숏크리트 리바운드 원인과 저감 방법 5가지

숏크리트 리바운드란 무엇인가

숏크리트 리바운드는 콘크리트를 압축공기로 뿜어 붙일 때 벽면에 붙지 못하고 튕겨 나와 바닥에 떨어지는 재료를 말합니다. 숏크리트는 터널 굴착면이나 사면을 보호하고 지반을 안정시키기 위해 콘크리트를 고압으로 분사해 붙이는 공법인데, 이때 분사된 재료가 모두 붙는 것은 아닙니다. 분사된 재료 가운데 일부는 표면에 부딪혀 그대로 반발해 떨어지는데, 이렇게 부착되지 않고 반발되는 양의 비율을 리바운드율이라고 부릅니다. 붙지 못하고 그대로 버려지는 재료이므로, 리바운드는 곧 재료 손실이자 공사비 낭비로 이어집니다.

▪ 리바운드가 왜 문제인가

리바운드는 단순히 재료를 버리는 데서 끝나지 않습니다. 튕겨 나가는 것은 주로 무거운 굵은골재라, 벽면에 붙은 부분은 상대적으로 골재가 적고 시멘트풀이 많은 배합으로 바뀝니다. 그 결과 원래 의도한 강도와 성질이 나오지 않을 수 있습니다. 강섬유로 보강한 숏크리트에서는 섬유까지 함께 튕겨 나가 보강 효과가 떨어지기도 합니다. 최근에는 철망 대신 강섬유나 합성섬유로 보강하는 숏크리트가 늘고 있어, 튕겨 나가는 섬유의 손실까지 함께 관리해야 보강 성능을 온전히 확보할 수 있습니다. 여기에 떨어진 재료를 치우는 비용과 분진 문제까지 더해져, 리바운드를 줄이는 일은 경제성과 품질을 동시에 잡는 핵심 과제가 됩니다. 숏크리트 리바운드율은 조건에 따라 크게 달라집니다. 습식은 대체로 10에서 20퍼센트 수준이지만 건식은 이보다 높고, 같은 현장이라도 벽면보다 천장이나 크라운처럼 위를 향해 뿜는 곳에서 리바운드가 더 많이 생깁니다. 중력을 거슬러 붙여야 하기 때문입니다.

건식과 습식, 무엇이 다른가

숏크리트 공법은 크게 건식과 습식으로 나뉩니다. 건식은 물을 섞지 않은 재료를 압송하다가 노즐에서 물을 뿌려 붙이는 방식으로, 노즐을 다루는 작업자의 손에 물의 양이 좌우돼 품질 편차가 크고 분진과 리바운드가 많습니다. 습식은 물까지 미리 섞은 콘크리트를 압송해 뿜는 방식이라, 설계한 배합 그대로 시공돼 품질이 균일하고 분진과 리바운드가 적습니다. 그래서 요즘은 대부분의 현장이 습식을 씁니다. 리바운드를 줄이는 첫걸음이 곧 공법 선택인 셈입니다.

숏크리트 리바운드 저감 방법 5가지

숏크리트 리바운드에 영향을 주는 요인은 매우 다양합니다. 타설 거리와 각도, 노즐맨의 숙련도, 급결제 사용량, 골재 크기와 잔골재율, 단위 시멘트량, 혼화제 종류, 타설 두께와 시간까지 여러 조건이 복합적으로 작용합니다. 그래서 한 가지만 손봐서는 효과가 제한적이고, 배합과 시공을 함께 다듬어야 합니다. 리바운드는 재료가 잘 붙도록 만들고 뿜는 방법을 다듬는 방향으로 줄이며, 아래 다섯 가지가 그 구체적인 방법입니다.

▪ 습식 공법을 쓴다

가장 확실한 기본은 습식 공법을 택하는 것입니다. 배합이 처음부터 일정하게 유지되고 물의 양도 안정적이어서, 건식보다 숏크리트 리바운드와 분진이 크게 줄어듭니다. 품질 관리도 쉬워져 강도 편차가 작아지고, 떨어진 재료를 치우는 수고와 분진도 함께 줄어듭니다. 장거리 압송에는 다소 불리하지만, 대부분의 터널과 사면 현장에서는 습식의 장점이 훨씬 큽니다.

