제123회 건축시공기술사 3교시 기출문제&참고답안

제123회 건축시공기술사 3교시 참고답안

문제 1. 매스콘크리트 타설 시 발생하는 온도균열의 원인과 균열 제어대책을 설명하시오.

I. 개요

매스콘크리트(Mass Concrete)는 부재의 단면 치수가 커서(예: 매트기초 80cm 이상, 벽체 50cm 이상) 시멘트의 수화열(Heat of Hydration)이 내부에 과도하게 축적되어, 이로 인한 온도균열(Thermal Crack) 발생 가능성이 큰 콘크리트를 말합니다. 온도균열은 구조물의 수밀성, 내구성, 안전성을 심각하게 저해하므로, 재료, 배합, 시공, 양생 전 과정에 걸친 체계적인 균열 제어대책이 필요합니다.

II. 온도균열의 원인 (발생 메커니즘)

온도균열은 콘크리트 내/외부의 온도차로 인한 '변형(수축/팽창)'이 외부 또는 내부의 '구속(Restraint)'을 받아 '인장응력'이 발생하여 발생합니다.

1. 내부 구속 균열 (초기 수화열)

• (1) 원인 (내/외부 온도차):
  • 콘크리트 타설 후, 부재 중심부(Core)는 수화열이 축적되어 고온 팽창.
  • 부재 표면(Surface)은 외기와 접하여 저온 수축.
• (2) 메커니즘: 중심부의 '팽창'을 표면부의 '수축'이 구속(내부 구속)하여, 표면부에 인장응력이 발생하여 균열.
• (발생 시기) 타설 후 1~3일 (온도 상승기).

2. 외부 구속 균열 (장기 냉각)

• (1) 원인 (전체 냉각 및 구속):
  • 최고 온도에 도달했던 콘크리트 부재 전체가 서서히 냉각되면서 전체적으로 수축.
  • 이때, 이미 경화된 하부 기초(Mat)나 암반이 부재의 수축을 물리적으로 구속(외부 구속).
• (2) 메커니즘: 수축하려는 부재를 하부 기초가 붙잡아 부재 전체(특히 중앙부)에 인장응력이 발생하여 관통 균열.
• (발생 시기) 타설 후 수일 ~ 수주 (온도 하강기).

관련 법규: KCS 14 20 13 (매스콘크리트)

매스콘크리트의 온도균열 제어를 위해, 부재 내/외부 온도차(약 20~25℃) 및 타설 온도 관리에 대한 기준을 규정하고 있습니다.

III. 온도균열 제어대책

제어 대책은 수화열 발생 자체를 줄이는 '재료·배합 대책'과, 발생된 열을 관리하는 '시공·양생 대책'으로 구분됩니다.

구분	주요 균열 제어대책
1. 재료 및 배합 대책 (수화열 저감)	(핵심) 저발열 시멘트 사용: 중용열 포틀랜드 시멘트(2종) 또는 고로슬래그 시멘트, 플라이애시 시멘트(혼합시멘트)를 사용하여 수화열 발생량 자체를 저감. (배합) 단위 시멘트량을 가능한 한 줄임. (골재) 굵은골재 최대치수(Gmax)를 크게 하여 단위수량/시멘트량 감소. (혼화제) 고성능 감수제, 지연제를 사용하여 단위수량 감소 및 수화 속도 조절.
2. (핵심) 시공 대책 (온도 제어)	(1) 재료 냉각 (Pre-Cooling): 콘크리트 타설 온도 자체를 낮추는 가장 효과적인 방법. (방법) 얼음(Ice Flake)을 배합수로 사용, 골재 야적장 살수/그늘막 설치, 액체질소(LN₂)로 골재 냉각. (2) 파이프 쿨링 (Pipe Cooling): 콘크리트 타설 전, 부재 내부에 파이프(강관)를 배관하고, 타설 후 파이프 내부에 냉각수를 순환시켜 강제로 내부 수화열을 제거. (댐, 교각 등) (3) 블록 분할 타설 (Block Placement): 대형 매트를 바둑판 모양 등 여러 블록으로 나누어 단계별(1, 3, 5 → 2, 4, 6)로 타설하여 1회 타설 물량(수화열)을 줄임. (수축줄눈 설치) (4) 리프트(Lift) 분할 타설: 벽체 등 높이가 높은 경우, 여러 층(Lift)으로 나누어 타설.
3. 양생 대책 (온도차 관리)	(1) (핵심) 표면 보온 양생: (목적) 내부 구속 균열(표면 균열) 방지. (방법) 타설 후, 표면을 보온덮개, 스티로폼 등으로 덮어, 표면부가 급격히 냉각되는 것을 막고 내/외부 온도차(20~25℃ 이하)를 관리. (2) 서서히 냉각: 양생 종료 후 보온재를 급히 제거하지 않고, 서서히 제거하여 온도 충격 방지.

