실무
거푸집 존치기간과 동바리 — 언제 떼도 되는가
“며칠 지났으니 떼도 되죠?”
거푸집 해체 기준은 날짜가 아니라 강도입니다. 날짜는 강도를 시험하지 않을 때 쓰는 대체 수단입니다. 순서가 뒤바뀌면 겨울에 사고가 납니다.
그리고 떼는 것보다 어려운 판단이 하나 더 있습니다. 거푸집을 뗀 뒤에도 동바리를 언제까지 둘 것인가입니다.
기준은 두 갈래입니다
거푸집 해체 판정
│
├─ 압축강도를 시험하는 경우 → 강도 기준
│
└─ 시험하지 않는 경우 → 평균기온 + 시멘트 종류별 일수시험을 하면 실제 강도로 판정합니다. 시험을 안 하면 표에 정해진 일수를 지킵니다. 표는 안전측으로 잡힌 대체 수단이지 목표가 아닙니다.
강도로 판정하는 경우
부위에 따라 요구 강도가 완전히 다릅니다.
| 부위 | 요구 압축강도 |
|---|---|
| 확대기초·보 옆·기둥·벽 등 측면 | 5 MPa 이상 |
| 위 중 내구성이 중요한 구조물 | 10 MPa 이상 |
| 슬래브·보 밑면, 아치 내면 (단층구조) | fck의 2/3 이상, 또한 14 MPa 이상 |
| 슬래브·보 밑면 (다층구조) | fck 이상 |
숫자가 5와 16(fck 24 기준) 사이에서 세 배 넘게 벌어집니다. 이유는 명확합니다.
측면 거푸집 → 콘크리트가 자기 형상만 유지하면 됨
(하중을 받지 않음)
밑면 거푸집 → 떼는 순간 슬래브가 자기 자중을 받기 시작
(구조부재로 일하기 시작)측면은 형상 유지, 밑면은 구조 성립. 같은 “탈형”이라는 말이지만 요구하는 것이 다릅니다.
다층구조에서 fck 전체를 요구하는 이유는 뒤에서 다시 다룹니다. 상부층 타설 하중이 내려오기 때문입니다.
시험하지 않는 경우 — 측면 거푸집 존치기간
| 평균기온 | 조강 포틀랜드 | 보통 포틀랜드 고로슬래그(1종) 등 |
고로슬래그(2종) 플라이애시(2종) 등 |
|---|---|---|---|
| 20°C 이상 | 2일 | 4일 | 5일 |
| 10°C 이상 20°C 미만 | 3일 | 6일 | 8일 |
표를 보면 두 가지가 보입니다.
시멘트 종류로 두 배 이상 갈립니다. 같은 20°C에서 조강 2일, 슬래그 2종 5일입니다. 혼화재가 많이 들어간 시멘트는 초기 강도 발현이 느립니다. 현장에서 “저번 현장은 3일이면 뗐는데”가 통하지 않는 이유입니다.
10°C 미만이 표에 없습니다. 표는 10°C 이상만 다룹니다. 그 아래는 한중콘크리트 영역이고, 별도의 양생 계획과 강도 확인이 필요합니다. 날짜로 때울 수 없는 구간입니다.
탈형 판정용 공시체는 따로 만듭니다
여기가 실무에서 가장 자주 어긋나는 지점입니다.
표준양생 공시체 (20±2°C 수중양생)
└─ 목적: 배합이 설계강도를 내는가 → 합격 판정용
현장양생 공시체 (구조물과 같은 조건)
└─ 목적: 지금 저 슬래브가 몇 MPa인가 → 탈형 판정용표준양생 공시체는 온도 20°C 물속에 있었습니다. 12월 현장의 슬래브는 그렇지 않습니다. 표준양생 공시체가 16MPa를 찍었다고 해서 슬래브가 16MPa일 이유가 없습니다.
탈형은 구조물과 같은 조건에서 양생한 공시체로 판정합니다. 여름에는 둘의 차이가 작지만 겨울에는 크게 벌어집니다. 공시체 종류별 목적은 콘크리트 압축강도 시험에 정리해 두었습니다.
왜 2/3인가 — 강도가 아니라 처짐 문제입니다
fck 24 기준으로 밑면 탈형 강도는 16MPa입니다. 자중만 받는 상태인데 왜 fck의 2/3나 요구할까요.
자중이 설계하중에서 차지하는 비중부터 보겠습니다.
슬래브 150mm, 사무실
자중 0.15 × 24 = 3.6 kN/m²
마감 = 1.5 kN/m²
활하중 = 2.5 kN/m²
미계수 = 7.6 kN/m²
계수하중 1.2 × 5.1 + 1.6 × 2.5 = 10.1 kN/m²
자중 / 계수하중 = 3.6 / 10.1 = 36%강도만 따지면 36%면 충분해 보입니다. 그런데 기준은 67%를 요구합니다. 차이는 처짐에서 나옵니다.
