3.2.1 탄산화

탄산화의 시험방법은 KS F 2596을 따라 조사 대상 부재의 시 험부위에 콘크리트용 드릴로 철근깊이까지 뚫어 생긴 구멍 내 부에 페놀프탈레인 용액을 분무하여 탄산화 깊이를 측정한다.

3.2.2 염분 함유량

염분 함유량의 시험방법은 콘크리트 부재에서 드릴로 시료 를 채취하여 분말시료로 정재한 후 KS F 2713에 따라 공인시 험기관에 의뢰하여 염분함유량을 측정한다.

3.2.3 철근 부식

철근부식의 조사는 육안조사(콘크리트 파쇄 후 부식 여부 를 육안으로 확인하는 것)을 기본적으로 한다. 조사 결과 D, E 등급 부재의 경우 KS F 2712에 의한 시험을 실시한다.

3.2.4 균열

균열 조사방법은 안전점검 및 정밀안전진단 세부지침을 참고하여 균열자, 균열현미경 등을 사용한 균열폭 측정과 비 파괴시험에 의한 균열깊이를 측정하고 있다. 또한 단순히 최 대 균열폭에만 주목하는 것이 아니라 전 구간에 걸친 균열폭 의 분포에도 유의하여 조사한다.

3.2.5 표면노후화(기타 결함)

기타 결함을 포함한 표면노후화의 조사방법은 육안으로 실 시하여 확보된 도면에 표기하는 것을 원칙으로 한다.

4.1.1 탄산화

증축형 리모델링 1차 안전진단 사례를 분석한 결과 Table 4 와 같이 내구성 평가 조사 항목의 표본 수 중 콘크리트 탄산화 가 약 45% 이상을 차지하는 것으로 나타났다.

이는 콘크리트 탄산화의 표본 수 기준 증 조사부위를 각 부 재별 단부, 중앙부 2개소를 조사하도록 설정되어 있기 때문으 로 판단된다. 그러나 콘크리트 탄산화의 진행 정도가 각 구조 부재의 단부, 중앙부별 상이한 경향이 나타난다는 기존 연구 결과나 이론에 기이한 기준 설정이 아닌 단순 표본 수 강화 위 주의 결과로 사료된다.

각 대상 건축물별 콘크리트 탄산화를 단부와 중앙부로 구 분하여 비교해보았다. 비교를 위해 각 대상 건축물별 콘크리 트 탄산화 항목의 단부와 중앙부값을 히스토그램화하여 비교 한 결과는 Table 5, 6과 Fig.1 (a), (b), (c), (d), (e)와 같다.

Fig. 1 (a)

(a) Comparison of Carbonation Depth Between the Edge and Core of Complex A

Fig. 1 (b)

Comparison of Carbonation Depth Between the Edge and Core of Complex B

Fig. 1 (c)

Comparison of Carbonation Depth Between the Edge and Core of Complex C

Fig. 1 (d)

Comparison of carbonation depth Between the edge and core of Complex D

Fig. 1 (e)

Comparison of carbonation depth Between the edge and core of Complex E

A단지의 경우 단부를 측정한 부재의 평균 깊이는 5.34mm, 개수는 총 1,170개이다. 중앙부의 평균 깊이는 4.86mm, 총 1,370개이다. 단부와 중앙부의 평균 깊이 차이는 0.48mm이다.

B단지의 경우 단부를 측정한 부재의 평균 깊이는 3.07mm, 개수는 총 926개이다. 중앙부의 평균 깊이는 3.26mm, 총 929 개이다. 단부와 중앙부의 평균 깊이 차이는 0.19m이다.

C단지의 경우 단부를 측정한 부재의 평균 깊이는 13.54mm, 개수는 총 257개이다. 중앙부의 평균 깊이는 14.23mm, 총 427개이다. 단부와 중앙부의 평균 깊이 차이는 0.69mm이다.

D단지의 경우 단부를 측정한 부재의 평균 깊이는 3.97mm, 개수는 총 396개이다. 중앙부의 평균 깊이는 3.86mm, 총 396 개이다. 단부와 중앙부의 평균 깊이 차이는 0.11mm이다.

E단지의 경우 단부를 측정한 부재의 평균 깊이는 10.91mm, 개수는 총 282개이다. 중앙부의 평균 깊이는 10.90mm, 총 258 개이다. 단부와 중앙부의 평균 깊이 차이는 0.01mm이다.

비교 결과 모든 대상 건축물의 콘크리트 탄산화 단부, 중앙 부 측정결과가 거의 유사한 것으로 나타났다.

다만 A와 C단지의 경우, 단부와 중앙부의 표본 수가 각각 170개, 200개의 차이가 발생했다. 이는 해당 대상 건축물별 지 하 1층에 위치한 벽 부재의 콘크리트 탄산화 측정 시 조사의 어려움으로 인해 중앙부만 측정한 것으로 판단된다.

또한 A와 B단지의 경우, 전체적으로 콘크리트 탄산화 깊이 의 평균값보다 표준편차가 값이 더 큰 것으로 나타난다. 해당 대상건축물의 실제 데이터 중 탄산화가 일어나지 않은 0mm 인 데이터가 대부분이기 때문에 표준편차 값이 평균값보다 더 크게 나타났다.

4.1.2 염분 함유량

Fig. 2는 A단지 전체동에 대한 부재별 주거 공간과 공용 공 간의 구분에 따른 염분 함유량을 표시하고 있다.

