혼화재료와 플라이애시 등 광물질 혼화재

핵심 정리

혼화재료는 콘크리트의 성질을 바꾸려고 배합에 넣는 재료다. 크게 혼화제와 혼화재로 나뉘며, 두 범주는 쓰임새와 사용량이 서로 다르다. 혼화제는 시멘트량의 약 1% 이하로 소량 사용하며 배합설계 때 그 중량을 무시한다. 배합 계산에서 가장 먼저 확인할 항목이 이 점이다.

혼화재료에는 콘크리트의 본래 성질을 해치지 않는다는 요건이 따른다. 혼화재료는 골재에 나쁜 반응을 일으키지 않아야 한다. 블리딩은 재료분리의 한 형태이므로 혼화재료로 촉진하지 않아야 한다. 요건은 시공 중의 현상과 경화 후의 성질 두 측면에서 함께 본다.

효과 측면에서 화학 혼화제인 AE제, 감수제, 고성능 감수제 등은 시공연도 증진을 목적으로 한다. 이들은 콘크리트를 비비고 나르고 치는 작업을 쉽게 만드는 데 쓰인다. 고성능 감수제는 단위수량을 줄이고 유동성을 높이기 위해 쓰는 혼화재료다.

광물질 혼화재의 대표는 플라이애시다. 토목구조물에서 가장 널리 쓰이는 포졸란 재료이며 석탄 산업의 부산물이다. 플라이애시는 석탄 화력발전소 연소 폐가스에서 전기집진기로 포집되는 미분말로 콘크리트의 워커빌리티를 개선하는 혼화재료이다.

플라이애시는 배합수량과 공기량을 줄이고 수화열을 낮추지만, 응결시간이 늘고 강도발현 속도는 느려진다. 높은 치환율로 쓰면 건조수축이 커지는 것이 한계로 꼽힌다. 제빙 화학제에 노출된 콘크리트에서는 플라이애시와 기타 포졸란의 합을 25% 이하로 하고, 실리카 퓸은 10% 이하로 한다.

자세히

혼화재와 혼화제의 구분

혼화재료는 혼화재와 혼화제로 나뉘지만 이름이 비슷해서 분류를 섞기 쉽다. 두 재료 모두 콘크리트에 넣는 재료라서 배합표에서 함께 보이지만 역할은 다르다. 혼화제에는 AE제, 감수제, 유동화제 등이 있다. 기포제, 방청제, 방수제는 혼화재가 아니라 혼화제에 속한다. 감수제는 소량으로 단위수량을 줄이는 화학혼화제이므로 중량을 고려하는 광물질 혼화재에 해당하지 않는다. 두 범주를 가를 때는 재료가 소량으로 성질을 조절하는지, 시멘트 일부를 대신하는 미분말 광물질인지를 함께 본다.

혼화제의 사용량과 목적

혼화제는 양이 적은 만큼 배합설계에서 중량을 따로 셈하지 않는다. 중량을 무시한다는 것은 계산 항목에서 뺀다는 뜻으로 새겨 두면 된다. 여기서 주의할 것은 혼화제 전체가 같은 역할만 맡는 것이 아니라는 점이다. 같은 화학 혼화제라도 단위수량 저감과 유동성 향상처럼 목적이 나뉘므로 사용 목적을 먼저 확인한다. 아래 표는 화학 혼화제와 광물질 혼화재를 대표 재료별로 비교한 것이다.