골재의 제성질중에서 조립률, 표준입도, 크기, 최대치수, 입형, 시험방법, 실적률, 표면성상에 대해서 알아보겠습니다. 골재의 조립률 일반적으로 잔골재의 경우는 조립률이 3.0 이상이면 굵은 모래, 2.0~ 3.0이면 중간모래, 2.0 이하이면 가는 모래이고, 굵은 골재의 경우는 6.0 ~7.0 정도가 적당한 조립률이 된다. 단, 잔골재의 경우 표준입도 범위 상하한선에 해당하는 조립률은 2.2~3.3(2.15~3.38)이 되는데, 실무에 서는 이 범위가 적당한 조립률로 여겨진다. 표준입도의 범위 표준입도는 … Read more

골재의 제성질중에서 골재에 요구되는 품질, 관계되는 골재의 성질, 골재의 물리적인 성질에 대해서 알아보겠습니다. 골재의 요구품질 골재는 콘크리트 전용적의 대부분을 차지하는 재료로서, 그 성질은 콘 크리트의 여러 품질에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서 표 3-3에 제시되어 있는 요구조건을 반드시 만족시켜야 한다. 반응에 의한 • 단단하고 강한 것(시멘트페이스트 이상),• 표면이 거칠고 구형에 가까운 것. • 입도분포가 양호한 것(연속 입도분포).• 청정한 것.• 내화성이 있는 것.• 운모가 함유되지 않은 것.• 마모에 대한 저항성이 큰 것. 콘크리트 구 품질에 미치는 골재의 영향 골재의 성질은 콘크리트의 여러 품질에 큰 영향을 미친다. 골재의 품질에 따라 영향을 받는 콘크리트의 품질에 대하여 영향을 미친다 콘크리트의 품질에 관계되는 골재의 영향 ① 내구성 콘크리트의 품질• 동결융해에 대한 저항성 및 습윤조건에 대한 저항성•온도변화에 따른 저항성• 마모에 대한 저항성• 알칼리 골재반응 저항성 ② 강도 … Read more

골재의 정의, 골재의 역할, 골재의 종류에 대해서 알아보겠습니다. 골재의 종류는 분류 방식에 따라 입자크기에 의한 분류, 생산방식에 의한 분류, 무게에 의한 분류로 나뉘어 지는데 자세한 내용을 알아보겠습니다. 골재의 정의 골재는 KSF 2526(콘크리트용 골재), KSF 2527(콘크리트용 부순 골 재) 등에 규정되어 있는데, 모르타르, 콘크리트를 만들기 위해 시멘트와 물에 혼합되는 불활성(不活性)의 재료로서 모래, 자갈, 부순 돌 그 밖에 이와 비슷한 재료를 칭한다. 또한 시방서에 있어서의 골재는 자연작용으 로 암석에서 생긴 모래, 자갈, 또는 부순골재와 인공으로 만든 경량 골재의 총칭이다. 골재의 역할 골재는 콘크리트의 골격을 형성하는 것으로서, 콘크리트 체적의 70~80%를 차지한다. 시멘트페이스트와 모르타르 및 콘크리트의 경우 물·시멘트비가 같고, 강도가 동일하면 경제적인 면에서 시멘트페이스트 보다 모르타르 및 콘크리트가 유리하게 된다. 따라서 시멘트모르타르 및 콘크리트에 있어서 골재는 양을 늘려주는 증량재 혹은 큰 공간을 채워주 는 충전재의 역할을 하는 것이다. 시멘트페이스트는 경화과정에서 균열이 발생할 수 있는데, 골재가 포 함된 모르타르 및 콘크리트는 이를 방지할 수 있어 안정재의 역할을 한 다. 또한 오래된 도로포장 등에서 굵은 골재가 노출되어 있는 것을 보면 내구재로도 역할을 하며, 골재강도가 중요하게 작용되는 경량골재 콘크리 트 및 고강도 콘크리트에서는 골재가 보강재의 역할을 담당하기도 한다. 골재의 종류 골재의 종류는 크게 입자 크기에 의한 분류, 생산(제조)방식에 의한 분 류, 무게에 의한 분류, 산지에 따른 분류 및 강도에 따른 분류 등으로 구 분할 수 있다. 입자 크기에 의한 분류 입자 크기에 의한 분류에 있어서는 체규격 5mm의 체에서 질량비로 85% 이상 남는 콘크리트용 골재 및 5mm체에 거의 다 남는 골재 또는 5mm체로 쳐서 다 남는 골재를 굵은 골재(Coarse aggregate)라고 하고, 체규격 5mm의 체에서 질량비로 85% 이상 통과하는 콘크리트용 골재 (건축공사표준시방서) 및 5mm체를 거의 다 통과하고 0.08mm체에 거 의 남는 골재를 잔골재라 칭한다. 