IV. 결론

매스콘크리트의 온도균열 제어는 '수화열 발생 억제'와 '내/외부 온도차 관리'가 핵심입니다. 가장 효과적인 방법은 (1) 고로슬래그 등 저발열 혼화재 사용, (2) 얼음 등을 사용한 프리쿨링(Pre-Cooling)으로 타설 온도를 낮추고, (3) 타설 후 표면 보온 양생을 통해 내/외부 온도차를 최소화하는 것입니다.

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문제 2. 건설클레임의 유형과 해결방안에 대하여 설명하시오.

I. 개요

건설 클레임(Construction Claim)이란, 공사 계약 이행 과정에서 계약 당사자 일방(주로 시공사)이 상대방(주로 발주자)의 계약 위반이나 귀책 사유(설계변경, 공기 지연 등)로 인해 입은 추가 비용(Cost)이나 공기 연장(Time)에 대해 보상을 요구하는 정당한 권리 행위를 말합니다. 클레임은 '분쟁(Dispute)'의 전 단계이며, 이를 합리적으로 해결하지 못할 경우 분쟁(소송, 중재)으로 발전하게 됩니다.

II. 건설클레임의 유형

클레임은 청구 내용과 원인에 따라 다양하게 분류됩니다.

분류 기준	클레임 유형	주요 내용 및 예시
1. 청구 내용	(1) 공기 연장 (Time Extension)	- 발주자의 귀책 사유(설계변경, 인허가 지연, 불가항력)로 인해 지연된 공사기간의 연장을 요구.
	(2) 추가 비용 (Cost Claim)	- 공기 연장에 따른 간접비(Overhead) 증가분. - 설계변경, 현장조건 상이 등으로 발생한 직접 공사비 증가분.
	(3) 복합 클레임 (Time & Cost)	- 공기 연장과 추가 비용을 동시에 청구. (가장 일반적)
2. 발생 원인	(1) (핵심) 설계변경 (Change Order)	- 발주자의 요구, 설계도서 오류/누락으로 인한 물량 증감, 공법 변경.
	(2) 공기 지연 (Delay)	- (발주자 귀책) 발주자의 인허가 지연, 자재 승인 지연, 선행 공정 지연. - (불가항력) 악천후, 파업, 전쟁, 전염병 등 (주로 공기 연장만 인정)
	(3) 현장조건 상이 (Changed Condition)	- 지반조사서(암반선, 토질)와 실제 현장이 상이함. - 도면에 명시되지 않은 지하 매설물, 폐기물 발견.
	(4) 공사 범위 해석 차이 (Scope)	- 계약서(내역서)에 포함된 업무 범위(Scope of Work)에 대한 발주자와 시공사의 해석 차이.

III. 클레임 해결 방안

클레임은 감정적인 '불평(Complaint)'이 아닌, '논리적인 증빙'이 필요하며, 단계적인 해결 방안을 모색해야 합니다.

