다웰바 품질기준 및 설치 방법

 

Dowel Bar란 무엇인가?

다웰바 용도

건설 현장에서 콘크리트 구조물의 종류를 구분할때 기준을 요약하면 지하에 건설되는 구조물은 토목 구조물, 지상에 건설되는 구조물은 건축 구조물이라고 분류한다.

좀더 자세히 이야기 하면 사람이 항상 거주하는 아파트처럼 생활 공간은 건축 구조물이고, 사회적 인프라를 구성하는 하수처리장, 지하주차장등 기능성과 내구성 위주로 건설하는 구조물을 토목 구조물이라고 한다.

다웰바는 토목공사 현장의 구조물에 많이 사용되고 있으며, 환봉, 다웰바, 디웰바 등의 여러가지 명칭으로 불리우고 있다. 

콘크리트 타설시 어쩔수 없이 나누어 타설하는 부분을 시공이음부(Construction Joint)라고 하며 바닥 콘크리트를 타설하고 양생된 후에 벽체 콘크리트를 타설하는것이 대표적이다. 

콘크리트 크랙 방지를 위해서 인위적으로 끊어주는 부분을 신축이음부(Expansion Joint)라고 하는데, 예를 들어서 옹벽 구조물을 한꺼번에 50M이상으로 길게 타설 한다고 가정하면, 콘크리트가 양생되면서 크랙이 발생하고 온도 및 외부영향에 따른 수축 이완이 불가능하여 구조물이 붕괴될 가능성이 있다.

도로, 터널, 교량, 활주로등 주로 대형 구조물의 슬래브 구조물에 설치를 하며 슬래브간 하중을 균등하게 분산 시켜주기 때문에 부등침하시 수직 방향의 변위가 발생하는 것을 막아주고, 계절에 따른 온도 변화 발생에 따른 슬래브의 수축과 팽창시 발생하는 움직임을 잡아주어 슬래브를 안정적으로 유지하는 역할을 한다.

다웰바 제작규격

다웰바의 제작은 비교적 단순하다. 철강 회사에서 품질 기준에 맞는 환봉을 구매하여 현장에서 요구하는 규격대로 재단하면 된다. 요즘은 수입 제품이 많이 들어오고 있는데 수입 과 국산의 차이점은 일반인은 잘 알기가 어렵다.

일단 육안으로 확인 가능한 부분은 표면이 좀더 거칠고, 재단 재단시에 밴드쏘 톱날의 마모 및 손상 주기가 약간 빠르다는것 이외에 다른 차이점은 구분은 하기가 어렵다. 

다웰바의 지름 : Ø19, Ø22, Ø25, Ø30, Ø32 

다웰바의 길이 : 400mm , 500mm , 600mm ,

                            800mm,1000mm 

다웰바의 지름 및 길이는 상기 규격을 가장 많이 사용하고 있으며 가끔 특이한 규격과 일반 제품과 상이한 페인팅을 요구하기도 하는데 비도색, 1/2녹막이 페인트, 에폭시1/2, all페인팅 등 건설현장의 요구 조건에 맞도록 제작하게 된다.

다웰바 품질기준

KS D 3503 규격

다웰바의 품질 규격의 명칭은 일반구조용 압연강재 이며 검색창에 KS열람을 검색하면 KS표준열람사이트가 나온다. 여기에서 KS D 3503을 검색하면 누구든지 무료로 열람이 가능하며 다웰바 이외의 제품도 규격 번호만 알면 열람이 가능하다.

모두가 다 아는 내용이지만 간단히 설명하자면  ASTM(미국), KSA(한국), JIS(일본), 등 각각의 나라에는 국가표준이 있다. 

이는 전기용품, 산업용품, 건설 자재등의 품질 기준을 표준화하여 정리한 것으로 인증을 획득하려면 각각의 제품 규격집에 명시된 품질 기준을 충족해야 인증의 획득이 가능하며 해당 제품에 인증받은 제품임을 알리는 문구를 인쇄하여야 한다.

다웰바는 KS 규격은 있지만 KS인증업체는 국내에 없다.
이유는 다웰바 제작하는 업체가 대부분 영세 기업이 많으며, 국내 토목 현장의 다웰바 자재 소요량이 미미하고, KS인증은 공장심사 항목이라서 품질 관리원 채용, 연구실 운영, 공정 관리원, 각종 시험설비 구매등 비용이 많이 발생하여 부가율이 나오지 않기 때문이다.

공인기관 신뢰성 시험항목

건설 현장에서는 KS인증은 없지만 품질 기준에 맞는 제품인지 확인하기 위해서 다웰바의 공인기관 성적서를 필요로 한다.

