📝 예상문제 & 모범답안
용어예상습식 석공사공법에 대하여 설명하시오. (10점)
1. 정의
석재 뒷면과 콘크리트 구조체 사이 공간에 시멘트모르타르를 밀실 충전하여 부착·고정하는 재래식 석공법으로, 건식 앵커긴결공법이 보편화되기 전까지 표준공법이었다.
2. 특징 및 적용
① 모르타르 접착력에 의존해 부착력 확보, 시공비 저렴 ② 뒤채움·석재 자중이 더해져 구조체 하중부담이 큼 ③ 유리석회(수산화칼슘) 용출로 백화·동해에 취약 ④ 주로 저층부 벽체·바닥·계단·내부 마감에 적용, 고층 외장은 건식으로 대체되는 추세.
3. 유의사항
뒤채움을 공극 없이 밀실 충전(배합비 1:3)하고, 서포트앵커를 병용해 자중을 구조체로 분산하며, 상부 물끊기·실런트로 배수계획을 반드시 수립해야 한다.
용어예상서포트(받침)앵커의 기능과 설치기준을 설명하시오. (10점)
1. 정의
습식 석공사에서 석재 자중을 구조체로 직접 전달해, 모르타르 부착력만으로 지지되는 한계를 보완하는 하중지지용 금속철물.
2. 종류·설치기준
① 앵글형·볼트형 등 구조체 매입 방식이 일반적 ② 매 3개층 또는 5m 이내마다 설치 ③ 석재 하부에 밀착시켜 구조체에 견고히 고정, 재질은 STS304 이상.
3. 유의사항
미설치·간격 초과 시 하부 판재부터 순차 탈락하는 위험이 있으므로, 시공 전 조립도에 설치 위치를 명기하고 시공 후 확인해야 한다.
용어예상뒤채움(충전) 모르타르의 배합 및 시공 시 유의사항. (10점)
1. 정의
석재와 구조체 사이 공간을 채워 부착력을 확보하는 모르타르로, 표준 배합비는 1:3, 충전두께는 40mm 내외이다.
2. 종류/특징
① 일반 뒤채움 모르타르(시멘트:모래=1:3) ② 백화방지 혼화제 첨가형 ③ 동절기용 조기강도 혼화제 첨가형.
3. 유의사항
① 공극 없이 밀실 충전(백화·동해 원인 차단) ② 1회 타설두께 과다 금지(처짐·균열 유발) ③ 초기 재령 중 우수·동결 차단, 동절기 시공은 보온양생 병행.
용어예상긴결선(꺾쇠형 anchor)에 대하여 설명하시오. (10점)
1. 정의
습식 석공사에서 석재판을 구조체(또는 벽체 철물)에 꺾쇠 형태로 걸어 고정하는 긴결철물로, 뒤채움 모르타르 경화 전 석재의 위치를 임시 고정하는 역할을 한다.
2. 규격·재질
① 지름 4.0mm(#8) 이상 ② 재질은 STS(스테인리스)로 부식·녹물오염 방지 ③ 석재 상하부 촉구멍 또는 요구(홈)에 걸어 구조체에 고정.
3. 유의사항
탄소강 사용 시 부식으로 녹물오염이 발생하므로 반드시 STS 재질을 사용하고, 시공 후 뒤채움 모르타르로 완전히 피복해야 한다.
서술형예상습식 석공사의 하자 원인과 방지대책에 대하여 설명하시오. (25점)
Ⅰ. 개요
습식 석공사는 석재와 구조체 사이에 모르타르를 밀실 충전해 부착·고정하는 재래식 공법으로, 저비용·시공성 장점이 있으나 모르타르 접착에 전적으로 의존하는 구조적 한계 때문에 백화·동해·박락 등 하자가 빈번하다.
Ⅱ. 습식공법의 구조와 하중 전달
연직하중(석재 자중)은 모르타르 부착력 + 서포트앵커를 통해 구조체로 전달되며, 긴결선은 모르타르 경화 전 임시 고정 역할을 한다. 따라서 뒤채움이 부실하거나 서포트앵커가 누락되면 하중 전달 경로가 끊겨 판재 탈락(박락)으로 이어지고, 모르타르 내 수분 이동 경로가 관리되지 않으면 백화·동해가 반복된다.
Ⅲ. 하자 원인 (두문자 백·동·박·균·오)
① 백화 : 모르타르 중 유리석회[Ca(OH)₂]가 수분과 함께 표면으로 이동한 뒤 공기 중 CO₂와 반응해 탄산칼슘(CaCO₃) 흰 결정으로 석출.
② 동해 : 뒤채움 충전부에 잔류한 수분이 동결·융해를 반복하며 표면 박리·균열을 유발.
③ 박락 : 자중 과다, 부착불량, 서포트앵커 미설치·간격초과로 판재가 탈락.
④ 균열 : 모르타르 건조수축, 구조체 처짐·변형이 석재판에 반영.