1. (1단계) 예방 (Prevention) - (계획/시공 단계)

• (계약) 계약 체결 시, 클레임 사유, 통지 절차, 해결 방안(ADR)을 계약서에 명확히 규정.
• (설계) 발주자는 설계도서의 품질(정합성, 누락/오류)을 높여 설계변경 요인 최소화. (설계VE 실시)
• (시공) (핵심) 문서화 및 기록 관리 (Documentation):
  • 시공사는 클레임의 근거가 될 수 있는 모든 자료(공문, 회의록, 작업일지, 공정표, 사진/영상, 서신)를 체계적으로 기록/관리.
  • (통지 의무) 클레임 사유 발생 시, 계약서에 정해진 기한 내에 즉시 서면(공문)으로 발주자에게 통지(Notice). (가장 중요, 미통지 시 권리 상실)

2. (2단계) 협상 (Negotiation) - (당사자 해결)

• (정의) 클레임 발생 시, 발주자와 시공사(현장소장, 임원)가 직접 만나 상호 양보를 통해 해결하는 방식.
• (특징) 가장 신속하고 비용이 적게 드는 방법. (상호 신뢰 필요)

3. (3단계) 대체적 분쟁 해결 (ADR - Alternative Dispute Resolution)

(협상이 결렬될 경우, 제3자가 개입하는 방식)

• (1) 조정 (Mediation):
  • (정의) 중립적인 제3자(조정인)가 당사자들의 의견을 듣고 합의안(조정안)을 '권고'.
  • (특징) 당사자가 수락해야 효력 발생. (비용 저렴, 신속)
• (2) 중재 (Arbitration):
  • (정의) 당사자 간의 합의로 선정한 제3자(중재인)가 법원의 판결과 동일한 효력을 갖는 '중재 판정'을 내리는 방식. (단심제, 불복 불가)
  • (특징) 소송보다 신속하고, 비공개이며, 해당 분야 전문가(기술사)가 판정. (공공공사 분쟁 시 주로 활용)

4. (4단계) 소송 (Litigation) - (법원 해결)

• (정의) ADR이 모두 실패할 경우, 최후의 수단으로 법원에 제소하여 판결(Judgment)을 구하는 방식.
• (특징) 시간(3심제)과 비용이 막대하게 소요되며, 비전문가(판사)의 판결 리스크, 양측의 관계 파탄.

IV. 결론

건설 클레임은 피할 수 없는 건설 과정의 일부입니다. 클레임을 분쟁(소송)으로 악화시키지 않고 합리적으로 해결하기 위한 핵심 방안은, (1) (예방) 계약서에 명확한 기준을 마련하고, (2) (시공 중) 발생 즉시 '서면 통지(Notice)'하며 '철저한 기록(Documentation)'을 남기고, (3) (해결) 소송보다는 '중재(Arbitration)' 등 ADR 방식을 통해 신속하게 해결하는 것입니다.

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문제 3. 공동주택 철근콘크리트공사의 갱폼(Gang form) 시공 시 위험요인과 외부 작업발판 설치기준, 설치 및 해체 시 주의사항에 대하여 설명하시오.

I. 개요

갱폼(Gang Form)은 아파트 등 공동주택의 외벽 거푸집 작업을 위해, 거푸집과 작업발판(Working Platform), 안전난간을 일체로 조립하여 대형화한 시스템 거푸집입니다. 타워크레인(T/C)으로 한 번에 인양/설치하므로 시공 속도가 매우 빠르지만, 작업이 고소에서 이루어지고 중량물을 취급하므로 추락, 낙하, 붕괴(전도) 등의 중대재해가 발생할 위험이 가장 높은 공정 중 하나입니다. 따라서 작업 전, 중, 후 단계별 철저한 재해예방대책이 요구됩니다.

II. 갱폼 시공 시 위험요인

• (1) 추락 (Fall): (사망사고 1위)
  • 인양/설치/해체 작업 중 안전대 미체결 상태로 추락.
  • 작업발판 단부, 갱폼과 슬래브 사이의 틈새(개구부)에서 추락.
• (2) 붕괴 / 전도 (Collapse):
  • (인양 중) 강풍(돌풍)에 의해 갱폼이 흔들리거나, T/C와 충돌, 줄걸이 불량.
  • (설치 후) 콘크리트 측압에 저항하는 앵커(폼타이, Wall Tie) 고정 불량 또는 누락.
• (3) 낙하 (Object Drop):
  • 작업발판 위의 자재(볼트, 핀), 공구, 폼타이 등이 하부로 낙하.

