콘크리트기사 재료/배합/시공 — 섬유 혼입과 강제식 믹서

섬유보강콘크리트는 콘크리트에 강섬유 등을 혼입하여 균열을 방지하고 강도와 인성을 높이는 재료다. 이때 섬유가 뭉치지 않고 전체에 고르게 퍼지는 분산이 핵심이며, 이를 위해 강제식 믹서를 사용하는 것이 원칙이다. 가경식 믹서는 회전하는 드럼 안에서 재료가 떨어지며 섞이는 방식이라 섬유가 뭉치거나 잘려 분산이 잘 되지 않는다.

섬유를 혼입하면 콘크리트의 유동성이 떨어진다. 일정한 흐름을 유지하려면 물이나 시멘트를 더 넣어야 하므로 단위수량은 섬유 혼입률에 비례하여 증가한다. 강섬유를 용적백분율로 따질 때 통상 0.5~2.0% 정도 섞으며, 이보다 적으면 보강 효과가 미미하고 지나치게 많으면 작업성이 크게 떨어진다.

섬유는 모재보다 탄성계수가 커야 하중을 효과적으로 전달할 수 있다. 보강용 섬유의 탄성계수가 시멘트 결합재의 1/10 이하라면 보강 효과를 거의 내지 못한다. 강섬유보강 콘크리트에서는 섬유가 길수록 균열을 가로지르는 효과가 커져 보강 효과가 증가한다. 이러한 재료는 내충격성과 내마모성을 높이는 데 주로 사용된다.

고강도콘크리트에서는 고성능 감수제를 혼합수와 함께 처음부터 넣지 않고, 골재와 시멘트를 먼저 비빈 뒤 투입하는 2단 투입법을 원칙으로 한다. 감수제를 혼합수와 동시에 투입하면 슬럼프 손실과 워커빌리티 저하가 생긴다. 고강도콘크리트는 강제식 믹서를 사용하고, 필요에 따라 AE제를 쓰며, 잔골재율을 조절한다.

팽창콘크리트는 팽창재의 균일한 혼합을 위해 일반 콘크리트보다 비비기 시간을 연장한다. 강제식 믹서를 쓸 때 팽창재 투입 후 1분 이상 더 비비는 것이 기준이며, 팽창재는 포대로 계량하지 않고 질량으로 계량하고 투입 시기를 지킨다. 수중불분리성 콘크리트는 점성이 높아 건식으로 20~30초 예비 비비기한 뒤 전 재료를 투입하는 것이 표준 공법이다.