유한 공기량을 말하며 공기량은 콘크리트의 겉보기 공기량 측정 후 골재수정 계수를 감하여 계산한다. 4.1 골재 수정 계수의 측정 a) 공기량을 구하려고 하는 용적(S)의 콘크리트 시료 중에 있는 잔 골재 및 굵은 골재의 중량을 다음 식에 따라 산출한 다. S C S = × C b B Fs : 용적 S의 콘크리트 시료 중의 잔골재의 중량 (kg) S : 콘크리트 시료의 용적( 용기의 용적과 같다) (ℓ) B : 1배치의 콘크리트의 완성용적 (ℓ) Fb : 1배치에 사용하는 잔골재의 중량(kg) S F S = × F b B Cs : 용적 S의 콘크리트 시료 중의 굵은 골재 중량(kg) Cb : 1배치에 사용하는 굵은 골재의 중량(kg)
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b) 잔 골재 및 굵은 골재의 대표적 시료를 각각 중량 Fs 및 Cs 만큼 채취한다. 시료 골재 입자의 함수 상태를 콘크리트 시료 중의 골재 입자의 함수 상태와 똑같이 하기 위하여 잔 골재 및 굵은 골재를 별도로 물에 담근다( 물에 담그는 시간은 5분 정도로 하는 것이 좋다.). 약 1/3까지 물을 채운 용기 안에 골재를 넣는다. 골재를 넣으려면 한 삽 가득히 잔 골재를 넣고 다음에 2삽의 굵은 골재를 넣도록 하여 모든 골재가 물에 잠기도록 한다. 골재를 넣을 때는 되도록 공기가 들어가지 않도록 하고 표면 에 나온 거품을 빨리 제거하여야 한다. 공기를 추출하기 위하여 용기 옆면을 나무망치로 두드리고, 또 잔 골재를 넣 을 때마다 약 25mm의 깊이에 달할 때까지 다짐 봉으로 약 10회 다지는 것으로 한다. c) 골재 전부를 용기에 넣은 후 수면의 거품을 모두 제거하고 용기의 플랜지와 뚜껑의 플랜지를 잘 닦고 뚜껑을 얹고 잠근다. 이후 콘크리트 공기량 측정방법과 같이 조작을 하여 압력계 공기량의 눈금을 읽고, 이것을 골재 수정 계수 (G)로 한다. 5. 콘크리트 공기량 측정 방법 a) 시료를 용기의 약 1/3까지 넣고 고른 후, 용기의 바닥을 튀어나오지 않도록 각 층을 다짐 봉으로 25회 균등하게 다 진다(다짐 봉이 용기바닥에 닿지 않도록 주의 한다). 다짐구멍이 없어지고, 콘크리트의 표면에 큰 거품이 보이지 않 게 되도록 하기 위하여 용기 옆면을 10 ~ 15회 고무망치로 두드린다.다음에 용기의 약 2/3까지 넣고, 위와 같은 조 작을 반복한다. 마지막에 용기에서 조금 넘쳐 흐를 정도로 시료를 넣고 똑같은 조작을 반복한 후, 윗면을 용기 면과 일치시켜 평탄하게 한다. 각층을 다짐 시 다짐 봉을 넣는 깊이는 거의 각 층의 두께로 한다. b) 진동기로 다질 경우는 KS F 2409의 진동기로 다지는 경우에 준하여 한다. c) 용기에 플랜지 윗면과 뚜껑의 플랜지 아랫면을 완전히 닦은 후, 뚜껑의 안팎을 공기가 통하도록 하여 가만히 뚜껑 을 얹어 공기가 새지 않도록 클램프를 잠근 후 뚜껑의 안쪽과 수면 사이의 공기가 다 빠져나갈 때까지 물을 넣는다. d) 모든 밸브를 잠그고, 공기 핸드 펌프로 공기실의 압력을 초기 압력보다 약간 크게 한다( 너무 크게 하면 고정 핀에 바늘이 부딪쳐 고장의 원인이 된다) 약 5초 후에 압력조절 밸브를 서서히 열어 압력계의 눈금을 초기 압력의 눈금 에 정확히 일치 시킨다. e) 약 5초가 경과한 후 작동레버를 충분히 누른다. 콘크리트의 각 부에 압력을 고루 미치게 하기 위하여 용기의 옆면 을 나무망치로 두드린 후 다시 한번 작동레버를 충분히 누르고, 바늘이 안정되고 나서 압력계의 공기량 눈금을 소 수점 이하 1자리로 읽으며, 이 값을 콘크리트의 겉보기 공기량(A1)으로 한다. f) 공기량 계산 A = A1 - G 여기에서 A : 콘크리트의 공기량 (%) A1 : 콘크리트의 겉보기 공기량 (%) G : 골재 수정계수( 0.1% 이하인 경우는 생략해도 좋다.) ※ 참조 : KS F 2421 6. 콘크리트 공기량 측정 시 주의사항 콘크리트 공기량 측정 시 시험오차의 폭을 최소화하여 정확한 시험이 하고자 함.
