콘크리트기사 혼화제의 종류 및 특성 — 실리카퓸·플라이애시·AE제

실리카퓸은 시멘트 입자보다 훨씬 작은 초미세 분말이다. 비표면적이 매우 커서 콘크리트 내부에서 공기방울을 붙잡아 두는 표면적이 넓어진다. 그래서 공기량을 일정하게 유지하려면 AE제 사용량을 오히려 늘려야 한다. 실리카퓸을 넣으면 슬럼프 유지를 위해 단위수량이 늘고, 물-결합재비를 낮추기 위해 감수제를 쓰며, 블리딩이 줄어 내구성이 향상된다.

플라이애시는 포졸란 반응으로 후기 강도를 높이고 내구성을 향상시킨다. 다만 초기 강도를 증가시키지는 못한다. 실리카퓸은 미세 입자가 공극을 채우는 마이크로필러 효과를 내고, 팽창재는 에트린가이트를 생성하며, 고로슬래그 미분말은 초기 강도가 낮게 나타난다.

AE제는 콘크리트에 미세한 기포를 만들어 워커빌리티와 동결융해 저항성을 높이고 재료 분리와 블리딩을 줄인다. 그러나 공기량이 늘면 공극이 많아져 압축강도는 오히려 감소한다. AE제의 워커빌리티 개선 효과는 단위수량이 많은 빈배합에서 크고, 단위수량이 적은 부배합에서는 작게 나타난다.

동절기 제설 염화물에 맞닿는 콘크리트는 내구성 확보를 위해 혼화재를 치환하는데, 사용량은 시멘트와 혼화재를 합한 전체 질량에 대한 혼화재 질량의 백분율로 나타낸다. 실리카퓸은 10% 이하, 플라이애시 등 포졸란은 25% 이하, 이들을 합쳐 쓸 때는 35% 이하가 기준이다. 고로슬래그 미분말은 최대 50%까지 치환할 수 있다.

수축저감제는 물의 표면 장력과 모세관 장력을 낮춰 수축을 줄이는 제재다. 휘발성이 낮아 오래 지속되어야 하고 강알칼리 환경에서도 계면활성제로서 효과를 유지해야 한다. 반면 시멘트 입자에 쉽게 흡착되면 약제가 유리 상태로 남지 못해 모세관 장력을 낮추는 역할을 할 수 없다.

배합수에 섞인 불순물도 응결에 영향을 준다. 제시된 기준에서는 질산염이 수화 반응을 저해하여 응결을 지연시키는 작용을 하는 것으로 다룬다. 황산칼슘은 응결 조절제 역할을 하고, 탄산나트륨은 급결제 역할을 하는 등 지연 작용과 거리가 먼 특성을 가진다.