한눈에 보기
- 전체 시공의 성패는 단 두 가지에 달려 있습니다: 건전하고 건조한 바탕면(부착강도 ≥ 1.5 MPa, 함수율 < 4%)과 완전한 함침(wet-out) — 수지가 겔화되기 전에 시트 속 기포를 남김없이 눌러 빼내야 합니다.
- 6단계 공정: 표면 준비 및 시험, 프라이머 도포, 필요시 평탄화, 함침 및 첫 층 부착, 웨트-온-웨트 방식으로 추가 층 시공, 그리고 양생·검사·보호.
- 작업을 시작하기 전 전체 구역분의 수지량을 미리 계획하세요 — 작업 도중 겔화된 수지는 나중에 덧바르는 것으로 되살릴 수 없으며, 해당 구간은 잘라내고 재시공해야 합니다.
탄소섬유 시트 시공은 습식 적층(wet lay-up) 공법입니다: 현장에서 구조용 에폭시를 사용해 건식 탄소 직물을 준비된 콘크리트에 층별로 접착합니다. 제대로 시공하면 시트의 성능을 온전히 발휘할 수 있지만, 잘못 시공하면 섬유가 제 역할을 하기도 전에 박리됩니다. 이는 FidStrong의 시공 방법으로, 모든 수치는 제품 데이터시트와 현장 품질관리(QC)의 필수 기준인 ACI SPEC-440.12-22에 근거합니다. 이 시스템이 이루는 효과에 대해서는 CFRP 보강이란 무엇인가부터 확인하세요.
1. 표면 준비 및 시험
모든 것은 바탕면에서 시작됩니다. 골재가 드러나고 표면 프로파일이 열릴 때까지 그라인딩 또는 블라스팅으로 불건전한 콘크리트, 레이턴스, 도료, 오염물을 모두 제거합니다. 그런 다음 수지를 도포하기 전 두 가지 수치를 반드시 확인합니다: FidStrong 데이터시트 기준 부착 인장강도는 최소 1.5 MPa 이상이어야 하며(ACI 코드상 기준치는 1.4 MPa / 200 psi, ASTM C1583), 함수율은 4% 미만이어야 합니다(ASTM D4263). 시트가 감기는 외측 모서리는 섬유가 꺾이지 않도록 최소 20 mm 반경으로 둥글게 처리하고, 바탕면 및 주변 온도가 +5~+35 °C 범위일 때만 시공합니다. 심화 내용: CFRP 표면 처리.
2. 콘크리트 프라이머 도포
프라이머는 기공을 밀봉하고, 방치하면 적층체에 기포를 유발하는 아웃개싱(outgassing)을 막아줍니다. FSE302 프라이머를 중량비 2:1로 배합하고(23 °C에서 가사시간 약 40분), 고임이 생기지 않도록 표면에 문질러 넣으면서 0.3–0.5 kg/m²로 1회 도포합니다. 약 2시간이면 지촉건조 상태가 됩니다. 중요한 점은, 함침 수지는 반드시 프라이머의 재도장 가능 시간(2–24시간) 이내에 시공해야 한다는 것입니다 — 프라이머가 완전히 경화된 후에는 절대 시공하지 마십시오. 그러지 않으면 접착력이 저하됩니다.
3. 요철 부위 평탄화
필요한 부위에만 시행합니다. 약 1 mm를 초과하는 표면 요철(시트 시스템 기준)은 프라이머 도포 전에 FSE502 레벨링 퍼티(2:1 배합, 지촉건조 약 1.5시간, 완전경화 ≥ 24시간)로 메우며, 5 mm를 넘는 깊은 보수 부위는 여러 층으로 나누어 채웁니다. 목표는 시트가 전면 밀착되도록 평탄한 면을 만드는 것입니다 — 틈을 그대로 덮어씌우면 미접착 공극이 남게 됩니다.
4. 함침 및 첫 층 부착
함침 수지의 베이스 코트를 0.3–0.4 kg/m²로 도포합니다 — 일반 작업에는 FSE322(2:1, 가사시간 약 70분)를, 처짐이 발생하면 안 되는 오버헤드 시공 및 중량 시트에는 FSE323H를 사용합니다. 시트를 설계 방향으로 젖은 수지 속에 눌러 붙이고, 방향을 ±5° 이내로 유지합니다(ACI SPEC-440.12-22). 이어서 시트 위로 2차 코트를 도포하는데 — 200 g/m² 시트는 0.5–0.7 kg/m², 600 g/m² 시트는 최대 1.0–1.2 kg/m²까지 — 리브 롤러로 중앙에서 바깥쪽으로 굴려 수지가 겔화되기 전에 기포를 남김없이 제거합니다. 이 함침(wet-out) 작업이 품질을 좌우하는 핵심 지점입니다.