a) 용기에 시료를 넣을 때 3층으로 나누어 넣고 매 층마다 25회씩 다지며, 용기외곽에서부터 가운데 부분으로 타원을 그리며 고루 다져야 한다. 이때 다짐 봉을 넣는 깊이는 각 층의 두께로 하며, 다진 후 다짐구멍이 없어지도록 용기 옆면을 10 ~ 15회 고무망치로 두드린다. b) 용기에 콘크리트를 채운 후 윗면을 곧은자( 철재 또는 목재 )로 편평하게 마무리한다. 이때 표면은 공기구멍이나 요 철이 없어야 한다. ※ NO WATER의 경우 콘크리트를 채운 후 윗면 마무리 높이(1mm)에 따른 오차는 ? ● 용기의 윗부분의 면적 : 10.2×10.2×3.14 = 326.7 ㎠
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● 1mm의 높이의 부피 : 326.7 × 0.1 = 32.7 ㎤ 의 용적이 되며 이는 공기량으로 간주되고 전체 용기부피 7054㎤대비 32.7/7054×100 =0.46% ≒0.5%가 증감됨. 즉 실제 공기량이 4.5%일 경우 콘크리트 윗면이 1mm 낮을 경우 측정 공기량은 5%가 되어 윗면 마무리 높이에 따 른 공기량 시험 data에 미치는 영향은 큰 것을 알 수 있다. c) 용기에 콘크리트를 채운 후 윗면을 마무리 한 후 용기윗면과 덮개의 고무패킹 접합부분을 잘 닦아 이물질로 인하여 공기(NO WATER)나 물(WATER)이 새지 않도록 주의 한다. 7. 공기량 시험기의 유지관리 방법 공기량 시험기의 검정은 대부분 시행치 않으나 년 1회 정도 시험하여 공기량 시험기의 상태를 점검하여야 하며, 점검 시 이상이 발견되었을 경우 수리가 가능하도록 고장의 원인과 대처 방법을 설명하기로 한다. 7.1 용기의 검정 용기에 물을 채우고 채운 물의 중량을 단다. 용기에 물을 채우려면 용기의 플랜지를 따라 그리스를 엷게 발라 연마 유 리판을 대고, 용기의 플랜지를 따라 거품을 남기지 않도록 주의 깊게 움직이면서 물을 채운다. 이때 저울은 0.1g 단위 이 하 까지 측정 가능한 저울을 사용한다. ※ 실제로는 상당히 어려운 작업으로 구입시 첨부된 성적서의 용적을 기준으로 모든 교정작업을 시행한다.
7.2 초기의 압력 결정 a) 용기에 물을 채우고 뚜껑의 안팎으로 공기가 통하도록 하여 가만히 용기에 뚜껑을 덮는다. 뚜껑을 덮은 후 뚜껑의 안쪽과 수면 사이의 공기가 다 빠져나갈 때까지 물을 넣는다. ※ 비고 : 물을 넣지 않을 경우는 용기 중의 수면은 용기의 윗면과 정확히 일치 되어 있어야 한다.
(이론적으로는 가능하나 실제로는 시행하기 어려움) b) 모든 밸브를 잠그고, 공기 펌프로 공기실의 압력을 초기 압력보다 약간 크게 한다. 약 5초 후에 조절 밸브를 서서히 열고, 압력계의 지침을 초기 압력의 눈금(I.P (Initial Point) line)에 정확히 일치 시킨다. c) 작동 밸브를 충분히 열고 공기실의 압력과 용기 윗부분의 기압을 평행시켜서 압력계를 읽고, 그 눈금이 공기량의 0% 눈금과 정확히 일치하는지 조사한다. 이것이 일치하지 않을 경우에는 공기 및 물이 그림 7-1 압력계의 눈금판 새는 여부, 그 밖의 것을 점검한 후 검정을 반복한다. 2~3회 반복했을 때 압력계의 지침은 같은 점을 가리키지만 영점에 일치하지 않을 경우에는 그림7-1과 같이 초기 압력의 눈금 위치를 지침이 영점에 머무르도록 이동한다. 이 후 조작을 반복하여 초기 압력의 눈금 위치 이동이 적당한지를 확인한다.
d) 위와 같이 점검결과 초기압력 검정이 맞지 않는다. ● 원인 - 공기실 내부에 이물질( 물, 모래, 기타) 이 남아있어 공기실의 부피가 적어진 경우(공기량 증가) - 윗 덮개 아래 부분에 콘크리트가 묻어 용기 면과 덮게 사이의 부피가 적어진 경우( 공기량 감소) - 시험도중 압력이 새는 경우
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● 대책 - 윗 덮개 아래 부분에 묻어있는 콘크리트 코팅을 제거 한다. - 시험도중 압력이 새는 경우 우선 공기량 시험기를 시료가 담긴 상태로 물에 넣으면 새는 부분을 확인할 수 있다.
이를 원인 별로 살펴보면 다음과 같다. ⓐ 윗 덮개와 용기 사이에서 압력손실이 있을 경우는 윗 덮개와 용기 사이에 밀착 상태를 확인하고, 윗 덮개의 고 무 패킹에 콘크리트가 묻은 경우 이를 제거한다. ⓑ 물주입구, 압력조절 밸브, 배기구 밸브에서 압력손실이 있을 경우 잠김 상태를 확인하고 덜 잠겨 있을 경우 압 력이 새지 않도록 잠근다. ⓒ 공기실에 조립되어 있는 연결 부분에서 압력이 샐 경우는 테프론 테이프를 감아 조립한다. - 이상의 원인을 점검한 뒤 이상이 없을 경우는 공기실 내부에 이물질이 남아있어 공기실의 부피가 적어진 경우 이 므로 공기실을 분해하여 청소한다. 이는 공기실의 각종 seal을 손상시킬 우려가 있으므로, 꼭 필요한 경우가 아 니면 분해하지 않는 것을 원칙으로 한다. 7.3 공기량 눈금의 검정 a) 7.2 a) 와 똑같은 조작을 하고 다시 다음의 조작을 한다. 1) 용기내의 물을 적당량만큼 빼내어 메스실린더에 넣고 용기의 용량에 대한 백분율로 표시한다. 2) 용기내의 기압을 대기압과 같게 하여 잠그고 공기실 내의 기압을 초기 압력까지 높인다. 3) 작동 밸브를 열고 압축된 공기를 용기 내에 넣는다. 4) 압력계의 지침이 안정되고 나서 공기량의 눈금을 읽는다. b) 다시 a)에 준해서 용기내의 물을 빼내고, 빼낸 물의 백분율과 물의 총량 을 용기의 용량에 대한 백분율로 표시한다. a)와 마찬가지로 공기량의 눈금을 읽는다. c) 위와 같은 조작을 몇 번 반복하여 빼낸 물의 백분율과 공기량의 눈금을 비교한다. 이들 값이 각각 일치하고 있을 때는 공기량의 눈금은 정확하 다. 일치하지 않을 경우에는 양자의 관계를 그래프로 도시한다. 이 그래 프을 공기량의 검정에 사용한다. 비고) 압력계를 읽을 경우에는 항상 압력계를 손으로 가볍게 두드리고 나서 예제) 읽어야 한다. 용기 용적이 7,054 ㎤( 7.054 ℓ = 7,054 cc) 이라면 70.54cc의 물을 공기 량 시험기에서 빼냈다면 (0.54/7,054×100)의 공기량에 해당되며, 이때 그림 7.2 용기 내의 물을 빼내는 방법 공기량 눈금점검을 했을 경우 1%에 일치하고 있을 때는 공기량의 눈금은 정확하다고 할 수 있다.
