콘크리트 혼화재료

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사용 목적
  1. 워커빌리티 개선
  2. 강도, 내구성 증진
  3. 경화시간 조절
  4. 발열량 저감
  5. 시멘트 사용량 저감
  6. 수밀성 증진, 철근 부식 방지

혼화재[편집]

  • 시멘트량에 치환 사용(치환율)
  • 배합계산 시 고려
  • 5% 이상
  • KS규격 분류: 플라이애시, 고로슬래그 미분말, 실리카퓸, 팽창재, 천연포졸란

작용별 분류[편집]

  • 포졸란 작용: 플라이애쉬(인공 포졸란), 화산회, 규산백토(천연포졸란)
    • 포졸란 작용은 상온에서 수산화칼슘 + SiO2가 화합하여 물에 녹지 않는 화합물을 만드는 작용.
    • 워커빌리티 향상. 블리딩·재료 분리 감소. 적은 발열(큰 단면 콘크리트에 사용). 강도 증진 늦으나, 장기강도 우수. 내구성·해수 저항성 좋음.
  • 잠재수경성: 고로슬래그 미분말
  • 경화 시 팽창: 팽창재
  • 오토클레이브 양생 시 고강도 발현: 규산질 미분말
  • 착색: 착색제

플라이애쉬[편집]

화력발전소 폐가스의 먼지로 만듦. 실리카(SiO2) 67%, 알루미나(Al3O3) 23%, 산화철(Fe2O3) 2%, 석회(CaO) 1.6% 정도로 구성.

장점
  • 워커빌리티 개선(유동성 증진)
  • 블리딩 저감
  • 사용수량 감소
  • 장기강도 증가
  • 수화발열저감에 의한 콘크리트 온도 감소
  • 동결융해 저항성 향상
  • 내구성 향상(알칼리 실리카 반응 억제)
단점
  • 초기강도 저하(대책: 분체 사용, 조강형 혼화제 사용)
  • 중성화 촉진(대책: 도막·도금철근 사용, 미분시멘트·고알칼리 시멘트 사용, 철분 혼입 등)
  • 보존 중 입자 응집 고결(품질 변동)→저장 주의
  • 함유탄소분 일부가 AE제 흡착→소요 공기량 얻기 위해 AE제 양 더 많이 필요

고로슬래그[편집]

용광로 쇳물 위 암석 성분을 급냉시켜 미분말로 만든 산업부산물.

장점(플라이애쉬 및 고로슬래그 사용 콘크리트 특징)
  • 유동성 증진
  • 블리딩 저감
  • 수화발열속도 저감
  • 온도 상승 억제
  • 장기강도 향상
  • 수밀성 향상
  • 내구성 향상(알칼리 골재반응, 황산염)
단점(플라이애쉬 및 고로슬래그 사용 콘크리트 특징)
  • 초기강도 저하(대책: 분체 사용, 조강형 혼화제 사용)
  • 중성화 촉진으로 내구성 저하(대책: 도막·도금철근 사용, 미분시멘트·고알칼리 시멘트 사용, 철분 혼입 등)

팽창재[편집]

수화반응에 의해 에트린가이트 또는 Ca(OH)2 등을 생성해 콘크리트 팽창시킴.

장점
  • 콘크리트 수축보상→균열저감
  • 프리스트레스 도입→균열내력 증대
  • 단면감소
  • 팽창력을 통한 충전효과

실리카퓸[편집]

실리콘 등 제조 시 발생 폐가스 중 SiO2를 모은 산업부산물.

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO
90% 1.5% 3.0% 2.0% 0.3%
플라이애쉬 고로슬래그 실리카퓸 비고
소요배합수량 감소 증가
공기량 감소 감소 공기연행제 사용으로 상쇄 가능
작업성 증가 증가 저하
(고성능감수제로 극복)
수화열 감소
응결시간 증가 증가 줄이려면 촉진제 사용
최종강도 증가
강도발현속도 저하
건조수축 많이 쓰면 증가 많이 쓰면 증가 감소
투과성, 흡습성 감소 감소 크게 감소
알칼리 골재반응 억제 억제 억제
내황산염 향상 향상 향상

혼화제[편집]

  • 시멘트량에 일정 비율 사용(첨가율)
  • 배합계산 시 무시
  • 1% 전후
  • KS규격 분류: 공기연행제, 감수제, 지연제, 수화조절제, 촉진제, 특수혼화제(방청제, 방습제, 착색제, 발포제, 급결제)

종류별 특징[편집]

  • AE제(공기연행제): 미세 공기포 발생. 작업성, 내동해성 개선. 6-8% 단위수량 감소. 재료분리, 블리딩 감소
  • 감수제: 시멘트 입자 분산. 단위수량 저감(물 조금 넣어도 작업성 확보. 슬럼프 증가), 강도증진. 블리딩 감소
    • 고성능감수제: 응결지연, 공기연행 없음.
      • 낮은 물-시멘트비가 유익할 때
      • 얇은 단면 타설 시
      • 촘촘한 보강철근 주변 타설 시
      • 수중 타설 시
      • 펌핑하여 타설 시
      • 콘크리트 다짐 어려울 때 유용
  • AE감수제: 공기포 발생, 작업성 개선, 시멘트 입자 분산
  • 고성능 AE감수제: 공기연행. 내동해성. 화학저항성, 중성화 저항 우수. 높은 감수 성능. 우수한 유동성(펌프 압송 유리), 슬럼프 유지 성능. 적절한 응결시간, 블리딩률. 강도 증진.
  • 유동화제
  • 방청제
  • 경화촉진제: 단기강도 증진, 조기발열 증대, 겨울 공사. 수압 작용에 의한 누수 방지.
  • 응결지연제: 초기경화 지연, 여름공사
  • 수화조절제
    • 안정화제: 수화작용 최대 72시간동안 완전 멈춤
    • 활성화제: 수화, 응결 재개
  • 방수제: 방수, 수밀성
  • 발포제: 화학반응에 의한 가스 발생
  • 기포제: 계면 활성 작용에 의해 물리적으로 공기 도입
    • 기포제, 발포제를 통해 콘크리트에 경량, 단열성, 불연내화성 성질을 부여함
  • 수중불분리제: 콘크리트 수중타설 시 재료분리 방지.