▪ 급결제와 혼화재로 부착력을 높인다

급결제를 알맞게 쓰면 뿜은 콘크리트가 빨리 굳어 벽면에 잘 붙으므로 리바운드가 줄어듭니다. 다만 급결제는 굳는 속도를 높여 주는 보조 재료일 뿐, 지나치게 많이 넣으면 강도가 떨어지고 분진이 늘 수 있어 적정량을 지켜야 합니다. 요즘은 강도 저하와 환경 부담이 적은 알칼리프리 급결제가 많이 쓰입니다. 여기에 실리카퓸 같은 혼화재를 더하면 반죽의 점착성이 좋아져 부착이 개선됩니다.

▪ 배합을 리바운드에 맞게 잡는다

굵은골재가 클수록 튕겨 나가기 쉬우므로, 굵은골재 최대치수는 대체로 10에서 15밀리미터 정도로 작게 잡습니다. 단위 시멘트량은 보통 세제곱미터당 350에서 450킬로그램 범위에서 정하는데, 너무 적으면 리바운드가 늘고 너무 많으면 압송이 어려워지므로 균형이 필요합니다. 잔골재율을 알맞게 높이고 단위 시멘트량을 충분히 확보하면 반죽이 잘 붙어 리바운드가 줄어듭니다. 단위수량은 너무 많으면 흘러내리고 너무 적으면 분진과 리바운드가 늘어나므로, 적정한 값을 시험으로 정합니다.

▪ 노즐 거리와 각도를 지킨다

노즐을 타설면에 직각으로 향하게 하고, 면과의 거리는 반발이 가장 적은 약 1미터 정도로 유지합니다. 너무 가까우면 부딪히는 힘이 커져 반발이 세지고, 너무 멀면 속도가 떨어져 부착력이 약해집니다. 분사 압력과 토출량도 처음부터 끝까지 일정하게 관리해야 하며, 결국 노즐을 다루는 작업자의 손과 숙련도가 리바운드 양에 큰 영향을 줍니다.

▪ 타설 순서와 바탕면을 관리한다

한 번에 두껍게 붙이면 무게로 흘러내리므로, 한 번에 붙이는 두께를 얇게 해서 여러 번 나눠 뿜는 것이 좋습니다. 벽면은 아래쪽에서 위쪽으로 올라가며 타설하고, 강지보재가 있는 부분은 먼저 뿜어 지보재와 숏크리트가 한 몸이 되도록 합니다. 바탕면에 용수가 있으면 부착이 나빠지므로 배수로 물을 처리한 뒤 뿜습니다. 바탕면의 이물질도 미리 제거해 재료가 잘 붙을 조건을 만들어 줍니다. 리바운드가 얼마나 생기는지는 현장에서 떨어진 재료를 받아 그 무게를 뿜은 전체 양과 비교해 가늠할 수 있습니다. 리바운드율이 유난히 높게 나오면 배합이나 노즐 조작, 급결제 양 가운데 어디에 문제가 있는지 되짚어 조정합니다. 본 시공에 앞서 같은 재료로 시험 시공을 해서 최적 조건을 미리 잡아 두면 손실을 크게 줄일 수 있습니다.

숏크리트 리바운드는 완전히 없앨 수는 없지만, 공법과 배합과 시공을 함께 관리하면 크게 줄일 수 있습니다. 재료가 잘 붙는 조건을 만들고 뿜는 방법을 다듬는 것, 이 두 가지가 숏크리트 리바운드를 줄여 비용과 품질을 함께 지키는 길입니다. 습식 공법을 바탕으로 배합과 급결제를 맞추고, 노즐 관리와 시험 시공으로 현장 조건에 최적화하면 손실을 눈에 띄게 낮출 수 있습니다.