III. 외부 작업발판 설치기준 (산안규칙)

관련 법규: 산업안전보건기준에 관한 규칙 제337조 (갱폼) 및 제56조 (작업발판의 구조)

갱폼에 일체로 설치되는 작업발판은 추락 및 낙하물 위험을 방지하기 위해 다음 기준을 준수해야 합니다.

• (1) 폭: 작업발판의 폭은 40cm 이상으로 하고, 발판 재료 간의 틈새는 3cm 이하로 할 것.
• (2) (핵심) 안전난간 (Guardrail):
  • 작업발판의 추락 위험 측(외측)에는 상부난간대(90~120cm), 중간난간대를 설치할 것.
• (3) (핵심) 발끝막이판 (Toeboard):
  • 낙하물 방지를 위해 발판 바닥면으로부터 높이 10cm 이상의 발끝막이판을 설치할 것.
• (4) 구조: 작업발판은 뒤집히거나 떨어지지 않도록 갱폼 본체(프레임)에 2개소 이상 견고하게 고정.
• (5) 강도: 작업발판 재료는 견딜 수 있는 하중(지지력)을 명시하고, 변형/파손이 없는 것을 사용.

IV. 설치 및 해체 시 주의사항 (재해예방대책)

구분	주요 주의사항 (재해예방대책)
1. 공통 사항	(1) 작업계획서(Work Plan) 작성: 갱폼의 규격/중량, 인양고리 위치, 폼타이(앵커) 규격/매립깊이, T/C 양중 계획, 작업 순서, 안전조치 사항을 포함하여 작성 및 승인. (2) (핵심) 기상 상태 확인: 순간풍속이 초당 10미터를 초과하거나, 폭우, 폭설 등 악천후 시 작업 절대 중지. (3) (핵심) 개인보호구(안전대): 작업자는 안전그네(Safety Harness)를 착용하고, 안전고리를 수직 구명줄 또는 갱폼 프레임 등 견고한 곳에 반드시 체결. (4) 작업지휘자/신호수 배치: 작업지휘자를 배치하여 전 과정을 감독하고, T/C와 일정한 신호체계를 갖춘 신호수 배치.
2. 설치 시 주의사항	(1) 인양: 유도로프(Tag Line, 2개소)를 설치하여 갱폼의 회전/흔들림 방지. 지정된 인양고리(2개소 이상)에 체결. (2) (핵심) 앵커(폼타이) 고정: 갱폼을 벽체에 밀착시킨 후, 폼타이(앵커)를 설계대로 견고하게 모두 체결한 것을 확인한 후 T/C 줄걸이를 해체. (순서 엄수, 붕괴 방지) (3) 틈새 관리: 갱폼과 슬래브 사이 틈새(개구부)는 안전발판 등으로 즉시 마감하여 추락 방지.
3. 해체 시 주의사항	(1) (핵심) 작업 순서 준수: T/C 줄걸이를 갱폼 인양고리에 먼저 체결하여 갱폼을 지지한 후, 그 다음에 폼타이(앵커)를 해체. (순서 반대 시 붕괴) (2) 낙하물 방지: 해체 전, 작업발판 위의 자재, 공구, 콘크리트 잔재 등을 반드시 사전에 제거. (3) 하부 통제: 해체 작업 구역 하부에 작업자 및 장비 출입 통제.

V. 결론

갱폼 작업의 재해는 '추락'과 '붕괴(강풍, 앵커 불량)'로 요약됩니다. 이를 예방하기 위한 3대 핵심 대책은 (1) 순간풍속 10m/s 초과 시 작업 중지라는 기상 원칙 준수, (2) 작업자의 안전대(안전고리) 생명줄 체결, (3) 앵커(폼타이)의 선(先)체결-후(後)해체 및 인양줄의 선(先)체결-후(後)앵커해체라는 작업 순서를 철저히 지키는 것입니다.