빼낸 물의 양(cc) 공 기 량(%) 70.54
1 141.08
2 211.62
3 282.16
4 352.7
5 423.24
6 7.4 공기량 시험기의 보관방법 a) 공기량 시험기는 사용 후 물기를 제거하여 건조한 곳에 보관한다. b) 압력게이지는 방수구조로 되어있으나 시험이 끝나고 세척 시 물에 잠기거나 내부에 습기가 차지 않도록 한다. c) 이동 시 충격을 받아 각종 연결부위에 손상이 가지 않도록 주의 한다. d) 윗 덮개 바닥 면의 고무 링 부분의 콘크리트는 필히 제거 후 보관한다.
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● 콘크리트의 다양성
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1. 서론 근대 시멘트인 포틀랜드 시멘트는 영국에서 탄생하여 184년, 철망으로 보강된 콘크리트 및 철근콘크리트(RC)가 프랑스에서 탄생해서 141년, 프랑스의 오귀스 트 페레(Auguste Perret)에 의한 본격적인 RC 건축물인 프랭클린(Frenklin)가의 아파트<사진 1>가 지어져서 대략 105년이 지났다. 일본 최초의 RC조 사무소인 요코하마시의 미쓰이물산(三井物産) 주식회사 요코하마지점<사진 2>은 97년 경 과했다. 최근에 구조물의 장수명화에 대한 사회적 관심이 높아지고 있으며, 건축 에서는 200년 주택의 실현이 요구되고 있는 실정이다.
한편 로마에는 콜로세움(Colosseum)<사진 3, 4>과 판테온(Pantheon) <사진5> 등 2000년이 경과한 고대 로마의 콘크리트 구조물이 현존하고 있으며, 판테온은 아직도 건축물로써 활용되고 있다.
콘크리트는 건설현장에서 시멘트, 물, 자갈 등이 혼합되어 제조되어 왔고, 지금 은 레미콘이 현장에 반입되어 거푸집에 타설 된다. 이때에는 어떠한 형태로도 자유롭게 만들 수 있으며, 시간의 경과와 함께 강도가 발현되고, 지진, 화재, 내구 사진 1. 프랭클린가의 아파트(1904년) 성에 강한 콘크리트가 만들어 진다. 또한 가격도 저렴하다. 이러한 뛰어난 건설 재료가 또 있을까? 콘크리트의 뛰어남은 다양성에 있다고 생각한다. 그 다양성에 대해서 간단히 소개하고자 한다.
2. 콘크리트 강도의 다양성 콘크리트는 모두가 알고 있듯이 모래로 대표되는 잔 골재와 쇄석으로 대표되는 굵은 골재를 시멘트 페이스트로 굳힌 것이다. 콘크리트의 강도 는 주로 시멘트 페이스트 강도에 지배 받으며, 시멘트 페이스트 강도는 물ㆍ시멘트비로 결정된다. 시공할 때 요구되는 유동성은 기본적으로는 물의 양으로 결정되지만, 화학 혼화제의 진보에 의해서 물이 적어도 화학 혼화제로 제어될 수 있게 되었다. 그 결과, 압축강도 20 ∼ 60 MPa의 콘 크리트가 보통 포틀랜드 시멘트를 사용해서 물ㆍ시멘트비의 조절만으로 제조될 수 있게 되었다. 또한 실리카 퓸 등의 혼화재를 혼입함으로써 150 MPa 이상의 고강도콘크리트가 제조되어 초고층 RC 집합주택의 건설이 가능하게 되었다.
사진 2. 미쓰이 물산 주식회사(1912년) 1972년부터 2006년까지 설계된 512동의 고층 RC조 건축물의 특징이 제 1기에서 제 4기까지 분리되어 조사되었다 1) .
고층RC조 건축물의 설계 건수 추이를 나타낸 <그림 1>을 보면 1990년 ∼ 1999년에 걸쳐 실시된 건설성 종합 프로젝트 사진 3. 콜로세움 AC72-80 사진 4. 콜로세움 벽의 일부 사진 5. 판테온 AC120-125
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｢ 철근 콘크리트조 건축물의 초경량 ․ 초고층화 기술의 개발 ｣ 에 의해서 1995년 이후에 설계건수가 증가했음을 알 수 있다. 특히 2000년 이후에 대폭으로 증가하였다.
