콘크리트의 시공 성능 - 반죽질기(Consistency)

콘크리트의 시공 성능을 가장 포괄적으로 나타내는 용어가 워커빌리티(Workability)입니다. 그 외에도 반죽질기, 성형성, 펌퍼빌리티 등이 있는데 여기서는 반죽질기에 영향을 미치는 요인에 대해 살펴보겠습니다.

반죽질기(Consistency)는 굳지 않은 콘크리트에서 주로 단위수량의 다소에 따라 유동성(Fluidity)의 정도를 나타내는 용어입니다. 반죽질기를 수치를 나타낼 때는 슬럼프 시험 값을 사용합니다.

■ 레미콘 품질 시험(받아들이기 검사)
■ 슬럼프 시험

정의에서 볼 수 있듯이 반죽질기는 수량에 의하여 크게 좌우됩니다. 그 외에 단위시멘트량, 시멘트의 성질, 골재, 공기량 등이 영향을 미치게 됩니다.

 

단위수량

단위수량은 아직 굳지 않는 콘크리트 1m³ 중에 포함된 물의 양으로 골재 중의 수량을 제외한 것입니다. 단위수량이 많이지면 당연히 반죽이 묽어지면서 슬럼프 값은 상승하게 됩니다. 통상적으로 단위수량이 1.2% 증가하면 슬럼프가 10mm 정도 증가합니다. 이 원리는 배합설계에도 응용이 됩니다.

■ 콘크리트의 배합(설계)
■ 콘크리트 배합설계 연습

예를 들어 내가 슬럼프 값을 40mm 정도 더 높이고 싶다면 단위수량을 1.2 × 4 = 4.8% 정도 더 단위수량을 높이면 됩ㄴ다. 다만 단위수량은 많아지면 재료분리가 쉽게 발생하고 워커빌리티가 나빠지게 됩니다.

 

시멘트

반죽질기에 영향을 미치는 부분은 시멘트의 분말도와 풍화가 있습니다. 시멘트의 분말도가 커지면(입자의 크기가 작아지면) 점성이 증가하게 됩니다. 입자의 크기가 작기 때문에 수화반응이 더 빨라지고 반죽질기가 감소하는 경향이 있습니다.

■ 시멘트의 분말도 측정 - 블레인 공기 투과 장치
■ 시멘트의 수화반응(Hydration)
■ 시멘트의 풍화(Weathering)

시멘트는 풍화되면 반죽질기에 영향을 미치게 됩니다. 시멘트는 시간이 지나면 변질되는 재료입니다. 유통기한이 정해져 있어서 가급적 신선한 재료를 사용하는 것이 좋습니다. 즉 생산된지 얼마 되지 않은 재료를 구입해서 바로 쓰는 것이 좋습니다. 시멘트 보관기간이 오래 되어서 풍화되면 시멘트 입자 표면이 불순물로 덮이게 되고 물과 섞여도 수화반응을 더디게 일어나게 됩니다. 따라서 풍화가 진행될수록 재료분리가 커지고 워키빌리티가 나빠집니다.

 

골재

최근에 굵은 골재는 대부분 암석을 깨서 만든 깬자갈을 사용하고 있습니다. 깬자갈은 보통 표면이 거칠고 입형이 불규칙한 것이 많습니다. 따라서 반죽을 하면 입자간의 마찰이 크게 발생하기 때문에 워키빌리티가 나빠지게 됩니다. 따라서 잔골재율을 높여야만 합니다. 즉 입자가 작은 모래의 양을 더 많이 넣어야 반죽이 수월해 집니다. 그러나 잔골재는 입자의 크기가 작기 때문에 잔골재량이 많아지면 단위수량도 더 높여서 배합을 해야 합니다.

굵은 골재의 최대치수 (mm)	단위 굵은 골재 용적 (%)	AE제를 사용하지 않은 콘크리트
		갇힌공기 (%)	잔골재율(S/a) (%)	단위수량 W (kg/㎥)
13 20 25 40	58 62 67 72	2.5 2.0 1.5 1.2	53 49 45 40	202 197 187 177

굵은 골재는 최대 치수가 가급적 큰 것을 사용하는 것이 좋습니다. 위 표를 보면 알 수 있듯이 굵은 골재의 최대 치수가 작아지면 잔골재율이 커지는 것을 알 수 있습니다. 잔골재량이 많아지면 물을 많이 써야 하기 때문에 좋지 않습니다.

■ 굵은 골재의 최대 치수

원칙적으로 말하면 적당한 입도를 갖는 골재를 사용하는 것이 워커빌리티가 좋아집니다.

■ 골재의 입도(체가름 시험)
■ 골재의 입형(모양)과 단위용적질량

공기량

콘크리트에는 동결융해저항성을 높이기 위해 AE제를 첨가합니다.

■ 콘크리트의 혼화제(Chemical admixture) - AE제(공기연행제)

콘크리트 표준시방서에서 공기량은 보통콘크리트의 경우 4.5%, 경량 콘크리트의 경우 5.5%, 포장콘크리트 4.5%, 고강도콘크리트는 3.5% 이하로 하도록 규정하고 있고, 허용오차도 ±1.5%로 규정하고 있습니다.

보통 공기량이 1% 증가하게 되면 잔골재율을 0.5%∼1.0% 정도 줄일 수 있고, 슬럼프도 20mm 정도 높일 수 있습니다. 그리고 슬럼프가 동일한 콘크리트를 만든다면 단위수량 3% 정도 줄일 수 있습니다. 이렇게 AE제를 사용하면 공기량이 많아지지만 단위수량을 줄일 수 있기 때문에 강도가 낮아지지 않습니다.

■ 고로 슬래그, 플라이 애시, 실리카 퓸

혼화재 중에서는 플라이 애시의 형상이 구형이기 때문에 반죽질기와 워커빌리티가 좋아집니다.

이외에도 감수제나 고성능 감수제를 사용하면 반죽질기가 좋아져서 단위수량을 줄일 수 있습니다.

콘크리트와 관련된 내용들입니다.

■ 콘크리트의 구성

 

■ 내구성기준압축강도(내구성 확보를 위한 요구조건)

■ 콘크리트의 배합(설계)

■ 콘크리트 배합설계 연습

 

■ 콘크리트의 시공 성능 - 워커빌리티(Workability)

■ 콘크리트의 재료 분리 - 블리딩(Bleeding)과 격자균열, 레이턴스(Laitance)

 

■ 레미콘의 규격

■ 습윤양생기간의 표준

 

■ 레미콘 품질 시험(받아들이기 검사)

■ 콘크리트의 공기량 측정

■ 슬럼프 시험

 

■ 콘크리트는 어떻게 파괴될까(콘크리트의 균열)?

■ 콘크리트의 고강도화와 탄성계수

■ 콘크리트의 내구성 - 탄산화

■ 슈미트 해머 비파괴 시험(콘크리트 반발경도 시험)

 

■ 노출콘크리트의 시공

■ 노출콘크리트의 종류

 

■ [분류 전체보기] - 건축재료 목차

■ [분류 전체보기] - 건축시공 목차