고강도 콘크리트

정의

고강도 콘크리트는 설계기준강도가 보통 콘크리트보다 높은 콘크리트다.

국내 콘크리트구조 설계기준에서는 설계기준강도 40 MPa 이상을 고강도로 본다.

핵심 키워드는 물-결합재비, 고성능 감수제, 실리카 흄이다.

물-결합재비

강도를 좌우하는 핵심 인자는 물-결합재비다.

물-결합재비는 물 질량을 시멘트와 혼화재의 합 질량으로 나눈 값이다.

같은 재료라면 이 값이 낮을수록 강도가 커진다. 그래서 물을 줄여야 한다.

물을 줄이면 유동성이 떨어지므로 고성능 감수제가 필수다.

제조 구성요소

제조에는 시멘트 페이스트, 고성능 감수제, 혼화재가 함께 쓰인다.

실리카 흄은 포졸란 반응으로 C-S-H를 추가로 만들어 공극을 메운다.

골재와 페이스트의 계면, 즉 전이대의 결함도 줄여야 한다.

결국 고강도화는 시멘트를 더 넣기보다 조직을 치밀하게 만드는 방향이다.

장점과 한계

고강도 콘크리트의 장점은 구조 효율에 있다.

축력과 휨 저항이 커져 고층화와 장스팬 구조가 가능하다.

단면이 줄어 고정하중이 감소하고, 탄성계수가 커져 처짐도 줄어든다.

반면 취성이 커지고 화재 시 폭렬 위험이 있다. 폭렬은 섬유 혼입으로 완화한다.

국가별 기준

국내 고강도 기준은 설계기준강도 40 MPa 이상이다.

미국은 보통중량 42 MPa 이상을 고강도로 구분하고, 105 MPa 이상을 초고강도로 본다.

일본은 60 MPa 이상을 쓸 때 허가를 받도록 한다.

답안에는 국내 기준을 먼저 쓰고 해외 기준은 차이만 짧게 언급한다.

정리와 직접 풀기

정리하면 고강도 콘크리트는 설계기준강도 40 MPa 이상의 콘크리트다.

핵심은 물-결합재비를 낮추고 고성능 감수제를 쓰는 것이다.

이제 직접 풀어 보자.

정답은 0.30이다. 단위수량을 결합재로 나누면 된다.