생산(제조)방식에 의한 분류 골재는 생산(제조)방식에 따라 천연골재와 인공골재로 나뉜다. 천연골 재(natural aggregate)는 원석이 풍화, 침식, 운반 등의 자연현상에 의해 생산된 골재(강모래, 강자갈, 산모래, 산자 갈, 바다모래 및 바다자갈 등)를 말하며, 인공골재(artificial aggregate)는 원석을 부수어 만든 부 순 … Read more

혼화재중에서 기타혼화재에 대해서 알아보겠습니다. 기타 혼화제에는 수축 저감제, 응결/경화시간 조절제, 방청제, 방수제, 기포제, 발포제, 방동/내한제 등이 있습니다. 각 기타 혼호제에 대해서 자세하게 알아보겠습니다. 기타 혼화제 종류 ① 수축 저감제 : 수분의 증발에 따른 건조수축을 감소시키는 효과를 가진 혼화제로서 모르타르나 콘크리트의 균열의 감소나 방지, 충전 성의 향상, 박리 방지 등의 목적으로 사용되는데, 수축을 감소시키는 방법에는 콘크리트에 팽창성을 부여하는 방법과 유기계 혼화제를 사용하는 방법이 있다. 일반적으로 시멘트 경화체는 다공체이고 그 수화물의 겔 공극 또는 모세관 공극 등에는 유리수가 흡착되어 있지만, 유리수의 일부가 건조되면서 휘발하면 그 간극을 좁히려고 하는 모세관 장력이 발생하여 수축이 발생된다. 물시멘트비가 큰 시멘트페이스트일수록 수축을 하지만 모르타르나 콘크리트에서는 골재가 건조수축을 완화하는 역할을 하며, 경화초 기의 시멘트 경화체는 모세관 공극이 크기 때문에 수축응력도 적지 만 강도가 낮기 때문에 변형능력이 크다. 그러나 충분히 경화된 시 멘트 경화체에서는 모세관 공극이 좁게 되어 있기 때문에 수축응력 이 크고, 강도가 높기 때문에 변형능력이 적어 균열이 발생된다. ② 응결·경화시간 조절제: 시멘트의트위 수화반응에 모르타르나 콘크리 트의 응결시간이나 또는 초기수화를 촉진, 혹은 지연시킬 목적으로 사용하는 혼화제로서 급결제, 급경제, 촉진제, 지연제, 초지연제 등 이 있다. 급결제나 급경제는 시멘트의 응결과 경화를 매우 촉진 시 켜 수분 내에 모르타르나 콘크리트의 특성을 발휘시키는 혼화제이고, 촉진제와 지연제는 재료온도나 외기온도의 영향을 경감할 목적으로 사용하는 혼화제로서 초지연제는 첨가량에 따라 응결시간을 적극적으로 지연시켜 콘크리트의 시공성과 품질 향상을 위하여 사 용하는 혼화제이다. ③ 방청제 : 방청제는 콘크리트 중의 염분에 의한 철근부식을 억제하는 목적으로 사용되는 혼화제로 시대적 요구에 의해 개발되어 규격화되 어 사용량이 증가되고 있는 혼화제이다. 철근의 부식은 일종의 전기 화학반응이며, 음극과 양극에서 동시에 병행하여 반응하는 특성이 있다. 부식 억제제는 전기화학적으로 양극부형, 음극부형 및 혼합형의 3종류로 분류되는데, 음극부형 부식 억제제는 주로 양극반응을 억제하는 것이기 때문에 양분극을 증가시킨 부식전위를 정방향으로 변화시킨다. 또한 양극부형은 음극반응을 억제하고 혼합형은 양극의 반응을 억제함으로써 방청효과를 도모하는 혼화제이다. ④ 방수제: 방수제가 흡수나 투수에 대한 저항성을 높이는 기능을 개략적으로 정리하면 다음과 같다. • 시멘트의 수화반응을 촉진하면서 생성되는 시멘트 갤이 공극을 단시간에 충전한다.• 시멘트의 수화반응에 의해 생성되는 가용성 물질을 불용화하는 동시에 불용성 또는 발수성염을 … Read more