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문제 4. 도심지 지하굴착공사 흙막이 공법 중 CIP, SCW, Slurry Wall 공법의 장단점과 설계·시공 시 고려사항에 대하여 설명하시오.

I. 개요

도심지 지하굴착공사는 인접 건물, 도로 등 주변 환경에 미치는 영향을 최소화하고(민원, 침하 방지), 지하수 유입을 차단하는(차수성) 것이 핵심입니다. CIP, SCW, Slurry Wall(지하연속벽)은 이러한 도심지 공사에 주로 적용되는 '주열식 흙막이벽' 공법으로, 지반을 천공하여 현장에서 벽체를 형성하는 방식입니다. 각 공법은 차수성, 강성, 시공성, 경제성 등에서 차이를 보이므로 현장 조건에 맞는 선정이 필요합니다.

II. 공법별 장단점

항목	CIP (Cast-In-Place Pile)	SCW (Soil Cement Wall)	Slurry Wall (지하연속벽)
개요	- 오거(Auger)로 천공 후, H-Pile/철근망을 삽입하고 콘크리트를 타설하여 주열식 현장타설말뚝을 형성. - (시공) 말뚝을 한 공씩 띄워서(1,3,5) 시공 후, 사이(2,4)를 시공.	- 3축 오거(Auger)로 원지반 흙을 교반(Mixing)하면서 시멘트 밀크(Cement Milk)를 주입하여 흙-시멘트 벽체(Soil Cement)를 형성. - (보강) 벽체 중앙에 H-Pile을 삽입.	- 굴착 장비(BC Cutter, Grab)로 지반을 안정액(Slurry)으로 보호하며 패널(Panel) 단위로 굴착. - 철근망 삽입 후 수중 콘크리트 타설하여 철근콘크리트 벽체 형성.
(핵심) 차수성	- 불량 (낮음) - 말뚝 간 이음부(Joint)가 많고, 콘크리트 타설 품질 관리가 어려워 누수 우려가 큼. (별도 차수 그라우팅 필요)	- 양호 (중간) - 흙-시멘트 벽체가 연속적으로 형성되어 차수성 양호. - (단점) 이음부(Joint) 품질 관리 난이도.	- 매우 우수 (높음) - 일체화된 철근콘크리트 벽체이므로 차수성이 가장 뛰어남. - 지하수위가 높은 도심지에 절대적.
벽체 강성	- 양호 (RC 말뚝)	- 중간 (흙-시멘트 + H-Pile)	- 매우 우수 (높음) (RC 벽체)
시공성 (소음/진동)	- 저소음/저진동 (천공)	- 저소음/저진동 (교반)	- 저소음/저진동 (굴착)
경제성 (공사비)	- 저렴	- 중간	- 고가 (안정액 플랜트 등)
주요 적용	- 차수성이 불필요하거나, 소규모/얕은 굴착	- 차수성이 요구되는 일반 도심지 굴착	- (핵심) 대심도, 고수압, 연약지반, 인접 건물 초근접 시. - 영구 벽체(Permanent Wall)로 활용 가능.

III. 설계 및 시공 시 공통 고려사항

• (1) 상세한 지반조사: 지하수위, 지층 구성(N값), 투수성, 장애물 유무를 명확히 파악. (공법 선정의 근거)
• (2) (핵심) 수직도 관리:
  • 벽체의 품질은 '수직도'에 의해 결정됨.
  • (Slurry Wall) 가이드월(Guide Wall)을 선시공하여 굴착 위치와 수직도를 확보.
  • (CIP/SCW) 오거 장비의 수직도를 트랜싯, 경사계로 상시 확인.
  • (불량 시) 벽체 연속성(차수) 불량, 지보재(Strut) 편심 하중 유발.
• (3) (핵심) 이음부(Joint) 품질관리:
  • 주열식 벽체는 이음부 누수가 가장 큰 하자 요인임.
  • (CIP) 1차-2차 타설면의 슬라임 제거 및 밀착 시공.
  • (SCW) 선행-후행 패널의 겹침(Overlapping) 시공 및 교반 철저.
  • (Slurry Wall) 패널 간 조인트(End Stop) 설치 및 콘크리트 충전 관리.
• (4) 지하수 대책: 차수성능이 불완전할 경우를 대비한 보조 차수 그라우팅(LW, SGR) 또는 배수(Dewatering) 공법 병행 검토.
• (5) 계측 관리: 굴착 중 경사계, 수위계, 침하핀 등을 설치하여 실시간 계측(Monitoring) 실시. (붕괴 예방)