콘크리트의 설계기준압축강도 f ck 의 최대치의 추이를 나타낸 <그림 2>에 의하면, 1972년에 f ck = 30 Mpa에서 2005 년에는 f ck = 150 MPa까지 실용화되었음을 알 수 있다. <사진 6>에 f ck = 150 MPa의 콘크리트가 사용된 초고층 주택을 나타낸다. 층수는 59층, 건물 높이는 198 m로 점성체 제진 벽과 저항복점 강을 사용한 제진 기둥 등의 제진 장치가 설치 되어 있다. 그림 1. 고층 RC조 건축물의 설계 건수의 추이 1) 그림 2. 콘크리트 설계기준강도의 최대치의 추이 1) 또한 2002년 건축기준법 개정에 의해서 JIS제품에 없는 콘크리트를 건축물에 사용하는 경우에는 지정 성능평가 기관에서 성능평가를 받은 후에 국토 교통장관 의 승인을 받아야 한다. 현재에는 설계기준압축강도가 45 MPa을 넘는 콘크리트 가 해당된다. 장관 승인의 신청에는 시공사와 레미콘 공장의 공동신청, 레미콘 공 장의 단독신청, 시공사의 단독신청이 있다. 100 MPa 이하의 경우에는 레미콘 공 장 단독 신청이 많은 편이다. 현재까지 고강도콘크리트의 장관승인을 취득한 공장 수는 약 800개로 대도시에 편중해 있으며, JIS를 취득한 공장의 약 30%가 장관 승 인을 취득하였다.
설계기준압축강도 200 MPa의 콘크리트도 개발되고 있지만 콘크리트의 제조에 있어서 골재의 선택과 품질관리 등 해결해야 하는 과제가 많이 남아있다. 80 Mpa 를 넘을 경우, 화재 시에 콘크리트 내부의 수증기압의 작용으로 인하여 폭렬하는 문제가 있지만 이러한 문제점은 유기섬유의 혼입에 의해서 해결하고 있다. 단, 150 MPa를 넘는 콘크리트는 유기섬유의 혼입만으로는 대처할 수 없으므로, 유기섬유 에 더해서 강 섬유가 혼입되어야 한다.
사진 6. 파크시티 무사시코수기 (武 蔵 小杉)(2009년) 3. 다양한 구조형식 3.1 철근콘크리트 콘크리트의 인장강도는 압축강도의 약 1/10로 매우 작기 때문에 철근으로 보강하게 된다. 이러한 구조형식을 철근콘 크리트(RC)조라 한다. 한편 철근은 대기 중에서 수분과 산소의 존재에 의해서 부식하게 되고, 화재와 같은 고온에 의해서 항복 점과 강도가 떨어지게 되지만, 콘크리트는 그 자체가 알칼리성이어서 철근의 부식을 방지하고, 화재 시에는 콘크리 트가 내화피복의 역학을 하기 때문에 고온에서 철근을 보호할 수 있다.
철근콘크리트는 영어로는 ‘Reinforced Concrete’로 보강된 콘크리트라는 의미이다. 철근 이외에 고강도 강재와 철골 로 보강된 콘크리트 또는 이것들이 복합적으로 보강된 콘크리트도 있다. 강재가 부족했던 제 2차 세계대전 중에는 대나 무로 보강된 콘크리트도 있었다.
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3.2 프리스트레스트 콘크리트 고강도 강재로 보강된 콘크리트는 강재를 긴장해서 그 반력으로 콘크리트에 미리 압축응력을 가해서 인장응력의 전부 또는 일부를 없애기 때문에 균열발생을 방지할 수 있으며, 장스팬의 구조를 가능하게 할 수 있는 특징이 있다. 이러한 콘 크리트를 프리스트레스트 콘크리트(PSC)라고 부른다. 통상의 RC구조에서는 경제적인 스팬은 7 m, 8 m이지만 PSC구조 에서는 50 m 스팬의 건축도 가능하다. PSC의 원리는 RC와 거의 동시대에 고려되어 왔지만 콘크리트의 건조수축과 크리 프에 의한 수축변형에 의해서 강재의 긴장력이 저하하고, 그 결과 프리스트레스가 시간의 경과와 함께 감소하는 문제점 이 있기 때문에 실용화의 단계까지는 도달할 수 없었다. 1928년에 프랑스인 프레시네(eugene freyssinet)가 이러한 문제 점을 이론적으로 해명함과 동시에 고강도 강재의 개발이 가능하게 되어 PSC구조가 실용화 될 수 있었다. 상시 하중 하에 서 균열의 발생을 전제로 설계하는 것이 RC구조이고, 균열의 발생을 허용하지 않는 것이 PSC 구조이다. RC와 PSC의 중 간인 프리스트레스트 철근 콘크리트(PRC)구조도 고안되었다. RC에서는 처짐과 균열을 제어하기 위해서 프리스트레스 를 도입하는 경우가, PSC에서는 설계하중이 작용하지 않을 때에 부재가 위로 볼록하게 휘는 것을 방지하고, 경제성의 관 점으로부터 프리스트레스를 줄이고, 균열의 발생에 대비하여 철근을 병용하는 경우가 PRC구조가 된다. RC에서 PSC까 지 임의로 균열을 제어할 수 있는 것이 콘크리트 구조의 특징 중 하나라고 할 수 있겠다 2) <그림 3>.