혼화재중에서 혼화제 콘크리트가 굳는 과정에서 성질을 개선해서 경제성을 향상하는 것을 목적으로 하는것을 말합니다. 혼화제의 용도와 공기연행제, 감수제에 대해서 알아보겠습니다. 혼화제 용도 물리적, 화학적 혹은 물리·화학적 작용에 의해 경화 전후의 콘크리트 및 경화 중의 콘크리트 성질을 개선하거나 경제성 향상 등의 목적을 위하여 사용된다. 대부분의 혼화제는 표면활성제에 속하는데, 워커빌리티와 내구성을 개선하고 블리딩이나 수화열을 억제하는 등의 목적으로 사용된다. 혼화제를 용도별로 구분하면 다음과 같다. ① 작업성능이나 동결융해 저항성능의 향상 : AE제, AE감수제, 포졸리스 ② 단위수량, 단위시멘트량의 감소 : 감수제, AE감수제 ③ 강력한 감수효과와 강도의 대폭적인 증가 : 고성능감수제 ④ 강력한 감수효과를 이용한 유동성의 대폭적인 개선 : 유동화제 ⑤ 응결경화시간의 조절: 촉진제, 지연제, 초지연제, 급결제 ⑥ 염화물에 의한 강재의 부식억제 : 방청제 ⑦ 기포를 발생시켜 충전성 향상, 경량화 등에 이용 : 기포제, 발포제 ⑧ 점성이나 응집작용 등을 향상시켜 재료분리를 억제 : 증점제, 수중 콘크리트용 혼화제 ⑨ 기타: 방수제, 소포제, 방동제, 수축저감제, 보수제, 수화열 억제제 등 AE제(공기연행제) 콘크리트 내부에 미세한 기포(입경 10~100 µm)를 균등하게 발생시켜 콘크리트에서는 동결시의 팽창압력을 흡수 또는 완화하여 조직파괴에 대 한 저항성을 높여 동결융해 저항에 탁월한 효과를 나타내므로 동결음해 피해를 방지하기 위해 사용하는 혼화제이다. AE제의 사용목적 및 효과 ① 연행공기와 기포작용 : 공기량 10%의 범위 내에서는 AE제 사용량 에 정비례하여 증가하는데, 공기량 2% 이하에서는 동결융해 저항 성이 개선되지 않고, 6% 이상이 되면 강도저하가 현저하므로 3~6% 정도가 적정 범위이다. ② 연행공기의 볼베어링 작용: 콘크리트 중에 연행된 미세한 독립기포 는 시멘트 입자 혹은 골재 부근에 계면 화학적으로 접착하여 시멘 트페이스트의 점성 및 주위의 미립잔골재 등에 의해 그 위치가 유 지되는데, 이러한 기포의 볼베어링 역할과 완충작용은 콘크리트의 작업성을 크게 개선할 수 있게 한다. 반죽질기와 골재입도가 일정 한 경우 공기량에 의해 변화되는 단위수량은 단위 시멘트량과 직선 적인 관계(공기량 1%는 단위수량 3% 저감효과)를 나타내는 것으로 알려져 있다. ③ 골재분리 및 블리딩 감소 : 콘크리트에 공기를 연행시키면 골재분리 가 억제되며, 단위수량도 감소하므로 블리딩이 감소된다. ④ 경화 콘크리트의 동결융해 저항성 : 콘크리트 내부에 함수된 자유수 가 동결되면 약 9%의 체적이 팽창되므로 콘크리트 내부에 큰 팽창 압력이 발생되어 콘크리트 조직이 파괴될 수 있으나 콘크리트 내에 적당량의 연행공기가 존재하면 자유수 동결에 따른 압력의 발생을 완화시키고 자유수의 이동을 가능게 하여 저항성이 현저히 개선된 다. ⑤ 압축강도에 미치는 영향 : 콘크리트의 물시멘트비가 일정한 경우 공 기량을 증가시키면, 공기량이 1% 증가함에 따라 압축강도는 4~6%, 휨강도는 2~3%, 탄성계수는 7~8×10° kgf/cm²가 감소된다고 한다. AE 콘크리트는 … Read more

혼화재중에서 팽창재의 정의, 팽창시멘트, 팽창재의 화학식, 팽창콘크리트에 대해서 알아보겠습니다. 팽창재 콘크리트는 경화반응 및 건조과정에서 수축하므로 균열이 발생한다. 특히, 철근콘크리트구조물의 경우 이러한 균열이 콘크리트구조물의 붕괴 까지는 이르지 않더라도 철근을 보호하는 성능의 저하, 빗물의 누수, 탄 산화 및 염분의 침투에 따른 철근의 부식 등 구조물의 가장 큰 약점을 만 드는 요인이 된다. 팽창재는 시멘트를 물로 비빌 경우에 수화반응에 의하 여 에트린 가이트 또는 수산화칼슘 등을 생성하여 콘크리트를 팽창시키는 작용을 하는 혼화재이다. 팽창시멘트 팽창시멘트는 KS F 5217(팽창성 수경시멘트)에 “포틀랜드시멘트와 같이 수정성 칼슘실리케이트를 함유하며, 칼슘알루미네이트 및 황산칼슘을 함유하여 물로 반죽하였을 때 응결 후 초기 경화기간 중 부피가 현저하게 증가하는 시멘트로, 기본적으로 이 팽창은 칼슘알루미네이트와 황산칼슘 에 의해 일어난다”라고 정의되어 있다. 팽창재의 화학식 팽창재가 팽창을 일으키는 기구로 K, M, S형은 에트린가이트의 생성에 있고, 형은 수산화칼슘의 생성에 있다. 이때 에트린 가이트와 수산화칼슘의 생성은 수화반응 전후의 부피변화율로 10.5% 및 5.7%의 수축 이 발생하게 된다. 그러나 수화반응에 필요한 물은 모세관 공극 등에 존 재하는 것으로, 물의 … Read more