IV. 결론

도심지 흙막이 공법 선정 시, '차수성'과 '경제성'이 가장 중요한 기준이 됩니다. 차수가 불필요하면 CIP, 일반적인 차수가 필요하면 SCW, 대심도·고수압 지반에서 완벽한 차수와 강성이 필요하거나 영구 벽체로 활용해야 한다면 Slurry Wall을 선정합니다. 어떤 공법이든 (1) 수직도 관리, (2) 이음부 품질관리, (3) 계측관리가 공사의 성패를 좌우하는 핵심입니다.

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문제 5. 건축물 내화구조 성능기준과 철골구조의 내화성능 확보방안에 대하여 설명하시오.

I. 개요

내화구조(Fire-Resistant Structure)는 건축물이 화재 시 발생하는 고열에 견디며, 규정된 시간 동안 구조적 안정성(지지력)과 차염성, 차열성을 유지하여 건물의 붕괴를 방지하고 재실자의 피난 시간을 확보하기 위한 구조입니다. 철골구조는 불연재료이지만 고열(약 550℃)에 강도가 급격히 저하되므로, '건축법'에서는 이러한 철골조의 내화성능을 확보하기 위한 별도의 조치(내화피복)를 의무화하고 있습니다.

II. 건축물 내화구조 성능기준

관련 법규: 건축법 제50조 (건축물의 내화구조), 건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙 (약칭: 건축물방화구조규칙) 제3조 (내화구조) 및 [별표 1] (내화구조의 성능기준)

1. 내화구조의 정의

화재 시 일정 시간(내화시간) 동안 다음 3가지 성능을 만족하여야 합니다.

• (1) 지지력 (Load-Bearing Capacity): (구조 부재) 하중을 지지하는 부재가 붕괴되거나 구조적으로 유해한 변형이 발생하지 않는 성능. (철골조의 핵심)
• (2) 차염성 (Integrity): 화염, 가스 등 유해 물질이 비(非)화재면으로 관통하는 것을 방지하는 성능. (방화구획)
• (3) 차열성 (Insulation): 화재 이면(비가열면)의 온도가 규정치(평균 140℃, 최고 180℃) 이상 상승하는 것을 방지하는 성능. (방화구획)

2. (핵심) 건축물 용도 및 규모별 요구 내화시간

'건축물방화구조규칙' [별표 1]은 건축물의 층수와 높이, 용도에 따라 주요구조부(기둥, 보, 바닥, 지붕틀 등)가 견뎌야 할 '내화시간'을 규정하고 있습니다.

대상 건축물	기둥 / 보	바닥 / 지붕	벽 (내력벽)
- 50층 이상 또는 200m 이상 (초고층)	3시간	3시간	3시간
- 30층 이상 49층 이하 또는 120m 이상	3시간	2시간	3시간
- 13층 이상 29층 이하 또는 50m 이상	3시간	2시간	2시간
- 5층 이상 12층 이하 또는 30m 이상 (단, 창고 등 위험 용도)	2시간	2시간	2시간
- (기타 4층 이하 등)	1시간	1시간	1시간

※ 단, 화재 위험이 낮은 공장, 창고 등은 기준이 완화되거나 강화될 수 있습니다.

III. 철골구조의 내화성능 확보방안 (내화피복 공법)

철골구조는 그 자체로 내화성능이 없으므로, 철골 부재를 감싸(피복) 고열로부터 보호하는 '내화피복' 공법을 적용해야 합니다.