그림 3. RC, PRC, PSC 보의 하중-처짐, 균열폭의 관계 PSC의 기술을 이용한 공법에는 프리케스트 부재를 압착에 의해 일체화 하는 압착공법이 있다. 일반적으로 포스트텐 션 공법에서 PS강재는 시스라고 하는 파이프 안에 배치되고, 긴장 후는 강재의 부식방지와 부착을 부여하기 위하여 그라 우트재가 주입된다. 시공성의 관점으로부터 미리 시스관 안에 강재를 배치하고, 그리스를 주입한 언본드 강재도 이용되 고 있다. 이 공법은 부재의 휨 내력은 10 ∼ 20% 정도 작게 되지만 그라우트 공법이 불필요하기 때문에 시공이 간단하다 는 이점이 있다. 또한 강재의 긴장력을 느슨하게 하면 부재의 손상 없이 쉽게 해체할 수 있기 때문에 부재의 재사용도 가 능하게 된다<그림 4-(a)>.
3.3 철골철근콘크리트 철근콘크리트와 철골을 조합한 철골철근콘크리트(SRC) 구조도 보급되고 있다. 철골구조에 비교해서 강성이 크기 때문에 지진 ․ 바람에 의한 흔들림이 적게 된다. 1923년의 관동 대지진을 계기로 해서 지진국가인 일본에서 고안된 구조형식이다 <그림 4-(b)>.
3.4 콘크리트 충진 강관(CFT) 강관 내부에 콘크리트를 충진한 콘크리트 충진 강관 구조도 고안되었다. 고성능의 화학 혼화제의 개발에 의해서 고강도이면서 고유동의 콘크리트가 제조될 수 있게 되 었고, 그로 인하여 가능하게 된 구조이다. 강관에 충진 된 콘크리트는 구속되어 있기 때문에 강도와 인성이 향상하고, 강관은 좌굴 내력이 향상하는 등, 강관과 콘크리트 그림 4. RC 기둥, SRC 기둥, CFT 기둥
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가 갖고 있는 각각의 특성의 상승효과를 이용한 구조 형식으로, 고층 및 초고층 건축에 이용되고 있다<그림 4-(c)>.
4. 콘크리트 구조물에 요구되는 성능과 다양성 4.1 내진성 지진국가인 일본의 건물은 우선 내진성이 요구된다. 중간 정도의 지진에 대해서는 건축물의 경미한 피해로 인한, 그리 고 매우 드물게 발생하는 대지진에 대해서는 구조골조의 큰 피해로 인한 인적 피해가 발생하지 않도록 하는 기준이 건축 기준법에 규정되어 있다. 대부분의 건물은 기둥과 보를 일체화해서 골조를 만든 라멘 구조이다. 이 라멘구조의 보 단부와 1층의 주각부가 소성화해서 힌지가 발생하고, 그로 인한 에너지 흡수에 의해서 지진에 견딜 수 있도록 설계된다. 이 시점 에서 철근은 항복하고 콘크리트는 압축파괴를 한다. 효고현남부지진(고베 대지진, 1995년)에서는 RC조의 건물도 많은 피해를 입었다. 대부분은 1980년 이전에 구 내진기준으로 설계된 건물들이었지만, 일부는 신 내진기준으로 설계된 건물 들도 있었다. 그 건물들은 기둥, 보로 구성된 라멘가구로 보 단부에 힌지가 발생하는 등, 설계대로 거동을 해서 인적 피해 는 방지할 수 있었지만 보수에 상당한 비용이 드는 이유로 대부분 해체되었다. 효고현남부지진 후, 재산의 보전과 지진 후의 기능성의 유지를 고려해서 건물의 물리적 피해도 최소한으로 줄여야 할 필요가 있다는 문제가 제기되었다. 건물의 일부를 손상시키는 것이 아니라 기둥, 보의 구조재가 아닌 별도의 에너지 흡수재를 설치해서 지진에 대처하자고 하는 것 이 제진 구조이고, 다양한 공법이 개발되고 있다. 골조의 일부에 교환이 가능한 에너지 흡수재를 설치하는 방법도 고려되 고 있다 3) .
그리고 건물의 최하층과 기초 사이에 적층고무 지승 등의 면진 장치를 배치해서 건물에 가해진 지진력을 저감시켜 건물의 흔 들림에 대응하여 안전성뿐만 아니라 기능성과 주거성능을 향상 시키는 면진공법도 채용되고 있다. <그림 5>에는 내진구조, 면진구조, 제진구조를 나타낸다. 효고현 남부지진 이후, 면진구 조와 제진구조가 증가하였다<그림 1> 4.2 내구성 RC구조물의 내구성은 건물 주위의 환경이 일반 환경이면 콘 크리트 강도의 경년 열화는 작게 되므로 철근 부식에 지배된다 고 말해도 과언이 아니다. 전술과 같이 고대 로마의 구조물이 그림 5. 내진, 제진, 면진구조 2000년을 경과한 지금도 현존하고 있는 것은 그 구조물들이 무근 콘크리트 구조였기 때문이라고 말할 수 있다.
콘크리트 내부에서는 시간의 경과와 함께 대기 중의 탄산가스(CO2)와 콘크리트 중의 수산화칼슘(CaOH2)이 반응해 서 탄산칼슘(CaCO3)이 생성되고, 중성화가 진행된다. 철근 위치까지 중성화가 진행하면 콘크리트는 철근 부식을 방지할 수 없게 된다. 철근이 부식하면 철근의 단면이 작아지고, 인장내력이 저하 할 뿐만 아니라 체적 팽창에 의하여 콘크리트 의 균열, 박락 등이 일어날 수 있다. 장수명화를 위하여 중성화 속도가 느린 밀실한 콘크리트가 요구되며, 고강도 콘크리 트는 이러한 내구성 측면에서도 기여를 하고 있다. 피복 두께는 건축기준법에 정해져 있으며, 그것은 환경조건과 콘크리 트의 종류, 마감의 유무 등에 응해서 피복두께를 선정함으로써 건축물의 내용연수를 늘리는 것이 가능하며, 이것도 콘크 리트 다양성 중의 하나라고 할 수 있다.