혼화재중에서 고로슬래그의 정의에 대해서 알아보고 고로슬래그의 제조과정, 미분말의 품질, 고로슬래그 적용한 콘크리트의 성질, 사용시 주의사항에 대해서 알아보겠습니다. 고로슬래그 고로슬래그란 철을 생산하는 용광로 속에서 철광석 중 암석성분이 녹아 첫물 위에 떠 있게 되는데, 이것을 흘러내리게 하여 물로 급격히 냉각시킴으로써 작은 모래입자 모양으로 만든 것이다. 고로슬래그 미분말은 이와 같은 고로슬래그를 다시 분쇄기로 미분말이 되도록 분쇄하여 제조한 것을 말한다. 고로슬래그 미분말의 제조 고로 수쇄슬래그는 수분을 포함하고 있기 때문에 종래에는 미리 건조 시킨 후에 분쇄하여 제조하였지만 최근에는 열풍발생기를 장치한 롤러 밀을 사용하여 건조와 분쇄를 동시에 실시한다. 또한, 사용목적에 따라서 석고를 첨가하는 설비를 갖추기도 한다. 고로슬래그 미분말의 분쇄성은 고로슬래그의 성분, 제조 시의 냉각조건 등에 따라 차이가 있으며, 분말 도가 클수록 분쇄하는 데 많은 에너지가 필요하게 된다. 고로슬래그 미분말의 품질 (KS F 2563) 고로슬래그 미분말의 주요화학성분은 SiO₂, Al₂O₃, CaO 및 MgO로서 전화학성분 중 94~97%를 차지한다. 포틀랜드시멘트의 경우 MgO가 5% 를 초과하면 유리마그네시아가 생성되어 이상팽창의 원인이 되지만, 고로 슬래그 미분말의 경우는 15% 정도를 포함하고 있어도 해가 없다고 보 고되고 있는데 대체로 9% 이하의 함유율을 갖는다. 또한 고로슬래그 미 분말에 석고를 첨가한 경우는 초기강도의 개선 및 건조수축의 감소와 수 화열 억제가 가능하여 분말도 40m²/kg에서는 석고를 첨가하는 경우가 많으나, 고분말도 제품에는 장기강도 발현에 문제가 발생하여 첨가하지 않는다. 고로슬래그 미분말의 분말도는 브레인값 비표면적으로 30~100 m²/kg의 분포를 나타내는데, 분말도가 클수록 기하급수적으로 에너지 소비가 많아져서 고가로 된다. KS F 2563에는 콘크리트용 고로슬래그미 분말의 품질에 관한 사항이 표 2-15와 같이 규정되어 있다. 고로슬래그 미분말의 수화기구 고로슬래그 미분말은 보통포틀랜드시멘트처럼 물과 접하는 것만으로 자기 촉발적 수화반응을 개시할 수 없는 잠재수경성 물질이다. 즉, 슬래 그와 물이 접촉하게 되면 슬래그 입자의 표면에 치밀한 불투수성 겔 박막 이 형성되기 때문에 입자 속까지 물이 침입하는 것이 방해되고 더 이상 반응이 일어나지 못한다. 그러나 알칼리(Ca(OH) 2, KOH, NaOH)나 황산 염(CaSO₁) 등의 자극을 받으면 이 박막이 파괴되면서 군도구조의 겔로 변화되고, 슬래그로부터 이온의 용출과 불용성의 물질이 석출 되면서 경화되기 시작하는데, 이러한 수화기구를 잠재수경성이라고 한다. 슬래그는 장기적으로 슬래그 질량의 약 10%에 해당하는 Ca(OH)과 결합하게 되는데, 포틀랜드시멘트는 약 25%의 Ca(OH)2을 생성 방출하 기 때문에 이론적으로는 고로슬래그 미분말을 시멘트의 75%까지 치환하 여도 그 전량을 활성시킬 수 있다. 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 성질 ① 워커빌리티 및 공기량고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트는 일반 콘크리트보다 워커빌리티가 좋아진다. 