혼화재료
모르터 및 콘크리트의 물성을 개선하거나 특별한 성능을 부여시키키 위하여 시멘트,물,골재에 새로운 성분으로 가해지는 재료의 총칭을 혼화재료라고 한다.
혼화제
혼화제는 시멘트량의 1%이하로 약품적으로 사용되는 소량의 첨가제로 AE제,감수제,고성능감수제 유동화제, 응결,건조시간 조절제 등이 있다.
- AE제
AE제는 미세한 독립된 공기 포(기포)를 콘크리트 중에 고르게 분포시키는 것으로 경화 전 콘크리트의 워커빌리티(시공성)의 개선과 경화콘크리트의 동결유해에 대한 저항성의 증대를 목적으로 하고 있다. 블리딩이나 골재분리의 감소를 포함한 굳지 않은 콘크리트의 시공성 개선은 기포가 볼베어링적 작용을 하기 때문이며, 그 효과는 골재 형상이 좋지않은 부순자갈(쇄석) 일수록 현저하다. 콘크리트의 동해 기구는 얼음결정의 생성에 의한 물의 이동 압력 발상에 따른 수압설로 설명되지만, 기포는 동결에 이해 미려 이동된 물의 피난처가 되고 쿠션작용을 일으킨다.
또 AE제의 첨가에 따라 물시멘트비가 일정한 경우 콘크리트의 압축강도는 4~6% 감소한다. 그러나 동일 작업성능을 업기 위해서는 단위수량을 줄이고 단위시멘트량을 바꾸지 않으면 물시멘트비가 작아지게 된다. 그러므로 AE제를 사용해도 콘크리트 강도가 저하되는 일은 없다.
- 감수제,AE감수제
감수제는 시멘트입자의 분산작용에 의해 콘크리트의 단위수량을 감소시켜, 워커빌리티를 개선시키고 경화콘크리트의 강도, 수밀성 등을 향상시킬 수가 있다. 공기를 연행시키지 않으므로 내동결 융해성은 없지만 연행공기에 의한 강도의 저하는 없고, 펌퍼빌리티(압송성)의 향상, 콘크리트 타설표면의 기포흔적의 감소 등의 효과가 있다.
또, AE감수제는 AE제와 감수제를 합한 두가지 효과를 가지고, 기포작용과 시멘트의 분산작용, 습윤작용을 나타내어 워커빌리티의 개선 단위수량의 감소, 강도의 증대, 수밀성의 향상, 동결융해 등의 내구성의 향상을 목적으로 사용된다. 이것은 표준형, 지연형, 촉진형의 3종류이고 용도에 따른 많은 효과가 기대된다.
- 고성능감수제,유동화제
고성능감수제는 일반적인 감수제의 분산성능을 더욱 향샹시켜 시멘트를 효과적으로 분산시키고 응결지연 및 지나친 공기연행, 강도저하 등의 악영향없이 높은 첨가율로 사용하여 단위 수량을 대폭 감소시킬 수 있는 혼화제를 말한다. 고성능 감수제는 그사용 방법에 의해 "고강도콘크리트 감수제" 와 "유동화제"로 분류되지만 기본적인 성능은 동일하다.
즉, 고성능 감수제의 뛰어난 감수작용을 이용하여 보통의 콘크리트와 같은 작업성능을 가지면서 물시멘트비 저감을 주목적으로 사용하는 경우에는"고성능감수제"로, 고성능감수제를 감수시키지 않고 동일한 물시멘트비로서 작업 성능이 뛰어난 콘크리트 제조를 목적으로 사용하는 경우에는"유동화제"로 일반적으로 불린다.