콘크리트 탄성계수는 강도의 세제곱근에 비례합니다.
Ec = 8,500 × ³√fcu강도가 절반이어도 탄성계수는 절반이 되지 않습니다. 반대로 말하면, 강도가 조금만 모자라도 처짐은 그보다 덜 늘어나지만, 강도를 많이 낮추면 처짐이 빠르게 커집니다.
| 탈형 시점 강도 | Ec | 처짐 배수 |
|---|---|---|
| 5 MPa | 14,500 MPa | 1.78 |
| 14 MPa | 20,500 MPa | 1.26 |
| 16 MPa (2/3 fck) | 21,400 MPa | 1.21 |
| 24 MPa (fck) | 24,500 MPa | 1.05 |
| 28 MPa (fcu) | 25,800 MPa | 1.00 |
16MPa에서 떼면 처짐이 완성 시점 대비 1.21배입니다. 이 정도는 감수하는 값입니다. 그런데 5MPa에서 밑면을 떼면 1.78배가 됩니다. 측면 기준을 밑면에 잘못 적용하면 이 차이가 그대로 남습니다.
14MPa 하한이 따로 있는 이유
2/3만으로는 저강도 콘크리트에서 값이 너무 작아집니다.
fck 27 → 2/3 = 18.0 MPa → 18 지배
fck 24 → 2/3 = 16.0 MPa → 16 지배
fck 21 → 2/3 = 14.0 MPa → 경계
fck 18 → 2/3 = 12.0 MPa → 14 지배 ✕fck 21 아래에서는 절대값 하한이 걸립니다. 비율 기준과 절대값 기준 중 큰 쪽을 씁니다.
그리고 처짐은 회복되지 않습니다
이게 조기 탈형의 진짜 대가입니다. 어린 콘크리트일수록 크리프가 크고, 재령이 어릴 때 받은 하중에 의한 크리프 변형은 강도가 올라간 뒤에도 되돌아오지 않습니다.
균열도 마찬가지입니다. 조기 탈형으로 생긴 처짐이 인장측 균열을 유발하면 그 균열은 남습니다. 콘크리트 균열 원인과 허용 균열폭에서 다룬 하중 균열이 여기에 해당합니다.
동바리는 거푸집과 별개입니다
거푸집널을 떼는 것과 동바리를 빼는 것은 다른 판단입니다. 밑면 거푸집널만 제거하고 동바리는 그대로 두는 시공이 가능하고, 실제로 그렇게 합니다.
1단계 측면 거푸집 해체 (5 MPa)
↓
2단계 밑면 거푸집널 해체 (2/3 fck)
동바리는 존치
↓
3단계 동바리 해체 또는 재설치 (구조계산)3단계가 계획 문서가 필요한 단계입니다.
다층 시공에서 실제로 무슨 일이 일어나는가
3층 슬래브를 타설하는 중입니다. 2층 슬래브는 아직 어립니다. 2층 동바리를 통해 3층 하중이 내려옵니다.
동바리를 한 개 층만 재설치해 하중이 전부 아래 한 층으로 간다고 보면 이렇게 됩니다.
2층 슬래브가 받는 하중
자기 자중 3.6 kN/m²
3층에서 내려오는 것
3층 슬래브 자중 3.6
거푸집·동바리 0.4
시공 작업하중 2.5
────── 6.5 kN/m²
──────────
합계 10.1 kN/m²앞에서 계산한 계수설계하중이 10.1 kN/m² 였습니다. 시공 중 미계수 하중이 설계 계수하중과 같은 크기입니다. 그리고 그 시점 2층 슬래브 강도는 fck에 못 미칩니다.
시공 중이 사용 중보다 불리한 순간이 존재합니다. 다층구조 밑면 탈형에 fck 전체를 요구하는 이유가 이것입니다.
실제로는 동바리를 여러 층 존치하면 하중이 분배되어 한 층에 100%가 오지 않습니다. 위 계산은 상한을 본 것입니다. 그래서 몇 개 층을 존치할지, 어떤 순서로 재설치할지가 계산되어야 합니다. 하중조합의 개념은 하중조합 정리와 같지만, 대상이 완성된 구조물이 아니라 시공 단계별 구조물이라는 점이 다릅니다.
재설치 동바리의 조임 정도
동바리를 뺐다가 다시 세우는 재설치(reshoring)에서 조임 정도가 문제가 됩니다.
너무 헐거우면 → 하중 전달 안 됨. 동바리가 있으나 마나
너무 조이면 → 아래층 슬래브를 위로 밀어 올림
(설계에 없는 반대 방향 하중)슬래브가 이미 처진 상태에서 억지로 밀어 올리면 상부에 인장이 생깁니다. 접촉만 시키는 것이 원칙입니다.