특히, 분말도가 크고 치환율이 많을수록 양호해지는 경향이 있다. 단, 소정의 공기량을 얻는데 필요한 AE제의 첨가량은 분말도와 치환율이 증가함에 따라 증가하며, 혼화제의 종류 및 콘크리트 비빔 시의 온도에 따라서도 변화되기 때문에 사용환경에 가능한 한 가까운 조건에서 시험을 행하고 배합을 결정해야 하는 것이 요구된다. 또한, 석고 첨가시의 공기량은 일반적으로는 큰 차이가 없거나 석고를 첨가한 경우가 약 간 증가하는 경향이 있다. ② 블리딩률 및 응결시간일반적으로 고로슬래그 미분말의 분말도가 커짐에 따라 블리딩률은 감소하는데, 이는 미분말의 효과에 의한 것이라고 판단된다. 한편, 응결시간의 경우는 고로슬래그 미분말의 치환율이 증가함에 따라 초결과 종결이 모두 지연되나 분말도에 따른 응결시간 변화는 그다지 크지 않은 것으로 보고되고 있다. ③ 수화열 및 단열온도 상승일반적으로 고로슬래그 미분말의 치 환율 약 30%까지는 수화열의 저감효과가 적은데, 이는 소량의 고 로슬래그 미분말이 공존하는 경우 클링커 광물의 수화를 촉진하기 때문인 것으로 알려져 있다. 재령 7일의 수화열은 분말도에 비례하 여 커지지만 재령 28일에서는 분말도에 크게 영향을 받지 않는다. 단열온도 상승의 경우는 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 경우, 수화 초기에는 치환율의 증가에 따라 단열온도 상승량은 적 어지나 후반부에서는 단열온도 상승에 의하여 수화환경이 고온이 되면 고로슬래그 미분말의 수화반응은 급속히 진행되어 치환을 50%까지는 치환율에 따라 단열온도 상승량이 증가하게 된다. ④ 압축강도고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 압축강도는 W/B와 거의 직선적인 관계에 있고, 치환율이 클수록 초기의 강도 증진이 줄어드는 경향이 있으나 잠재수경성 반응에 의하여 장기강 도는 많이 증진된다. 분말도가 60m²/kg 이상인 경우에는 무혼입과 같은 정도의 초기강도를 얻을 수 있다. 한편, 치환율 증가에 따라 서는 초기재령에서는 압축강도가 저하하지만, 장기재령에서는 치환 율이 70%가 되어도 압축강도는 상승한다. 또한, 양생온도가 저온 일 경우 초기강도의 증진이 둔화되나, 양생온도 30℃ 이상의 고온 양생에서는 초기강도도 높게 됨을 알 수 있다. ③ 중성화 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트는 시멘트 수화반응에서 발생하는 Ca(OH)와 고로슬래그의 성분이 반응하여 콘크리트의 알칼리성이 저하되기 때문에 콘크리트의 중성화가 보통 콘크리 트에 비해 빠르게 진행된다. 분말도와 중성화의 관계에서는 분말도 가 증가할수록 콘크리트가 밀실 하게 되어 중성화가 작은 경향을 보이고 있다. 또한, 수중양생 기간이 길수록 중성화 깊이는 작아지기 때문에 충분한 습윤양생이 중요하다. ⑥ 화학저항성고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트에서는 포틀랜 드시멘트의 수화반응에 의하여 생기는 수산화칼슘의 생성량이 적 고, 그 수산화칼슘은 고로슬래그 미분말과 반응하여 불용성의 화합 물이 되기 때문에 경화체중의 유리 수산화칼슘이 감소하고 팽창붕 괴의 원인이 되는 석고와 에트린 가이트의 생성이 억제된다. 따라서 황산염을 함유하고 있는 토양과 수분에 대하여 화학저항성이 향상된다. 