또한 소정의 콘크리트 피복두께 확보를 위하여 2009년 2월에 개정된 일본건축학회 건축공사표준사양서 ｢ JASS 5 철 근콘크리트 공사 ｣ 에서는 거푸집을 제거한 후 검사항목에 비파괴검사에 의한 피복 두께가 첨가되었다.
4.3 조형성 콘크리트의 특징 중 하나로 조형성이 있다. 르꼬르뷔제(LeCorbusier)의 롱샹교회와 같이 곡선 형태의 벽과 지붕, 개구 부등 자유로운 형태가 가능하다<사진 7>. 공장에서 제작한 프리케스트 공법을 이용하면 오페라하우스<사진 8>와 나가 노 올림픽 스타디움<사진 9>과 같이 복잡한 형상도 쉽게 만들 수 있다.
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사진 7. 롱샹교회(1955년) 사진 8. 오페라하우스(1973년) 사진 9. 나고야 올림픽 스타디움(1997년) 6. 균열 제어의 다양성 콘크리트의 큰 과제중의 하나는 균열 제어이다. 콘크리트는 전술과 같이 인장강도가 작기 때문에 휨 응력에 대해서는 균열의 발생을 전제로 철근으로 보강된다. 휨 응력 외에 콘크리트의 건조에 따른 수축과 자기수축 등의 수축변형이 어떠 한 구속 작용(내적, 외적)으로 인하여 발생한 인장응력이 콘크리트의 인장강도에 도달할 때 균열이 발생하게 된다. 이 균 열은 누수와 철근의 부식에 밀접한 관련이 있고, 물리적으로 문제가 되며, 거주자에게 불안감을 주는 등 나아가 신뢰성 상실을 유발하게 된다. 현시점에서는 이 수축균열을 제어하는 것이 급무이다.
균열제어를 위해서는 재료, 시공 및 구조 측면에서의 조합이 필요하다. 재료 측면에서는 양질의 골재, 혼화제의 활용, 시공측면에서는 적절한 콘크리트의 타설, 양생, 구조측면에서는 유발 줄눈에 의한 대책, 철근에 의한 균열분산 대책, 그 리고 프리스트레스에 의한 균열대책도 있다. 구조분야와 재료시공 분야의 협동 작업이 요구 된다 4, 5) .
7. 맺음말 콘크리트의 강도, 구조형식 등 콘크리트의 폭넓은 다양성의 일부를 소개했다. 이러한 콘크리트의 뛰어난 성능을 충분 히 발휘시키기 위해서는 기획, 설계, 구조, 재료시공 모든 분야에서의 콘크리트에 대한 이해와 협력이 필요하다. 하지만 건설현장에서는 콘크리트 공사, 거푸집 공사, 철근 공사 등 많은 직종이 있고, 어려운 경제 환경 속에서 각각의 분야에서 의 품질관리가 확실히 실시되고 있는지, 기술의 계승이 잘 이루어지고 있는지, 걱정이 되는 부분도 있다.
출처 ; 콘크리트학회지 제21권 5호 2009. 9
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● 말썽쟁이 직원? 에니어그램으로 다시 보라
“난 저 인간과는 도저히 일을 못하겠어. 도대체 상식이 안 통한다니까.” 어느 조직에서나 ‘안 맞는다’는 사람들은 꼭 있 다. 하지만 이러한 사람들간의 갈등이 커지면 많은 부작용을 낳기도 한다. 훌륭한 인재들이 회사를 그만두거나, 조직의 목표를 달성하는 데 있어 불협화음이 발목을 잡거나, 심지어는 조직이 흔들리기도 한다. ‘사람’은 한 기업과 조직을 유지, 발전시키는 근본적인 토대이기 때문이다. 기업은 조직원들간의 협력과 이해를 높여야만 탁월한 성과도 낼 수 있다. 그렇다면 구성원들이 서로의 다른 점을 인정 하고 열린 마음을 갖게 하려면 어떻게 해야 할까? 그 해답을 ‘에니어그램 (Enneagram)’이라는 성격유형에서 찾아 본다.
GE, AT&T, 제록스, 맥도널드, 디즈니, CBS, 애플컴퓨터, 퍼스트 유니온 뱅크, 월풀, HP, 선 마이크로시스템즈, 타임워너 등 세계적인 이 기업들의 공통점이 무엇일까? 바로 에니어그램이라는 성격유형검사를 조직관리와 변화관리의 도구로 활용 하는 것이다. 많은 기업들이 조직의 성과를 높이기 위해 대인관계 • 커뮤니케이 션 • 코칭 • 의사결정 • 프로젝트 관리 • 갈등 관리 등에 에니어그램을 활용한다. 그렇다면 이렇게 다양한 기업들이 활용하는 에니어그램이란 무엇일까?
에니어그램 ‘사람은 서로 다르다’ 조직에서 부하직원이 지각을 했을 경우를 보자. 직속 상관들의 대응방식은 성 격에 따라 다르다.
오 부장: “김 대리, 지금이 몇 시야? 이렇게 늦으면 안 되지!“ 라며 바로 꾸짖는다. [그림 1] 에니어그램을 활용하는 기업들 나 차장: 직접 대 놓고 화를 내진 않지만 점심시간쯤 한 켠으로 불러 “김 대리 다들 아침에 피곤해도 일찍 나오는데… 자네도 신경 써서 5분만 일찍 나오면 좋겠네.”라며 조용히 타이른다.