이 때문에 공인 시험 기관에 자사 제품을 시험 의뢰하고 공인기관 성적서를 발급받아 해당 건설현장에 제출하는데, 이때 적용되는 품질 규격은 KS D 3503규격 내에 있는 SS400 기준을 적용한다. 개정된 규격집에는 SS275(SS400)로 분류 번호가 변경 되었지만 품질 기준은 개정 이전과 동일하다.

SS275 품질기준

인장강도       N/㎟       410~550

항복강도       N/㎟        265이상

연신율             %               21이상

굽힘시험          -           이상없을것

화학성분         %         C      0.25이하 

                                     Si      0.45이하 

                                     Mn    1.40이하

                                      P     0.050이하 

                                      S     0.050이하

가끔 현장에 공인기관 성적서를 제출하면 KS D 3503 규격인데 시험 성적서 옆에 있는 시험 방법은 왜 KS B0801 , 0802등 다른 번호가 기재되어 있는지 의문을 제기하는 분들이 있다.

이것을 간단히 설명하자면 다웰바는 KS D 3503, 지수판 KS M 3805, 동 지수판 KS D 5201 이렇게 제품마다 규격 번호는 다르지만 재질이 같은 제품들이 있다.

예를 들어 금속의 인장강도를 시험하는데 판넬 철판이나, 자동차 철판이나, 시험을 하는 시편의 모양이나 시험 장비가 똑같으며 무수히 많고 다른 용도로 사용되는 각각의 철판 또는 금속 제품마다 인장 시험 방법을 각각 명시하여 관리하면 시험방법 한번 수정할때 마다 수천개 이상의 규격집을 모두 수정해야 하는데 이는 국가적인 낭비이다.

그러므로 같은 재질의 제품 시험은 시험 방법을 국가 표준으로 만들어 통일 시킨 것이고 금속의 인장강도를 시험할 때에는 KS B 0801등(표준이 많음) 방법에 의거해서 시험을 하도록 시험 방법에 대한 표준을 제정한 것이 때문에 혼돈하지 않았으면 한다.

아래는 KS D 3503 규격집 초입에 시험 관련 규격 18가지 중에서 상단 3가지만 표시하였다.

KS B 0801 금속 재료 인장 시험편
KS B 0802 금속 재료 인장 시험방법
KS B 0804 금속 재료 굽힘 시험

KS규격은 제품의 물성과 같이 인장강도, 신장율, 내약품성, 화학성분등의 품질기준(최하 이정도 이상의 성능이 필요하다는 범위)을 정해놓은 것이고, 성적서 데이터 옆에 기재된 시험 검사 방법은 시험하는 방법(시험시편 만드는법, 적용하는 시험기계, 시험조건등)을 명시한것으로 표준 시험 방법대로 시험을 진행했다는 의미이다.

따라서 공인기관 성적서를 접수하시는 분들은 다른 사항은 일체 신경쓰지 말고 품질을 관리하고자 하는 제품의 KS규격 번호를  KS 열람 사이트에서 조회하여 품질 스펙(인장강도,신장율,화학성분등)만 확인하고 성적서의 데이값이 범위내에 들어오는지 확인하면 문제가 없다.

KS품질 규격 외에도 도막두께 시험 항목이 있는데 이것은 아주 오래전 한국도로공사 콘크리트 포장도로 시방기준의 다웰바 1/2녹막이 페인팅 기준에서 유래되어 최근까지 관리 항목으로 지정되어있다.

원리는 한쪽 슬래브엔 비도색, 다른쪽 슬래브엔 도색된 부분이 설치되고 양생된 후 콘크리트 수축 이완 작용시 다웰바의 1/2페인팅 부분이 벗겨지면서 슬립(Slip)될수 있도록 설계된 부분이다, 때문에 페인팅 2회 도포 및 75㎛이상의 페인트 두께 기준을 요구하고 있다.

다웰바 시공방법

다웰바의 종류 및 부속

스텐레스304 

스텐레스 재질의 다웰바가 설계되어 있는 현장도 간혹 있으나 녹막이 페인팅이 되지 않기 때문에 녹막이 페인팅을 대신해서 다웰바 길이의 절반 길이에 해당하는 파이프 캡을 사용하여 설치를 한다.가격이 고가여서 설계에 반영하거나 사용하는 일은 드물다.

철(Fe) 환봉

지금까지 앞에서 설명한 다웰바와 같은 재질이며, 같은 다웰바로 캡 또는 파이프를 체결하여시공하는 방법은 다양하다.

