기술사가 알려주는, PC 공법 총정리! (장단점,역사,공법,사용처)
오늘은 프리캐스트 콘크리트(일명 PC)에 대해 포스팅해보고자 합니다.
PC의 장단점, PC공법, 역사 그리고 주요 특징과 사용처에 대해 정리해 보았습니다.
프리캐스트 콘크리트란?
프리캐스트 콘크리트(일명 PC)는 콘크리트를 재사용 가능한 몰드 또는 거푸집에 타설한 다음 통제된 환경에서 양생하고 건설 현장으로 운반하여 제자리로 이동하는 건설 제품으로, 프리캐스트 빔과 벽 패널 등이 이에 해당합니다.
프리캐스트 콘크리트 구조의 장점
1. 프리캐스트 콘크리트는 첨단 건설 기술을 갖춘 공장에서 생산됩니다.
2. 프리캐스트 콘크리트 생산에 사용되는 재료는 쉽게 구할 수 있습니다.
3. 시공 절차가 매우 빠르기 때문에 궁극적으로 시간을 절약할 수 있습니다.
4. 더 나은 단열 특성을 가지고 있습니다.
5. 프리캐스트 부재는 완전히 내화 및 방음 기능이 있습니다.
6. 프리캐스트 부재는 가볍고 작업 현장으로 쉽게 운반할 수 있습니다.
7. 거푸집 공사가 필요하지 않습니다.
8. 필요한 경우 프리캐스트 부재를 분리하여 다른 구조물에 재사용할 수 있습니다.
9. 콘크리트의 밀도로 인해 프리캐스트 건물은 더 많은 소리를 흡수하여 주거용 및 상업용 건물에 적합합니다.
10. 현장 타설에 비해 경제적입니다.
프리캐스트 콘크리트의 단점
1. 부재를 생산하기 위해서는 세심한 감독과 더 많은 숙련된 작업자가 필요합니다.
2. 구조물에서 보 사이의 균일한 간격이 필요하며, 어려울 수 있습니다.
3. 공장에서 건설 현장으로 운송하는 과정에서 일부 부재가 파손되어 낭비되는 경우가 있습니다.
4. 제작에 사용되는 금형이 약간 비싸기 때문에 많은 부재를 생산할 때 시공이 경제적입니다.
프리캐스트 콘크리트의 역사
프리캐스트 콘크리트는 콘크리트만큼이나 오랜 역사를 가지고 있습니다. 기원전 1300년경, 중동의 건축업자들은 현대 시멘트의 전신인 석회석을 태운 석회암으로 흙집을 덮어 시멘트와 같은 단단한 코팅을 만드는 방법을 발견했습니다.
불과 몇 세기 후, 로마인들은 석회암과 기타 부드러운 암석을 모래와 물과 섞어 초기 형태의 콘크리트를 만들기 시작했습니다. 이 콘크리트를 주형이나 나무 틀에 부으면 정밀한 측정과 내구성이 요구되는 복잡한 수로 시스템과 지하 묘지를 건설하는 데 도움이 되었습니다.
악천후나 기타 환경적 장애물에도 불구하고 콘크리트를 미리 성형하고 여러 개의 슬래브를 한 번에 설치할 수 있는 능력이 없었다면 고대 로마인들은 오늘날에도 존재하는 광범위한 지하 터널을 건설할 수 없었을 것입니다.
이러한 점에서 초기 버전의 프리캐스트 콘크리트는 유럽과 아시아의 많은 대도시가 확장되는 데 중요한 역할을 했습니다. 또한 콘크리트가 건축 구조물로서 얼마나 내구성이 있는지를 보여주는 증거이기도 합니다.
이러한 초기 사용에도 불구하고 프리캐스트 콘크리트는 1900년대 초까지 서유럽과 북미의 많은 지역에서 일반화되거나 대중화되지 않았습니다.
제1차 세계대전 직전 영국의 도시 엔지니어이자 축구 네트 발명가인 존 알렉산더 브로디는 프리캐스트 패널 건물을 건설하는 공정에 대한 특허를 획득했는데, 이는 당시 건축 분야에서 획기적인 혁신이었습니다.
이후 1954년 6월 18일, 프리캐스트 콘크리트 협회(PCI)가 설립되어 프리캐스트/압축 콘크리트와 관련된 모든 정보 및 관행에 대한 기술적 공론의 장 역할을 담당하게 되었습니다. 설립 이래 PCI는 프리캐스트 및 프리스트레스트 콘크리트 구조물 산업을 위한 지식을 개발, 유지 및 보급해 왔으며, 이를 통해 많은 산업 표준을 만들고 유지해 왔습니다.
프리캐스트 콘크리트의 주요 사용처
건축물
프리캐스트 콘크리트 부재는 건물 구성 요소로써와 지하주차장, 창고 및 커튼월 구조에서 주로 사용됩니다. 프리캐스트 콘크리트의 구조적 적용 분야에는 기초, 보, 바닥, 벽 및 기타 구조 구성 요소가 포함됩니다. 각 구조 구성 요소는 부재가 수명 기간 동안 받게 될 인장 및 압축 하중을 모두 견딜 수 있도록 설계하고 테스트하는 것이 필수적입니다. 현재는, 구조용 프리캐스트 콘크리트 슬래브에 발포 폴리스티렌 코어(Hollow Core)가 사용되어 더 가벼워지고 단열재 역할도 합니다.
다층 주차장은 일반적으로 프리캐스트 콘크리트를 사용하여 건설됩니다. 현장에서는 제작되어 반입된 PC 부재를 조립만 하면 되기 때문에 공기 단축에도 매우 효과적입니다. 다만 프리캐스트 콘크리트 거치 및 조립시 고중량의 PC 부재를 취급하므로, 크레인의 양중성능을 면밀하게 분석하여야 크레인 전도사고에 예방 할 수 있기 때문에 많은 주의가 필요합니다.
옹벽
프리캐스트 콘크리트는 옹벽에도 사용됩니다. 상업용 및 주거용 옹벽, 방파제, 흙막이 패널 및 모듈식 옹벽 시스템이 포함됩니다.
교통 관련 시설
프리캐스트 콘크리트는 도로, 공항 및 철도 교통 시스템의 건설 현장에 사용됩니다. 주된 사용처에는 박스 암거, 3면 암거, 교량 시스템, 철도 건널목, 철도 타이, 방음벽, 배리어, 터널 세그먼트, 콘크리트 장벽, TVCB, 중앙 예약 장벽, 볼라드 등이 포함됩니다. 프리캐스트 콘크리트는 지하도, 지상도로, 보행자 전용 지하철을 만드는 데도 사용할 수 있습니다. 프리캐스트 콘크리트는 일부 경량 지하철의 철로에도 사용됩니다.
교량
프리캐스트 콘크리트는 강 또는 바다를 통과하며 건설되는 교량에 가장 적합한 공법입니다. PC 기둥 및 보는 이러한 상황에 쉽게 적용할 수 있으며 작업이 매우 쉽습니다.
비용 분석
프리캐스트 콘크리트에 대한 NCPA(National Precast Concrete Association) 가이드에 따르면 기존 건설 공정에 비해 프리캐스트 콘크리트는 Slab 두께를 최대 100mm 까지 줄일 수 있습니다. 60 층 건물 건설시, 최대 2 개층의 건설 비용을 절감 할 수 있습니다. 약 3.5 % 비용 절감입니다.
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