최근 광주 화정 아이파크 주상복합 아파트가 붕괴된 사고로 인하여 건설안전에 관한 사회적 관심이 증대되었다. 사고의 원인 조사 결과 건축물을 구성하는 주재료인 콘크리트에 관한 품질관리의 부적절성이 붕괴 주요 요인 중의 하나로 밝혀졌다. 사고 현장 구조체의 강도 측정 결과, 17개 층 중 15개 층의 콘크리트 허용범위 강도(24 MPa)의 85%(20.4 MPa)에 도달하지 못하여 철근과 콘크리트와의 부착강도 저하로 인해 건축물의 안전성이 의심됐다. 특히, 사고 위치에서 가장 근접한 37층 슬래브, 38층 벽의 강도는 각각 9.9, 9.8 MPa로 조사되었다. Fig 1.1은 HDC 사고 현장의 코어와 표준공시체의 압축강도 차이를 나타낸 그래프를 제시한 것으로 구조체의 강도를 추정하기 위해 제작되는 표준공시체 같은 경우 낮게는 30 MPa 이상, 크게는 50 MPa에 달하면서 구조체 콘크리트에 비하여 매우 큰 압축강도를 보였다. 이로 인하여 구조체 콘크리트의 강도는 거푸집을 제거하기에 충분하지 않지만 높은 표준공시체의 강도로 구조체 콘크리트가 평가되어 거푸집 해체시기의 결정 기준이 적절하지 못하였다. 한편, 대부분 건설 현장에는 콘크리트 거푸집의 탈형 시기 및 동바리 존치기간을 정하기 위해 콘크리트 구조체의 강도를 확인하는 방법으로서 KS F 2403에 의해 제작된 강도 시험용 공시체의 압축강도를 콘크리트 구조체의 압축강도로 정하여 실시하고 있다. 이때, KS F 2403에 의한 강도 시험용 공시체의 제작 방법 중 공시체의 양생은 양생온도 20±2℃로 하고 습윤 상태를 유지시키기 위하여 수중 또는 상대 습도 95% 이상에서 양생하도록 규정하고 있다. 이 외에 방법으로는 타설 된 콘크리트 구조체 근처에 기건 양생, 얇은 비닐은 이용한 봉함 양생 방법 등으로 수행하여 구조체 콘크리트의 강도를 평가하고 있다.
그러나 구조체 관리용 공시체의 기건 양생은 콘크리트 표면이 외기와 직접 접하여 콘크리트의 내부 수분이 증발하기 때문에 시멘트의 수화반응이 온전히 일어나지 못하고 구조체 콘크리트에 비하여 메스 차이 등으로 콘크리트 자체의 온도는 큰 차이를 보인다. 봉함 양생의 경우 수분의 증발은 기건 양생에 비하여 미치는 영향이 적지만 기건 양생과 동일하게 구조체 콘크리트와 큰 온도 차이를 보이며, 수중양생의 경우엔 일정한 양생온도와 수분으로 인하여 충분한 강도를 발현할 수 있으나 계절변화 및 낮과 밤의 기온차 등으로 인한 양생온도의 차이와 겨울철 동결 및 여름철 빠른 수분 증발에 노출되는 구조체 콘크리트와는 양생조건에서 많은 차이를 보인다.
콘크리트의 강도에 영향을 미치는 요인으로는 온도 이외에도 콘크리트의 배합, 거푸집 종류, 풍향 및 풍속, 콘크리트의 다짐 등과 같이 다양하지만 특정 일평균 온도 조건에 따라 시방서를 달리 규정하고 있는 만큼 콘크리트의 양생환경 중 온도는 매우 중요하게 여겨지고 있다. 대표적으로 한중 콘크리트와 서중 콘크리트 규정은 일평균 4℃이하와 25℃ 초과하는 기온에서 적용되고 있으며, 이를 제외한 온도 구간인 5℃∼25℃ 기온은 일반 콘크리트 규정을 따르고 있다. 이러한 온도 구간 중 특히, 간절기 기온인 5℃∼10℃에서는 한중 콘크리트 규정과 온도차가 크지 않지만 일반 콘크리트 규정을 적용하고 있기 때문에 표준수중, 현장기건 공시체와 구조체 콘크리트의 온도차로 인한 강도의 차이는 더욱 커질 것으로 예상된다. 이는 간절기의 외기온도 조건하에 표준수중양생한 공시체의 강도를 통해서 구조체의 강도를 추정하는 것은 구조체의 강도를 과대평가할 위험이 크고, 현장기건 양생한 공시체의 강도를 통해 추정하게 되면 구조체의 강도는 과소평가될 가능성이 있다. 따라서 현재 시행되는 구조체 관리용 공시체 양생 방법은 콘크리트 구조체의 강도를 평가하기엔 부족한 실정이다.
특히, 짧은 공정 기간에서 많은 콘크리트 구조체를 제작하는 아파트 건설 현장의 경우 신속하게 다음 공정을 진행하기 위해선 구조체의 수직 및 수평 거푸집 탈형 시기, 동바리 존치기간의 결정은 매우 중요한 사안이기 때문에 이를 결정할 수 있는 구조체 콘크리트의 강도를 보다 정확하게 유추할 필요가 있다.
따라서 콘크리트의 양생 정도, 거푸집 탈형 시기 및 동바리 존치기간 등을 결정할 경우 위와 같은 문제를 해결하기 위해선 실제 콘크리트 구조체와 동일한 환경에서 양생한 구조체 관리용 공시체를 통하여 압축강도를 평가하는 것이 적합하다고 판단된다.
이에 본 연구에서는 다양한 양생환경 중 온도조건에 의한 영향을 파악하고자 표준수중, 현장기건 양생 방법이 간절기 기온에서 현장 구조체와 온도 차이를 실험적으로 검토하고, 구조체의 온도를 동일한 환경에서 양생하는 공시체가 모사할 수 있도록 하는 최적양생방법을 도출하기 위하여 종류별 봉함양생방법을 선정하고, 선정된 양생 방법별 간절기 온도조건(5, 10℃)하에서 공시체의 온도 및 강도를 분석과 기존 등가재령 함수식에 적용 및 적정성을 검토하여 최적양생방법을 제안하였다.