⑤ 오염 : 탄소강 긴결철물 부식에 의한 녹물 얼룩.
Ⅳ. 방지대책
① 뒤채움 관리 : 배합비(1:3) 준수, 공극 없이 밀실 충전, 1회 타설두께 제한(과다 시 분할 충전).
② 하중분산 : 서포트앵커를 매 3개층 또는 5m 이내마다 설치하여 자중을 구조체로 직접 전달.
③ 배수계획 : 상부 물끊기·후레싱·실런트 시공으로 줄눈부 우수침투 차단.
④ 재료관리 : 긴결선·서포트앵커 전체 STS304 이상 재질 사용, 백화방지 혼화제 검토.
⑤ 양생관리 : 동절기 시공금지 또는 보온양생, 초기 재령 중 우수 차단(비닐양생).
⑥ 유지관리 : 준공 후 백화 발생 시 초기에 산세척 후 재발수처리로 확산 억제.
백화 반응식은 Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O이며, 탄산칼슘은 물에 난용성이므로 표면에 결정으로 고착된다. 뒤채움 모르타르는 다공질 구조여서 모세관 현상으로 수분이 지속적으로 표면 이동하므로, 배수경로 차단이 근본대책이 된다.
저층 상가 외벽 습식 석공사에서 줄눈 코킹 불량으로 우수가 침투하여 준공 1년 뒤 판재 하부에 광범위한 백화 줄무늬가 발생한 사례가 있다. 뒤채움 밀실도 부족과 배수 미흡이 겹친 전형적 하자로, 후레싱 보강 및 실런트 재시공으로 개선하였다.
Ⅴ. 맺음말
습식 석공사는 저비용·시공성 장점에도 불구하고 유지관리 부담이 크므로, 고층·외장 노출부는 건식 앵커긴결공법 전환을 우선 검토하고, 부득이 습식을 적용하는 부위는 뒤채움 밀실도·서포트앵커·배수설계를 3대 관리축으로 삼아 하자를 근본적으로 예방해야 한다.
서술형예상습식공법과 건식공법(앵커긴결)을 비교하고 선정기준을 설명하시오. (25점)
Ⅰ. 개요
석공사는 부착방식에 따라 습식(모르타르 충전)과 건식(금속앵커 긴결)으로 구분되며, 건물 규모·용도·유지관리 조건에 따라 선정기준이 달라지므로 두 공법의 구조적 차이를 정확히 이해하는 것이 중요하다.
Ⅱ. 공법별 구조·하중전달 원리
습식은 모르타르 접착력과 서포트앵커의 병용으로 자중을 지지하며, 접착면 전체가 응력을 분담하는 면 지지 방식이다. 건식은 소수의 앵커점이 하중을 전담하는 점 지지 방식으로, 앵커 인발내력과 배면 오픈조인트를 통한 배수·환기가 구조적 핵심이다.
Ⅲ. 공법 비교
① 고정방식 : 습식(모르타르 부착) vs 건식(앵커 기계적 고정).
② 자중·구조부담 : 습식(모르타르 하중 추가로 구조체 부담 큼) vs 건식(경량, 부담 적음).
③ 주요 하자 : 습식(백화·동해 취약) vs 건식(녹물오염·시공오차 관리 필요).
④ 배수·환기 : 습식(배수 취약, 수분 정체 우려) vs 건식(오픈조인트로 배수·환기 용이).
⑤ 적용성 : 습식(저층·내부 마감 중심) vs 건식(고층 외장 표준공법).
건식공법은 오픈조인트를 통해 배면 환기·배수가 가능해 백화·동해의 근본 원인인 수분 정체를 구조적으로 차단하는 점이 습식과의 핵심 차이다. 습식은 접착면 전체가 하중을 분담하므로 초기 부착강도는 우수하나, 경년 열화(모르타르 균열·박리)에 취약하다.
Ⅳ. 선정기준
① 건물 높이·풍하중 — 고층은 앵커 인발내력 확보가 쉬운 건식이 필수 ② 유지관리 여건 — 재도장·재시공 접근성, 앵커 점검 용이성 ③ 공사비·공기 — 습식이 초기 저비용이나 건식이 하자율이 낮아 생애주기 비용은 오히려 유리 ④ 내진성능 — 건식 슬롯형 앵커가 층간변위를 흡수해 지진 시 유리 ⑤ 자중부담 — 구조체 처짐·하중여유가 부족한 리모델링 현장은 경량 건식이 유리.
최근 신축 고층 오피스는 대부분 건식 앵커긴결로 설계되며, 습식은 로비 바닥·계단 등 하중이 작고 배수 문제가 적은 부위에 국한 적용되는 추세다.
Ⅴ. 맺음말
공법 선정은 초기공사비만이 아니라 생애주기 하자·유지관리비용까지 고려해 결정해야 하며, 혼용 시에는 경계부 상세(습식~건식 전이구간)를 명확히 계획해 하중전달 불연속에 의한 하자를 방지해야 한다.