고성능감수제,유동화제는 1960년 초부터 일본, 독일에서 콘크리트에 사용되기 시작하여 유럽, 미국 등으로 보급되기 시작하였으며, 처음에는 고강도 콘크리트용 감수제로서 나프탈렌 설폰산 고축합물염계의 고성능 감수제가 시판되었고, 그후 축합방향다족환계 및 멜라민계의 고성능감수제가 시판되어 오토클레이브 및 증기양생 고강도 파일, 정착 PC콘크리트 부채 등의 고강도 콘크리트용으로서 사용되고 있으며 최근에는 유동화 콘크리트의 이용이 정착되어 유동화제로서 시판도 행해지고 있다.
- 고성능AE감수제
상술한 고성능감수제, 유동화제는 단위수량을 대폭 저감시키고 유동성을 증가시키는 목적으로는 유효하나 이렇게 유동화된 콘크리트는 슬럼프가 단시간에 급격히 떨어지는(슬럼프로스) 큰 결점이 있고 그 때문에 타설 직전에 유동화시킬 수밖에 없다. 즉 콘크리트의 제조가 공사현장에서 이루어지므로 유동화제의 투입이나 레미콘 트럭에서의 믹싱 등의 번잡합 작업이 수반되고 품질관리가 어렵게 된다. 따라서 성능면에서는 많은 장점을 가지고 있음에도 불구하고 유동화콘크리트의 보급은 큰 진전을 보이지 않고 있다.
이와같은 최근의 상황에서 새로운 종류의 고성능AE감수제가 개발, 보급되고 있다. 고성능AE감수제라는 명칭이나 그 정의에 대해서는 아직 정확히 규정된 바는 없지만, 이것은 종래의 감수제에 비해 많은 감수가 가능하고(20%정도), 특히 슬롬프로스가 적도록 개발된 혼화제이다.
고성능AE감수제가 가진 고도의 감수성능 발휘의 주성분은 기존의 고성능감수제나 유동화제를 개질한 것이나 새롭게 개발된 화합물을 포함하고 있으며, 슬럼프로스 방지를 위해 고성능감수제의 고부나의 슬럼프 유지제를 조합한 것이며, 이 유지제는 고성능감수제의 분산성능이 서서히 발휘 되도록 가용한다. 최근에는 폴리칼본산계의 고성능AE감수제가 특히 주목을 받고 있다.
- 응결,경화시간 조절제
시멘트는 물과 접촉하면 즉시 수화반응이 시작되며 차츰 유동성을 잃어 굳기 시작하여 시간의 경과에 따라 강도를 나타나게 된다. 이 과정을 응결, 경화라 하는데 응결, 경화시간 조절제란 시멘트의 수화 반응에 영향을 끼쳐서 모르터르나 콘크리트의 응결 시간이나 초기 수화 속도를 촉진, 혹은 지연시킬 목적으로 사용하는 혼화재료를 말한다. 여기에는 급결제,급경제,촉진제,지연제,초지연제 등이 있다.
급결제나 급경제는 콘크리트의 응결, 경화를 매우 빠르게 하는 특성을 가진 것으로, 급결제란 주입콘크리트 등에 사용하여 콘크리트의 응결이 빠른 시간 내에 일어나도록 하는 혼화제이다. 이러한 급결성의 혼화제 중 긴급 보수 공사 등에 쓰이는 모르터르나 ㄱ콘크리트에 첨가하는 혼화제, 터널공사 중 용수나 누수를 막을 목적으로 첨가하는 혼화제가 있는데 이들을 따로 급경제라고도 한다.
급결제나 급경제는 시멘트의 응결과 경화를 매우 촉진시켜 수분내에 모르터르나 콘크리트의 특성을 발휘하도록 해주는 역활을 가진데 비해, 촉진제와 지연제는 모르터르나 콘크리트의 재료 온도, 혹은 외기 온도의 영향을 경감할 목적으로 사용하는 혼화제이다. 한편 지연제, 초지연제는 지연작용을 적극적으로 활요하여 첨가량에 따라 응결 시간을 임의로 지연시켜 콘크리트의 시공성과 품질 향상을 위하여 사용하는 혼화제이다.