박 팀장: “김 대리, 어제 맡긴 일은 다 처리했나?” 지각한 상황자체보다는 지각과 관련한 일을 먼저 들고 나온다. 일을 처리하지 못했다고 하면 “아니, 처리할 일도 남아 있는데 이제서야 오나?” 라며 말을 돌려서 혼낸다. 이처럼 기업의 조직원 사이에는 서로 다른 유형들이 존재한다. 때문에 상대에 따라 대하기 편한 경우도 있고, 불편하고 뭔가 잘 통하지 않는 경우도 있다. 기업은 이처럼 다양한 조직원들 간에 효과적인 커뮤니케이션, 갈등 관리, 팀워크, 동기 부여, 피드백 등을 통해 서로의 강점을 살리면서 약점은 보완하게끔 해야 한다. 그리고 같은 목표를 향해 매진하도록 만 들어야 한다. 이 때 리더들은 일단 함께 일하는 조직원들이 각각 어떤 성격인지 파악하면 그에 따라 효과적으로 대응할 수 있게 된다. 성격을 파악하는 데 유용한 것이 ‘에니어그램’ 성격유형이다.
에니어그램은 그리스어로 ‘아홉 개의 점이 있는 그림’이라는 뜻으로 사람을 총 9가 지 유형으로 분류한다. 먼저 성격에 따라 사람은 크게 3가지, 즉 행동중심, 감정중심, 사고중심의 사람으 로 나뉜다. 사람은 기본적으로 세 가지 방식 다 사용하지만 개인마다 그 중 하나를 중점적으로 사용하고 산다. 같은 상황에서 상대성과 차별성을 보이는 것이다. 에니 어그램은 세 유형이 장, 심장, 두뇌와 같이 신체의 미묘한 중심들과 연관되어 있다 고 본다. 어떤 신체 부위에 에너지가 많이 집중되느냐에 따라 장을 주로 쓰는 유형 (행동형), 가슴을 주로 사용하는 유형(감정형), 머리를 주로 쓰는 유형(사고형) 으 로 나뉘는 것이다. 결국 ‘인간마다 행동하고(doing), 느끼며(feeling), 생각하는 [그림 2] 에니어그램 상징 (thinking) 방식이 다르다’는 것이 에니어그램의 핵심이다. 에니어그램은 이 3가지 유형을 또다시 각각 3가지로 세분화한다. 그러면 결국 총9가지 성격유형이 나온다.
선일기술정보지 - 제17호 -
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에니어그램의 각 유형은 개인뿐 아니라 조직에도 그대로 활용할 수 있다. 조직의 설립 목적이나 사업 아이템, 최고경영 자의 경영 스타일, 조직 문화 등에 따라 조직의 성격이 다른 것도 에니어그램을 적용하면 이해할 수 있게 된다. 중요한 것 은 각각의 유형이 어느 것이 더 좋고 나쁜 것이 아니라 서로 다른 성향을 갖고 있다는 것을 인정하는 것이다. 유형마다 고 유한 장점과 단점이 있기 때문에 중요한 관리 포인트는 각 유형별로 그들의 장점을 더 극대화 시키고 단점을 감소시키는 것이다.
각 성격 유형의 주요 특성 ● 장형 ; 본능에 충실해서 일단 행동으로 저지른다.
장형의 기본적인 생존 대응방식은 ‘행동’으로, 솔직하고 과감하다. 앞의 지각 사례에 서는 대 놓고 직접적으로 꾸짖은 오 부장이 이런 유형이다. 이들은 자신의 힘과 존재의 무게 감에 관심이 있다. 강한 추진력과 힘이 있고 운동이나 일, 인간관계에서 자신의 힘 의 한계를 시험하려 한다. 자기 영역에 대한 인식과 욕망이 크고 남을 지배하며 지위를 누리는 것을 선호한다.
장형이 가지는 기본적인 감정은 ‘분노’다. 분노 때문에 본인과 주위사람들을 힘들게 만든다. 이는 에너지의 관심이 현재에 있기 때문이다. 장형은 현재의 상황이 나의 기준 에 미달하거나 맘에 들지 안으면 자동적으로 분노가 생기고 화가 나면 눈에 뵈는 것이 없다. 과거나 미래보다 그 순간 현재만이 중요한 것이다. 미뤘던 업무를 마쳤을 때의 기 [그림 3] 에니어그램 3가지 힘의 중심 분을 아는가? 분노가 사라진 장형이 느끼는 감정과 비슷할 것이다. 따라서 분노를 잘 다스리는 것은 장형에게 있어서 행 복한 삶의 원동력이 된다.
● 가슴형 ; 감성적이고 사교적이다.
가슴형은 다른 유형에 비해 사교적이며 대인관계를 즐기고 좋아한다. 앞서 예로 든 나 차장 같은 경우가 해당한다. 이 들은 감성적이고 타인의 관심사와 분위기를 잘 파악하며 자신이 어떻게 보이는지에 대한 관심과 욕구가 높다. 자신이 원 하는 방식으로 인정을 받고자 노력하며 기대에 못 미치거나 원하는 대로 되지 않을 때 강한 수치심을 느낀다. 가슴형은 과거에 발생한 자료를 차곡차곡 쌓아뒀다가 다시 꺼내 그리워하거나 창피해 한다. 과거지향적인 가슴형이 행복 하려면 건강한 상태의 인정받고자 하는 수준을 잘 알고 유지해야 한다.
● 머리형: 논리적이고 이성적이다 논리적이고 이성적이며 판단력이 강한 유형이다. 이들의 관심사는 상황과 정보로 간단명료한 대화를 좋아한다. 이성 적인 대응을 하려 노력하며 자신과 조직이 처한 상황이 어떻게 되는지 전체적인 관점에서 이해하고 해석하려 한다. 자신 이 습득한 정보와 지식 안에서 존재 가치를 느끼며 충분한 지식 없이 의사결정을 해야 하는 경우 곤혹스럽다. 미래지향적 인 머리형은 미래가 불확실하다고 느끼면 불안과 공포를 느낀다. 미래를 시각화하는 능력이 뛰어나며 미리 대비하고자 하는 의식이 강하다.
