혼화재 - 혼화제2탄

4. 고성능 AE 감수제

단위수량을 저감시키면서도 탁월한 시공연도를 확보할 수 있는 유효한 방법으로 유동화 콘크리트가 제안되고 있다. 유동화 콘크리트는 슬럼프 로스가 큰 결점이 있으므로 타설 직전에 유동화시킬 수밖에 없는 단점을 보완하기 위해 종래의 감수제에 비해 더 많은 감수가 가능하면서도 20% 정도 슬럼프 로스가 적은 고성능 AE 감수제가 개발되어 실용화되고 있다.

종래의 AE 감수제에 비해 극히 감수율이 높고, 슬럼프의 경시 변화를 제어할 수 있으므로 종래의 콘크리트와 동일한 관리 방법으로 고품질, 고내구성 콘크리트를 제조하여 시공하는 것이 가능하게 되었으며, 고성능 AE 감수제의 사용 목적은 다음과 같다.

①    단위수량 대폭 감소, 고내구성 콘크리트 제조

②    유동화 콘크리트의 제조에 사용

③    고강도 콘크리트의 슬럼프 로스 방지

④    장시간 및 장거리 운반이 가능

 

5. 고성능 감수제와 유동화제

일반적인 감수제의 기능을 더욱 향상시켜 시멘트를 효과적으로 분산시키고, 지나친 응결지연, 공기연행, 강도저하 등의 악영향이 없다는 특성을 유지하면서 기존의 감수제보다 단위수량을 대폭 감소시킬 수 있는 혼화제를 통칭하여 고성능 감수제 또는 유동화제라고 한다.

일반적으로 고성능 감수제의 뛰어난 감수작용을 이용하여 보통 콘크리트와 같은 작업 성능을 가지면서 물시멘트비 저감을 주목적으로 사용하는 경우를 ‘고성능 감수제'라 하고, 동일한 물시멘트비로 작업 성능이 뛰어난 콘크리트 제조를 목적으로 사용하는 경우를 ‘유동화제'라고 분류하고 있다.

 

6. 기타 혼화제

수축 저감제 : 수분의 증발에 따른 건조수축을 감소시키는 효과를 가진 혼화제로서 모르타르나 콘크리트의 균열의 감소나 방지, 충전성의 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, 경화초기의 시멘트 경화체는 모세관 공극이 크기 때문에 수축응력도 적지만 강도가 낮기 때문에 변형능력이 크다. 그러나 충분히 경화된 시멘트 경화체에서는 모세관 공극이 좁게 되어 있기 때문에 수축응력이 크고, 강도가 높기 때문에 변형능력이 적어 균열이 발생된다.

①    응결·경화시간 조절제 : 시멘트의 수화반응에 모르타르나 콘크리트의 응결시간이나 또는 초기수화를 촉진, 혹은 지연시킬 목적으로 사용하는 혼화제로서 급결제, 급경제, 촉진제, 지연제, 초지연제 등이 있다. 급결제나 급경제는 시멘트의 응결과 경화를 매우 촉진시켜 수분 내에 모르타르나 콘크리트의 특성을 발휘시키는 혼화제이고, 촉진제와 지연제는 재료 온도나 외기 온도의 영향을 경감할 목적으로 사용하는 혼화제로서 초지연제는 첨가량에 따라 응결시간을 적극적으로 지연시켜 콘크리트의 시공성과 품질 향상을 위하여 사용하는 혼화제이다.

②    방수제 : 방수제의 종류로서는 크게 무기질계 방수제와 유기질계 방수제로 구분할 수 있으며, 무기질계 방수제로서는 염화칼슘계, 규산소다계, 규산질 분말계, 침투성 도포제 등이 있고, 유기질계 방수제는 지방산계, 파라핀계 및 아스팔트 에멀션계, 수지 에멀션 및 고무 라텍스계 등이 있다.

③    방수제가 흡수나 투수에 대한 저항성을 높이는 기능을 개략적으로 정리하면 다음과 같다.

-     시멘트의 수화반응을 촉진하면서 생성되는 시멘트 겔이 공극을 단시간에 충전한다.

-     시멘트의 수화반응에 의해 생성되는 가용성 물질을 불용화하는 동시에 불용성 또는 발수성염을 형성하여 공극을 충전        한다.

-     미세한 물질을 혼입하여 모르타르와 콘크리트 속의 공극을 물리적으로 충전한다.

-     발수성 물질을 혼입하여 흡수성을 개선한다.

-     모르타르와 콘크리트 내부에 수밀성이 높은 막을 형성한다.

-     가용성 물질을 도포하거나 침투시켜 시멘트의 수화반응에 의해 생기는 수용성 성분과 결합하여 불용성염을 형성한다.

④    방청제 : 방청제는 콘크리트 중의 염분에 의한 철근 부식을 억제하는 목적으로 사용되는 혼화제로 시대적 요구에 의해 개발되어 규격화되어 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.

⑤    기포제 : 기포제는 콘크리트 혼화제 중 AE제와 유사하게 표면 활성 작용에 의해 물리적으로 기포를 도입하는 것으로 일반 콘크리트에서는 도입하는 공기량이 4~5% 정도이지만 기포제를 이용하는 경우 통상 20~25%, 최고 85%까지 되는 것도 있다.

⑥    발포제 : 발포제는 시멘트에 혼입시켜 화학반응에 의해 발생하는 가스를 이용하여 기포를 발생시키는 혼화재로서 금속 알루미늄 분말이 주로 사용된다.

⑦    방동 · 내한제 : 염화물을 주성분으로 하며, 다량으로 사용하여 콘크리트의 동결을 방지하고, 시멘트의 수화반응을 촉진시켜 응결 시간을 단축하고, 초기강도의 증진을 목적으로 사용하는 혼화제이다.