공법	시공 방법	특징 (장점 / 단점)
1. 뿜칠 공법 (Spray-applied)	- 시멘트, 암면(Mineral Wool) 등 내화재료를 결합재와 혼합하여 철골 표면에 고압으로 분사(Spray).	- (장) 시공 속도가 빠름, 경제적, 복잡한 형상 시공 용이. - (단) 분진 발생, 마감이 거침, 충격에 약함.
2. 내화 도료 (칠) (Intumescent Paint)	- 내화 성분이 포함된 페인트를 도장. - (작동) 화재 시 팽창(발포)하여 탄화 단열층(Char Layer) 형성.	- (장) 마감이 미려함 (노출 철골에 적합), 경량. - (단) 고비용, 규정 두께(DFT) 확보가 어려움.
3. 성형판 붙임 공법 (Board Encased)	- 공장에서 제작된 내화보드(석고보드, 규산칼슘보드)를 현장에서 철골 형상에 맞게 재단하여 감싸 붙임.	- (장) 건식 공법 (깨끗함), 품질 균일. - (단) 시공 속도가 느림, 접합부(Joint) 처리 필요.
4. 콘크리트 타설 공법 (Concrete Encased)	- 철골 부재(기둥, 보)를 거푸집으로 감싸고 콘크리트로 피복 (SRC 구조).	- (장) 내화성능이 가장 확실함, 구조적 강성 증대. - (단) 자중 증가, 공정 복잡, 공사비 증가.

IV. 결론

철골구조물의 내화성능 확보는 건축법에 규정된 요구 내화시간(1~3시간)을 만족하는 것이 목표입니다. 이를 위해 가장 보편적으로 뿜칠 공법이, 노출 부위에는 내화페인트가 사용됩니다. 어떤 공법을 사용하든, 성능은 (1) 인정받은 내화재료, (2) 규정된 피복 두께, (3) 바탕면과의 완벽한 부착력에 의해 결정되므로, 시공 시 바탕면 처리와 두께 관리를 철저히 해야 합니다.

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문제 6. 석공사에서 석재 표면 마무리 종류와 설치공법에 대하여 설명하시오.

I. 개요

석공사는 천연석 또는 인조석을 가공하여 건물의 내/외부 마감재로 사용하는 공사입니다. 석재는 재료 자체의 중후함과 내구성이 장점이지만, 원석(Quarry)을 가공하는 '표면 마무리' 방식에 따라 질감(Texture)과 광택이 달라지며, 이를 구조체에 고정하는 '설치공법'에 따라 안전성과 시공성이 좌우됩니다.

II. 석재 표면 마무리 종류

석재 표면 마무리는 가공 정도에 따라 거친 마감에서 광택 마감까지 다양합니다.

마무리 종류	가공 방법	표면 특징 및 질감	주요 용도
1. 혹두기	- 혹두기 망치(정)로 쪼아 표면을 울퉁불퉁하게 마감.	- 가장 거칠고 입체적, 자연스러움.	- 외벽 기단부, 교각, 토목 구조물
2. 정다듬	- 혹두기 후, 정(Chisel)으로 촘촘히 쪼아 표면을 평탄하게 마감.	- 규칙적인 줄무늬, 거친 질감.	- 외벽, 바닥(미끄럼 방지)
3. 버너 마감 (Flame Finish)	- (화강석) 2,500℃ 이상의 고열 화염을 분사하여 표면을 급격히 팽창/박리시킴.	- 표면이 거칠고(요철), 석재 고유의 색상이 잘 드러남. (미끄럼 방지 최우수)	- (핵심) 외부 바닥 (광장, 계단)
4. 잔다듬 (Bush Hammered)	- 버너 마감 후, 잔다듬 망치(공기구)로 두들겨 표면을 더욱 세밀하게 마감.	- 버너보다 덜 거칠고, 부드러운 요철.	- 외벽, 내부 바닥
5. 물갈기 (Honed Finish)	- 연마석(Grinder)으로 표면을 갈아내어 평활하게 마감.	- 광택이 없는(무광) 매트한 표면.	- 내부 벽체, 내부 바닥
6. (핵심) 광내기 (물갈기 + 광) (Polished Finish)	- 물갈기 후, 광택용 연마재(Oxalic Acid)로 고광택 마감.	- 거울과 같은 광택, 석재 본연의 색상과 무늬가 선명함. - (단점) 물에 젖으면 매우 미끄러움.	- (핵심) 내부 벽체 (로비), 내부 바닥 (건식)