1/2녹막이 페인트 2회도포 + 맨끝에 45mm 엔드캡

1/2녹막이 페인트 2회도포 + 다웰바길이의 2/1길이의 삽입 가능한 파이프캡
이 방법이 가장 일반적으로 많이 사용된다

1/2에폭시 도포 + 파이프캡

1/2녹막이 페인트 2회도포 + 파이프캡 + 아스팔트 녹여서 충진

1/2녹막이 페인트 2회도포 + 파이프캡 + 구리스충진

일반철근(다웰바대용) + 파이프캡
(철근의 경우 KS제품으로 품질기준은 만족함)

상기와 같이 현장에서 적용되는 시공 방법과 스타일은 제각각으로 어떤게 정답이라고 말하기가 곤란하며, 원리는 한쪽은 앙카 형태로 고정이고 페인팅 부분 또는 파이프 체결 부위는 슬립 되도록 설치만 하면 되기 때문이다.

가끔 철도공사 현장에는 다웰바의 한쪽 부분의 앙카 기능을 극대화하기 위해서 우산 손잡이 모양으로 다웰바를 밴딩 하고 한쪽은1/2녹막이 페인팅을 하는 제품도 있다.

다웰바 캡의 선택은 보통 다웰바 길이의 1/2길이 제품을 선택 해야하며, 다웰바 직경보다 한등급 큰 내경을 가진 파이프 캡을 선택 해야 한다.

파이프 갭의 규격

25Ø = 300mm , 400mm , 500mm
30Ø = 300mm , 400mm , 500mm
35Ø = 300mm , 400mm , 500mm

예제)

다웰바 Ø32 x 400mm 다웰바 
>> 파이프캡 35Ø * 300mm 선택 = 100mm절단 후 사용

다웰바 Ø32 x 800mm 다웰바
>> 파이프캡 35Ø * 400mm 선택 = 그대로 사용

 

다웰바 설치방법

일반적인 바닥 슬래브 또는 옹벽 공사에서는 1차타설과, 2차타설로 나누어 공사를 진행한다.

이는 다웰바 설치시 한쪽의 콘크리트를 먼저 양생한 후 콘크리트 단면에 엘라스틱필러(신축이음채움재)를 설치하여 수축 이완 작용시 콘크리트끼리 맞 닿아서 발생할수 있는 크랙을 방지할 목적으로 시공하기 때문이다.

철근 배근이 끝나고 콘크리트 단면에 유로폼을 고정하기전에 유로폼의 합판에 파이프캡 직경 만큼 구멍을 뚫고 2차 타설시 다웰바를 끼울수 있도록 파이프캡의 구멍 보이도록 뚫어놓은 유로폼 합판 구멍을 통해서 약간 튀어나오도록 고정하고 나머지 막혀있는 부분은 콘크리트 속에 묻힐수 있도록 배근된 철근 방향을 향하도록 철근 부근에 수평을 유지하여 고정시킨다.

파이프 먼저 시공후 2차 타설시 다웰바를 시공하거나, 파이프와 다웰바를 지그재그시공 또는 다웰바 먼저 시공하려는 현장등 여러가지 경우가 있으나, 필자가 지켜본 바에 의하면 파이프캡을 먼저 일률적으로 설치하고 2차 타설시 다웰바 설치하는 현장이 대부분이었다.

보통 파이프에 아스팔트 충진제를 녹여서 넣기를 원하는 현장이 있는데 화상 위험이 있고 시간이 많이 걸리는 단점이 있으며, 무엇보다도 파이프 캡이 플라스틱이라서 열에 의해 파이프 캡의 휨 현상이 심하게 발생하여 보기가 좋지않다.

이 경우는 스틸파이프를 사용해서 아스팔트 충진을 하면 파이프의 휘는 현상이 없어서 정밀 시공이 가능하기 때문에  적극 추천한다.

콘크리트 타설시 간혹 1차.2차 나누어 공사를 하지않고 기계화 타설등의 1차 타설로 끝내는 현장이 있는데 주로 고속도로 콘크리트 포장도로가 대표적이다.

이때는 용접한 철근 틀에 다웰바를 일정 간격으로 고정해 놓은 어셈블리 다웰바를 사용하여 시공을 한다.

기타 공장 바닥이나 옹벽 공사를 진행할 때에는 1차,2차,3차,4차 이렇게 순서대로 타설하면 공기도 늦어지고, 인건비도 상승되기 때문에 똑같은 작업을 반복적으로 해야하는 구조물의 경우는 1번스판, 3번스판, 5번스판 이렇게 한스판씩 건너뛰고 타설한 후 양생이 되면 나머지 빈 공간을 한꺼번에 타설하여 공기를 단축하는 경우도 있으니 참고하기 바란다.

하수 관거 및 공동구 박스등을 시공하는데 있어서 요즘은 PC박스를 이용하여 시공을 많이 하고 있어서 현장 타설이 점점 줄어들고 있다. PC박스의 이용은 공사기간 단축 및 원가 절감이 가능해서 많이 선호하고 시행하는 추세이다.

지금까지 다웰바에 대해서 간단하게 알아 보았으며, 추후 다른 정보가 생각나면 추가로 포스팅을 하고자 한다.