또한 동일한 메커니즘에 의하여 황산염을 함유하고 있는 해 수에 대한 저항성도 향상된다. ⑦ 염화물이온 침투 저항성고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트에 서는 밀실한 경화체 조직이 형성되어 염화물이온(CI)의 침투를 억 제함과 동시에 고로슬래그 미분말에 12~15% 함유되어 있는 산 화알루미늄 성분(Al2O3)이 작용하여 염화물이온을 고정하는 생성물(프리델 씨 염: 3 CaO Al2O3 CaCl2 10H₂O)을 생성하기 쉽기 때 문에 해수 등으로부터 염화물이온의 침투를 억제한다. 사용시 주의사항 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트는 강도발현성 및 기타 물성에 있어서 양생온도의 영향을 크게 받는 경향이 있으며, 특히 슬래그 미분말 이 작고 치환율이 큰 경우에 더욱 뚜렷하게 나타난다. 따라서 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 시공에서는 특히 초기 습윤양생과 양생온도의 확보가 중요하다. 사용하는 고로슬래그 미분말의 종류, 시멘트 종류, 슬래그치환율과 물결합재비 등의 배합조건, 구조물의 종류와 환경조건, 기상조건, 공사기간 및 시공방법 등에 의하여 양생기간을 결정하는 것이 중요하다. 수 또한 타설온도는 원칙적으로 10℃ 이상으로 하고 양생기간 중에도 콘 크리트의 표면온도를 10℃ 이상 확보하는 것이 바람직하다. 타설온도가 10℃ 이하의 온도에서는 타설 이후 수화열에 의한 온도상승이 기대할 수 없는 얇은 단면의 부재 등에서는 습윤양생 및 양생온도를 확보하는 기간 이 길어지기 때문에 적절한 보온양생 및 급열양생도 고려할 필요가 있다. 마치며 지금까지 고로슬래그의 정의, 고로슬래그의 제조과정, 미분말의 품질, 고로슬래그 적용한 … Read more

혼화재중에서 실리카퓸이 무엇인지, 제품형태, 품질기준, 실리카퓸을 사용한 콘크리트의 성질, 사용시 주의사항에 대해서 알아보겠습니다. 실리카퓸이란? 실리카픔은 실리콘, 페로실리콘, 실리콘 합금 등을 제조할 때에 발생되는 폐가스 중에 포함되어 있는 SiO₂를 집진기로 모아서 얻어지는 초미립 자의 산업 부산물이다. 실리카픔은 구상의 입자이지만 분말도가  2000 m²/g 정도로 미세하기 때문에 혼화재로 사용할 경우 소정의 워커빌리티를 얻기 위해서는 많은 혼합수가 필요하다. 그러므로 고성능 감수제를 병용하는 것이 실리카품의 효과를 발현시키기 위한 필수조건이다. 양질의 실리카품을 사용하고 적절한 배합, 타설, 양생을 실시하면 실리카퓸의 포 졸란 반응은 수화 초기부터 시작되어 공극 충전 효과에 따른 강도증진과 투기, 투수성을 감소시키므로 콘크리트의 물리적, 역학적 성질을 개선하는데 유효하다. 아울러 중성화 속도의 감소, 염소이온의 침투방지 등도 기대되고 있다. 실리카품의 제품형태 실리카품은 제품형태에 따라 응축처리된 과립상과 응축처리되지 않은 분체상, 슬러리 상태인 것의 세 가지 형태로 분류할 수 있다. 포집된 상 태로 처리하지 않은 분체 실리카품은 단위용적중량이 0.1~0.3t/m³이 고, 입자의 단위용적질량을 증대시키기 위해 처리한 제품의 단위용적질량 은 0.3~0.8t/m³이다. 슬러리 실리카품은 실리카품을 대략 같은 양의 물에 현탁 시킨 제품으로 단위용적질량은 1.4 t/m² 이상이다. 품질기준 (KSF 2567) 실리콘 합금의 종류 및 동일한 실리콘 합금이라도 원재료인 규사와 석 탄의 품질이 다르면 부산물인 실리카픔의 화학성분과 특성이 다르다. 또 한, 용융시키는 전기로의 종류에 따라서도 생성하는 실리카품의 성질이 다르다. 얼회수 시스템이 없는 … Read more