5. 웨트-온-웨트 방식의 추가 층 시공
다층 적층체의 경우, 이전 층이 아직 점착성을 유지한 상태에서 각 추가 층을 시공합니다. 만약 어떤 층이 먼저 완전히 경화되도록 방치되었다면, 다음 층이 접착되기 전에 반드시 기계적 연마와 용제 닦아내기를 거쳐야 합니다 — 경화된 표면은 그 자체로는 유효한 바탕면이 아닙니다. 섬유 방향으로의 겹침 이음은 최소 100 mm 이상으로 합니다(데이터시트상 최소값이며, 설계상의 겹침 길이는 ACI 440.2R에 따른 시험으로 정합니다).
6. 양생, 검사, 보호
적층체가 완전경화에 도달하도록 합니다 — 23 °C에서 7일간 외부 충격, 빗물, 직사광선으로부터 보호합니다(양생 가이드라인 참조). 그런 다음 검사를 진행합니다: 타음법(태핑 또는 동전 검사) 또는 적외선 열화상으로 표면을 두드려 건조 부위나 박리 부위를 찾고, 접착 성능이 중요한 현장에서는 ASTM D7522에 따른 부착 시험을 시행합니다 — 합격 기준은 200 psi(1.4 MPa) 초과와 콘크리트 내부 파단 두 가지를 모두 충족해야 합니다. 마지막으로 옥외에서는 마지막 습윤 코트에 0.5–1.0 mm의 규사를 살포하고 적합한 탑코트를 더해 자외선으로부터 보호합니다. 경화된 에폭시를 자외선에 노출된 채로 두면 열화됩니다.
자주 묻는 질문
프라이머가 꼭 필요한가요, 아니면 콘크리트에 수지를 바로 도포해도 되나요?
먼저 프라이머를 도포해야 합니다. FSE302는 콘크리트의 열린 기공에 침투하여, 방치 시 적층체에 기포를 유발하는 아웃개싱을 제거합니다. 함침 수지를 도포하기 전 지촉건조(23 °C에서 약 2시간) 상태여야 하며, 재도장 가능 시간인 2–24시간 이내에 시공해야 합니다.
습식 적층 CFRP 랩핑이 완전경화되는 데 얼마나 걸리나요?
FidStrong의 FSE322/FSE323 함침 수지는 23 °C에서 7일이면 완전경화에 도달합니다. 이 기간 동안 적층체는 외부 충격 없이 건조하고 직사광선이 차단된 상태를 유지해야 합니다. 온도가 낮으면 경화 시간이 길어지므로, 저온 시공 시에는 더 긴 보호 기간이 필요합니다.
완료된 시공은 어떻게 품질을 검사하나요?
두 가지 검사를 시행합니다: 건조 부위나 박리 부위를 찾는 타음 검사(태핑/동전 검사 또는 적외선), 그리고 ASTM D7522에 따른 부착 시험 — 1,000 ft²당 최소 3회, 1일 최소 3회 시행하며, 강도가 200 psi(1.4 MPa)를 초과하고 파단이 접착 경계면이 아닌 콘크리트 내부에서 발생할 때만 합격입니다.
양생 후 작은 기포나 박리 부위가 발견되면 어떻게 하나요?
크기에 따라 보수 방법이 결정됩니다. 약 2 in²(13 cm²) 미만이고 전체 공극이 적층체의 5% 미만이면 대개 그대로 두며, 2–25 in²는 저압 에폭시 주입으로 보수하고, 25 in²(160 cm²) 이상은 엔지니어 승인을 받은 겹침 방식으로 절단 후 패치합니다.
작업 도중 부족해진 수지를 나중에 보충하지 않고 폐기해야 하는 이유는 무엇인가요?
시트 아래의 수지가 일단 겔화되면, 몇 시간 뒤에 새로 바르는 코트는 표면에 막을 씌울 뿐 이미 건조 상태로 굳은 섬유 속까지 재침투하지 못해 취약한 콜드 조인트가 남습니다. 해결책은 해당 구간을 잘라내고 다시 시공하는 것뿐이므로, 전체 면적분의 수지를 미리 계획해야 하는 것입니다. 자주 발생하는 시공 실수를 참고하세요.
FidStrong은 ISO 9001, 14001, 45001 품질경영시스템 하에 FSC 탄소섬유 시트와 이에 대응하는 FSE 프라이머, 함침, 레벨링 에폭시를 생산합니다. 본문의 수치는 제품 데이터시트, ACI 440.2R, ACI SPEC-440.12-22에서 인용하였으며, 시공은 반드시 프로젝트 시방서와 자격을 갖춘 엔지니어의 설계를 따라야 합니다.