III. 석재 설치 공법

석재 설치는 바탕면과의 고정 방식에 따라 크게 습식, 건식, GPC 공법으로 나뉩니다.

1. 습식 공법 (Wet Mortar Setting)

• (개요) 석재 뒷면과 바탕면(콘크리트벽) 사이에 시멘트 모르타르(Mortar)를 충전하고, 연결 철물(L형 앵글, 동선)을 사용하여 고정하는 전통적인 방식.
• (장점)
  • 시공 경험이 풍부하고, 재료비가 저렴함.
  • 구조체와의 일체성이 높고, 충격에 강함.
• (단점)
  • (백화 발생) 모르타르의 알칼리 성분이 용출되어 백화(Efflorescence) 발생 가능성 높음.
  • (공기/품질) 습식 작업으로 공기가 길고, 동절기 시공이 어려우며, 품질이 작업자 숙련도에 의존.
  • (무게) 모르타르 충전으로 벽체 하중 증가.

2. (핵심) 건식 공법 (Dry Anchor Setting / Truss Method)

• (개요) 바탕면(콘크리트벽)에 앵커(Anchor)와 트러스(Truss, Hilti Frame) 등 철물 하부 구조를 설치하고, 석재 상하부에 핀(Pin)이나 앵글(Angle)을 끼워 기계적으로 고정하는 방식. (석재 배후는 빈 공간(Hollow))
• (장점)
  • (백화 근절) 모르타르를 사용하지 않아 백화(Efflorescence)가 원천적으로 발생하지 않음.
  • (시공성) 건식 공법으로 시공이 빠르고, 동절기 시공 가능.
  • (조정 용이) 앵커 볼트를 통해 석재의 수평/수직 및 이격 거리(오차) 조정이 용이.
  • (안전성) 부재의 거동(변위) 추종이 가능하고, 지진 시 유리.
• (단점)
  • (경제성) 공사비가 고가임 (철물 비용).
  • (기타) 배후 공간으로 인한 충격에 약하고, 결로/방수 처리에 유의.

3. GPC (Granite Precast Concrete) 공법

• (개요) 공장에서 거푸집에 석재(주로 화강석) 패널을 미리 부착(Setting)한 후, 콘크리트를 타설하여 일체화된 석재 PC(Precast Concrete) 패널을 제작, 현장에서 조립/설치하는 공법.
• (장점)
  • (품질/공기) 공장 제작으로 품질이 균일하고, 현장 시공(조립)이 매우 빨라 공기 단축 효과가 극대화됨.
  • (안전성) 고소 작업을 최소화.
• (단점)
  • (비용) 초기 제작비(몰드비)가 고가임. (대량 생산 시 유리)
  • (시공) 중량물(PC패널)이므로 대형 양중 장비(T/C)가 필수적임.
  • (마감) 패널 간 접합부(Joint)의 방수/단열 처리가 중요.

IV. 결론

석재 마감의 선정은 미관과 기능(미끄럼 방지)을 고려해야 합니다. 외부 바닥은 '버너 마감', 내부 벽체/바닥은 '광내기'가 대표적입니다. 설치 공법은 '백화'와 '공기'가 핵심입니다. 백화가 우려되고 공기 단축이 필요한 현대 건축물(특히 외벽)에는 '건식 공법(Truss)'이, 초고층/대형 건물의 공기 단축을 위해서는 'GPC 공법'이 가장 유리한 대안입니다.