실무에서 자주 틀리는 지점
표준양생 공시체로 탈형을 판정하는 경우
가장 흔하고 가장 위험합니다. 겨울에 표준양생 공시체는 20°C 물속에서 순조롭게 강도가 올라가지만 현장 슬래브는 그렇지 않습니다. 판정 근거가 되는 공시체가 어디서 양생되었는지부터 확인하세요.
측면 기준 5MPa를 밑면에 적용하는 경우
부위가 다르면 기준이 다릅니다. 5MPa는 자기 형상을 유지하는 강도이지 자중을 받는 강도가 아닙니다. 앞의 표에서 처짐 1.78배 구간입니다.
존치기간표를 목표로 삼는 경우
“20°C면 4일”은 시험을 하지 않을 때의 대체 기준입니다. 평균기온이 표의 구간을 벗어나거나, 혼화재 함량이 높거나, 부재가 두꺼우면 표가 보증하지 않습니다. 애매하면 시험이 답입니다.
동바리를 거푸집과 함께 제거하는 경우
밑면 거푸집널을 떼면서 동바리까지 같이 빼면 슬래브가 그 순간 전 자중을 받습니다. 계획서상 3단계가 2단계와 합쳐지는 것인데, 이게 도면이나 계획서 없이 현장 판단으로 이뤄지는 경우가 있습니다.
다층 동바리 계획 없이 층을 올리는 경우
몇 개 층의 동바리를 남길지 정하지 않고 진행하면, 아래층이 어떤 하중을 받고 있는지 아무도 모르는 상태가 됩니다. 시공 단계별 하중 검토는 구조기술자가 확인할 항목입니다.
자주 묻는 질문
적산온도가 뭔가요?
양생 기간의 온도를 누적한 값으로, 콘크리트 강도 발현을 온도와 시간의 함수로 보는 개념입니다. 같은 일수라도 따뜻하면 강도가 더 올라간다는 사실을 정량화한 것입니다. 한중콘크리트에서 양생 계획과 탈형 시기를 판단할 때 씁니다. 다만 적산온도가 강도를 대신하는 것은 아니고, 최종 확인은 현장양생 공시체입니다.
조기 탈형하면 나중에 강도가 올라가면서 회복되나요?
강도는 올라갑니다. 처짐은 회복되지 않습니다. 어린 재령에 받은 하중에 의한 크리프 변형이 남고, 발생한 균열도 남습니다. 시간이 해결해 주는 항목이 아닙니다.
밑면 거푸집만 떼고 동바리를 두는 게 실제로 가능한가요?
가능하고 일반적입니다. 그래서 필러 동바리처럼 거푸집널과 분리해 존치할 수 있는 방식을 씁니다. 다층구조에서 존치기간을 단축하려면 구조계산으로 안전성을 확인해야 하고, 그 경우에도 최소 강도 하한은 지켜야 합니다.
겨울에는 며칠을 봐야 하나요?
날짜로 답할 수 없는 질문입니다. 평균기온 10°C 미만은 존치기간표의 범위 밖이고, 한중콘크리트로서 양생 방법과 강도 확인 절차를 따로 정해야 합니다. 보온양생을 하느냐, 조강시멘트를 쓰느냐에 따라 완전히 달라집니다.
보 밑면과 슬래브 밑면의 기준이 같나요?
같은 항목으로 묶여 있습니다. 둘 다 떼는 순간 자중을 받기 시작하는 부위이기 때문입니다. 다만 보는 스팬이 길고 자중 비중이 커서 처짐 관점에서 더 불리한 경우가 많습니다.
정리
- 탈형 기준은 날짜가 아니라 강도입니다. 존치기간표는 시험하지 않을 때 쓰는 대체 수단입니다.
- 측면 5MPa, 밑면 2/3 fck 또한 14MPa 이상. 다층구조 밑면은 fck 전체입니다.
- 탈형 판정은 현장양생 공시체로 합니다. 표준양생 공시체는 합격 판정용입니다.
- 2/3라는 숫자는 강도가 아니라 처짐 기준입니다. Ec가 강도의 세제곱근이라 16MPa 탈형 시 처짐이 1.21배, 5MPa면 1.78배입니다.
- 조기 탈형의 대가는 처짐과 균열이고 회복되지 않습니다.
- 시공 중 하중이 설계 계수하중에 육박하는 순간이 있습니다. 다층 동바리는 계획과 계산의 대상입니다.
관련 내용은 따로 정리해 두었습니다. 공시체와 판정 기준은 콘크리트 압축강도 시험, 강도 체계는 fck 24MPa란?, 시공 단계 하중의 조합은 하중조합 정리, 타설 계획과 이어치기는 콘크리트 물량 산출과 레미콘 발주와 시공이음 위치 선정에 있습니다.