각 유형별 의사결정 스타일은?
장형은 원칙과 주관, 당연과 의무에 따른 결정을 중요하게 여긴다. 가슴형은 관계된 사람, 결정에 영향 받는 사람이 누 구인가에 따라 결정한다. 머리형은 논리와 이성, 타당성의 유무에 따라 행동한다. 따라서 한 사건을 두고도 에너지의 중 심에 따라 하는 말과 행동, 판단이 달라지게 된다. 유의할 점은 이것은 상대적인 것으로 장형이라고 해서 사고력이 없는 것이 아니고, 머리형이라고 해서 감정이 없는 것도 아니라는 것이다. 모든 사람은 세가지 요소를 다 갖추고 있지만 무엇 이 더 크게 작용을 하느냐의 차이일 뿐이다.
세 가지 타입은 인생에서 중요하게 생각하는 가치관이나 관심사 자체가 많이 다르다. 이것을 인정한다면 훨씬 더 상 대방을 이해하기 쉽지 않을까?
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리더라면 부하직원의 유형별로 대응하라.
앞서 지각 상황에서 지각을 한 부하들도 유형별로 다른 행동을 나타낼 것이다. 이때 상사 입장에서는 부하의 성격유형 에 맞게 다른 커뮤니케이션 전략을 구사해야 한다.
● 장형 부하: 평소에 배짱이 두둑한 장형 직원들은 “늦으면 안 되네”라는 충고 자체도 싫어한다. 누가 나를 가르치려 들면 감정이 먼저 앞서는 스타일이다. 왜냐하면 자기가 잘못한 사실은 다 알고 있다. 가뜩이나 일이 꼬여 열나는데 상 사가 와서 조목조목 따지면 불 난 집에 부채질 하는 형상이다. 그래서 리더들은 화가 난 장형 부하의 감정을 먼저 풀어줘야 한다. ‘걱정하지 마! 됐어, 그 정도는. 다음부터 잘 해. 힘내.’ 이런 식으로 크게 다시 한 번 믿어 주는 게 좋다. 밀 어 주면 더 잘하고, 야단치면 더 강하게 나오는 게 장형 부하들의 특징이다. 그래서 상 사가 자기를 보호해 준다는 느낌을 갖도록 하는 것이 아주 중요하다. 그러면 장형 부하 들은 신세를 졌다고 생각하고 미안해 하면서 더 열심히 일을 하게 된다. 잘못된 사항을 지적하는 것에도 커뮤니케이션의 기술이 필요하다. ● 가슴형 부하: “아침에 갑자기 배탈이 나서…” 일단 이런저런 변명부터 하려고 든다.
가슴형 부하를 둔 상사의 경우 “그래 그런 일이 있었군! 자네도 늦어서 많이 불안했 지? 앞으론 지갑 잘 챙기게.” 이렇게 다독여 줘야 좋아한다. 상사가 이런 방법으로 다 독여 주면 가슴형 부하는 ‘내 보스가 나를 정말 아껴주고 배려하는구나’ 하고 감동을 받아 더 열심히 일하게 된다. 이렇게 가슴형에게는 직설법 보다는 돌려서 말하는 것 이 좋다. 개인적으로 따로 불러서 편안한 분위기를 만들고 마지막에는 ‘알았네, 앞으 로 우리 한 번 같이 잘 해보자.’ 라고 한다면 효과는 극대화 된다.
● 머리형 부하: 지각하면 평소보다 더욱 무표정하게 들어온다. 보통 때도 표정이 없지만 이런 때일수록 더 미안한 감정 을 숨기려고 한다. 이들은 변명도 하지 않는다. 본인 스스로 지각한 것이 잘못 이란 것을 인지하고 있기 때문이다. 또 한 머리형은 상대가 감정적으로 나오면 그 사람은 얘기할 준비가 안됐다고 생각하며 귀를 닫아버린다. 무슨 상사가 저럴까? 이러면서…. ‘넌 떠들어라, 나는 안 듣는다’ 이런 식으로 나올 가능성이 많기 때문이다. 이런 경우 상사는 머리형 직원에게 돌려서 말할 필요가 없다. “다음부터 늦지 말게나.” 하면 “예” 하고 끝이다. 아주 간단한 해결법이다. 어떤 일이 잘못 되었을 때에도 무엇이 잘못 됐는지 조목조목 확인해 주면 머리형 부하들은 바로 인정한다. 대신 짧게, 사실만, 감정 없이 말해줘야 한다. 상대를 알아야 제대로 이끌 수 있다.
조직 내에서는 충고나 지적을 잘만 하면 동기부여가 될 수 있는 반면 잘못하면 상호관계도 깨지고 심하면 감정도 상하 게 된다. 따라서 조직 내 커뮤니케이션은 상대방의 성격 유형에 맞춰서 달리 하면 그 효과가 배가될 수 있다. 나와 함께 일하는 동료의 다른 모습을 수용하려 할 때 왠지 불편하거나 대하기 힘든 상대를 포용하고 서로 협력하는 조직 문화의 토 대도 형성할 수 있다. 또한 개인 차원에서도 자신의 장점과 약점을 알고 어떻게 이를 적용해야 효과적인지를 깨달아야 한다. 그럼으로써 강 점은 더 완벽하게 약점은 강점으로 발전시킬 수 있다. 에니어그램은 조직의 성과 및 변화 관리에 유용하게 쓰일 수 있는 방법이기도 하다.