혼화제와 구별되는 혼화재의 정의와 플라이애시, 플라이애시의 발생, 포졸란 반응, 플라이애시 사용한 콘크리트의 성질에 대해서 알아보겠습니다. 혼화재 콘크리트의 워커빌리티의 향상, 수화열의 저감, 수축저감, 혹은 알칼리성 저감 등의 목적으로 이용되고 있는 혼화재료로서, 플라이애시와 같이 비교적 다량으로 이용되고 있는 것을 혼화 재라 칭하여 혼화제와 구별하고 있다.  (1) 플라이애시 플라이애시는 석탄을 미분말 형태의 연료로 사용하는 화력발전소에서 이를 연소할 때, 굴뚝을 통해 대기 중으로 날아가는 재(ash)를 집진장치 로 포집한 것이다. 이러한 플라이애시는 천연적으로 발생하는 포졸란과 유사한 성질을 가지고 있는데, 이러한 특성으로 인해 콘크리트용 혼화재 료로 사용한다. 혼화재로서의 플라이애시는 에너지 소비제품인 시멘트 사 용량의 절감, 폐기물의 재활용으로 인한 자원의 절약, 그리고 폐기처리 비용의 감소 등 환경적 및 경제적인 측면에서 기여도가 높은 재료이다. 1) 플라이애시의 발생 석탄 화력발전소에서 연소실 보일러 하부 호퍼에 떨어진 석탄재를 바텀애시라 하고, 석탄재 중 약 10~25%를 차지하며 덩어리 모양의 이다. 이들은 취약하고 활성이 없으므로 성토매립용, 콘크리트용 잔 등으로 사용되고 있다. 절단기 및 공기예열기의 하부 호피에 떨어진 신더애시라 하는데, 입경 0,1mm 정도 이하의 미분말로 약 5% 정도 된 차지 한다. 전기집진장치에서 포집된 재를 EP애시 또는 플라이애시라 고 석탄재 중 약 70~85%를 차지한다. 희수 된 플라이애시 및 신미에 의 이용분야는 여러 가지이나 주로 레미콘용 혼화재료로 사용된다. 2) 포졸란 반응 플라이애시는 자체만으로는 수화하지 않고 Ca(OH)2와 알칼리 등을 침 가하게 되면 반응하여 고화하는 포졸란의 일종이며, 수화생성물은 C-S -H, C4AH13(CaA Ca(OH) 2. 12H₂O)이다. 플라이애시를 사용한 콘크리 트의 수화생성물은 보통포틀랜드시멘트의 경우와 거의 동일하지만, 생성하는 C-S-H의 Ca/Si비는 포틀랜드시멘트 및 고로시멘트의 경우보다는 낮다. 플라이애시의 포졸란 반응은 3단계로 진행되는데 제1단계에서는 액상으로부터 플라이애시 입자 표면에 Ca⁺가 이동하고, 제2단계에서는 플라이애시의 입자 표면에 Ca(OH) 2가 석출 하고, 제3단계에서는 플라이 애시의 입자 표면의 Ca(OH) 2와 플라이애시의 유리상이 반응하여 C-S- H와 CLASH』이 생성된다. 4) 플라이애시를 사용한 콘크리트의 성질 ① 워커빌리티 :  플라이애시의 밀도는 시멘트보다 적기 때문에 시멘트 의 일부를 플라이애시로 중량 대체 사용하는 경우, 플라이애시와 시멘트를 합한 결합재의 용직은 시멘트만을 사용할 때에 비하여 크 트위 유동성을 개선시켜 소요의 슬럼프를 확보하기 위한 콘크리트 게 된다. 일반적으로 둥근 모양의 플라이애시 입자는 시멘트페이스의 단위수량을 감소시킨다. 이것은 상대적으로 콘크리트 중의 결합 재량이 많은 부배합의 효과를 나타내어 성형성 및 재료분리 저항성을 비롯한 굳지 않은 콘크리트의 성질을 개선한다. 그러나 탄소량이 많은 플라이애시는 거친 입자의 함유비율이 높게 되면 일반적으로 단위수량을 증가시키는 경우가 많다. ② 블리딩 :  플라이애시의 사용에 따른 미분말 용적의 증가는 콘크리트 내부에서의 수분이동을 감소시키며 워커빌리티 확보에 필요한 소요 의 수량을 줄임으로써 공기의 연행 여부에 관계없이 콘크리트의 블리딩을 억제한다.  ③ 화학 혼화제의 흡착 :  플라이애시는 굳지않은 콘크리트의 공기량과 연행한 AE공기에 의한 공극의 안정성에 영향을 미친다. 콘크리트 중의 갇힌 공기량은 통상적으로 1% 전후의 값을 나타내지만 미분 말 재료인 플라이애시를 사용할 경우, 골재 사이의 공극을 채우는 특성으로 인해 공기량이 0.5% 정도까지 낮아진다. 이와 더불어 AE제를 사용할 경우, 일정한 공기량을 유지하기 위한 AE제 첨가 량은 플라이애시 중의 미연소 탄소량, 강열감량, 분말도 및 유기재 료의 양에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 그러나 이들 요 인 중 가장 중요한 플라이애시 중의 미연소 탄소량은 실험을 통해 구하는 것이 쉽지 않기 때문에 강열감량으로서 미연소 탄소의 영향을 평가하는 것이 일반적이다. ④ 수화열 :  콘크리트의 수화속도와 열발생속도는 시멘트량과 시멘트의 종류, 구조물의 크기, 타설방법, 타설 시의 콘크리트 온도와 양생온 도 등에 따라 달라진다. 