Fig. 2

Chloride Contents of Complex A

비교 결과 대부분의 층, 주거 공간, 공용 구간의 부재 모두 환산 염화물량의 기준치인 0.3kg/m³을 넘지 않고 있다. 이 는 모든 층의 주거, 공용 구간 부재의 염분 함유량은 거의 유 사하며 현행 기준의 평가 등급 상 대부분 A~B등급에 해당 한다. 한A단지 구조 부재들의 염분 함유량은 주변 환경의 영향을 크게 받지 않았던 것으로 판단되며, 추후 연구 통해 염분 함유량의 합리적인 평가 기준을 마련할 수 있을 것으 로 판단된다.

4.1.3 철근 부식

Fig. 3은 A단지의 철근 부식 결과를 자연전위 측정결과(%) 로 동, 층, 부재별로 구분하여 표시하고 있다. 전체 표본 수는 23개이며. 대부분의 자연전위 측정결과 0mV 보다 큰 전위 값 을 가지고 있으며, 이는 현행 기준 상 조사 부재에서 약간의 점 녹이 발생한 상태로 간주한 A등급에 해당한다. 철근 부식 역 시 마찬 가지로 해당 건축물의 시공 당시 대부분의 철근 배근 시점과 제조회사가 일치하여 나온 결과라 판단된다.

Fig. 3

Half-cell Potential of Steel Corrosion of Complex A

현행 기준의 의거한 철근 부식은 기준층의 4세대 당 1개소 에서 현장 조사가 이뤄줘야 하지만, 대부분의 현장 조사는 지 하층에서 이루어졌다. 이는 철근 샘플 채취를 해야 하는 과정 에서 주거 공간 조사 부재의 손상을 피할 수 없으므로 해당 입 주자의 비협조 등 민원이 발생하므로 이에 대한 민원 최소화 방안으로 해당 건축물의 모든 지하층 부재에서 철근 샘플 채 취한 것으로 판단된다. 그러므로 추가적인 사례 분석과 연구 를 통해 이러한 실정을 반영한 현행 기준의 합리적인 개선을 기대할 수 있을 것이다.

4.1.4 균열 및 표면노후화

균열 및 표면노후화의 경우 나머지 조사항목과는 다르게 표본수 최적화 방안 도출에 한계가 있다. 균열 및 표면노후화 항목은 안전진단 작업자의 육안검사에 의해 발견된 부위의 균열 폭을 측정하거나, 박리, 박락, 누수 흔적 등을 도면에 표 기하는 방식에 의해 정량화된 표본 수 설정이 되어 있는 것이 아닌 Table 2와 조사대상을 전체를 조사하는 공용구간과 4세 대 당 1세대만 조사하는 전용구간으로 구분하여 조사하도록 설정되어 있으므로 표본수 정량화에 어려움이 있다.

4.2.1 표준편차에 의한 최소 표본크기(n)

표본의 표준편차에 의해 최소 표본크기를 구하는 식은 아 래 (1)과 같다.

여기서, n 은 최소 표본크기, Z α 는 오차가 발생하지 않을 특 정 확률(%)을 뜻하며, 95% 확률일 때는 1.96, 99% 확률일 때 는 2.57을 사용하며, 여기서는 1.96을 사용하였다. e 는 오차를 뜻하며, 여기서는 0.5를 사용하였다. σ 는 표준편차를 뜻하며, 여기서는 0mm를 제외한 대상 건축물별 탄산화 깊이의 전체 표본 표준편차(mm)값을 사용하였다. 대상 건축물별 표준편 차( σ ), 표본수(N) 및 최소 표본크기(n)는 Table 7과 같다.

대상 건축물별 표준편차에 의한 95% 확률로 오차 0.5를 벗 어나지 않을 최소 표본 크기(n)는 C단지를 제외하고는 실제 표본수보다 작게 나왔다.

4.2.2 독립표본 F-검정 및 T-검정

독립표본 F-검정이란 두 집단의 분산을 비교하는 것이다. 검정 결과로 P값-양측 검정(유의확률)값이 도출되며, 이 값을 0.05와 비교한다. 비교 결과 P값이 클 경우 비교한 두 집단의 분산은 같은 것으로 간주하고 등분산 가정 T-검정을 실시한 다. P값이 0.05보다 작을 경우 두 집단의 분산은 다른 것으로 간주하고 이분산 가정 T-검정을 실시한다.

각 대상 건축물별 단부와 중앙부의 탄산화 깊이 측정 표본 을 구분하여 F-검정을 실시한 결과는 Table 8과 같다.

분석결과 대상 건축물별 단부와 중앙부로 구분한 표본들의 분산은 모두 같은 것으로 나왔으며, 이를 바탕으로 Table 9와 같이 등분산 가정 T-검정을 실시하였다.

T-검정이란 두 집단의 평균을 비교하는 것이다. 검정 결과 로 P값-양측 검정(유의확률)값이 도출되며, 이를 0.05와 비교 하여 클 경우 평균 차이는 무의미하고 귀무가설이 성립되는 것으로 간주하고, 0.05보다 작을 경우 평균 차이는 유의미하 고 귀무가설을 기각하고 대립가설이 간주한다. 여기서의 귀 무가설은 ‘단부와 중앙부의 탄산화 깊이(mm) 평균값은 같 다.’라고 설정하였다.

분석 결과 대상 건축물별 단부와 중앙부로 구분한 표본들 의 평균 차이는 모두 무의미하며, 귀무가설이 성립하는 것으 로 나타났다.

따라서 단부와 중앙부의 탄산화 깊이(mm) 표준편차와 평 균값은 통계적으로 차이가 없으며, 같다고 볼 수 있다.