특히 서중에 단위시멘트량이 큰 매시브한 콘크리트를 타설 할 경우 수화열에 의해 발생하는 구조물에서의 열 변형은 무시할 수 없을 만큼 크다. 이러한 수화열로 인한 온도상승을 시멘트의 일부를 플라이애시로 대체함으로써 감소시킬 수 있다. ⑤ 압축강도 :  플라이애시를 사용한 콘크리트의 재령에 따른 강도와 강 도발현속도는 주로 플라이애시 치환율의 영향을 받는다. 일반적으 로 플라이애시를 혼합한 콘크리트의 재령 28일 이전의 강도는 동일 한 28일 강도를 목표로 배합한 보통 콘크리트와 비교하여 낮게 발 현되는 것이 보통이다. 그러나 재령 28일 이후에 포틀랜드시멘트의 강도에 대한 기여속도가 완화된 이후에도 포졸란 활성에 필요한 수 분의 공급이 계속되면 플라이애시의 장기간에 걸친 강도증진에 대 한 기여로 인해 콘크리트는 시멘트량을 증가시켜서 얻을 수 있는 강도보다 높은 강도를 가지게 된다. ⑥ 알칼리골재반응 :  콘크리트의 알칼리 골재반응 중에서 가장 대표적 인 것이 알칼리-실리카 반응이며, 이것은 시멘트 중의 알칼리와 골 재에 포함된 반응성 실리카가 반응함으로써 콘크리트에 팽창성 균 열이 발생하는 현상이다. 플라이애시 중의 규산질 유리와 시멘트페 이스트 중에 존재하는 수산화 알칼리의 반응은 알칼리를 소비하여 이것은 반응성 실리카를 포함하고 있는 골재와 알칼리의 팽창성 반에 대한 효율성을 감소시켜 알칼리골재반응 억제에 유효하다. ③ 황산염 저항성 : 콘크리트 외부로부터 침입한 황산염은 콘크리트 내 부에서 원래의 시멘트 반응생성물보다 용적이 큰 물질을 생성하는 화학적 반응을 일으킴으로써 콘크리트의 팽창을 초래한다. 일반적으로 이 반응은 황산염과 칼슘설퍼알루미네이트를 생성하는 성분의 반응으로 일어난다. 따라서 이 반응으로 인한 손상은 시멘트 중에 서 CA의 양을 최소화함으로써 감소시킬 수 있다. 플라이애시의 포졸란 반응은 콘크리트 중에서 칼슘실리케이트 수화물(C-S-H)을 추가로 형성하며, 이러한 현상은 시멘트페이스트에서의 모세관 공 극을 채우고 투수성과 황산염 용액의 침입을 감소시킴으로써 황산 염 저항성을 개선한다. ⑧ 수밀성 :  콘크리트의 수밀성에 영향을 주는 요인으로는 결합재, 단 위수량, 골재입도, 밀도, 양생효과 등이 있다. 일반적으로 시멘트 수화에 의해 석출된 수산화칼슘은 수용성이기 때문에 물의 침투를 받으면 용해되기 쉽다. 그러나 포졸란 특성을 갖는 플라이애시를 사용하면 C-S-H를 생성할 때, 칼슘, 칼륨, 나트륨과 반응하기 때 문에 수산화칼슘이 용해될 가능성은 줄어들게 된다. 초기재령에서 플라이애시를 혼입 한 콘크리트의 수밀성은 플라이애시를 사용하지 않은 콘크리트보다 낮지만, 장기적으로는 플라이애시의 포졸란 반 은으로 인하여 현저하게 증대된다. 이는 물의 침투를 억제하기 때 문에 콘크리트구조물의 물리적, 화학적 침식에 대한 저항성이 증대될 뿐 아니라 내구성도 개선된다. 마치며 지금까지 혼화제와 구별되는 … Read more

시멘트 혼화재료가 어떤 역할을 하는지 개요와 정의, 발전과정에 대해서 알아보겠습니다. 시멘트 혼화재료 개요 혼화 재료란 물리 및 화학적 작용에 의해 굳지 않은 콘크리트 또는 경화한 콘크리트의 성능을 개선시키거나 경제성 및 에너지 절약 등의 목적을 달성시키기 위하여, 콘크리트의 기본 재료인 시멘트, 골재 및 물 이외에 혼입 시켜 사용하는 재료를 말한다. 또한, 혼화재료는 경우에 따라 콘크리트에 새로운 특성을 부여하기 위하여 사용한다. … Read more