고강도 콘크리트는 일반 콘크리트보다 높은 강도를 얻도록 재료와 배합, 시공을 함께 관리하는 콘크리트이다. 강도 기준을 단일한 수치로 단정하지 않고 재료의 입도와 골재 치수, 첨가제 투입 방법, 타설 순서를 함께 판단한다. 이 개념은 고강도 콘크리트의 재료 선택과 배합, 시공상 주의점을 구분하는 데 초점을 둔다.
고강도 콘크리트는 설계기준강도 40~60MPa 이상을 통상적으로 지칭하며, 35MPa은 일반 콘크리트와 고강도의 경계값일 뿐 절대적인 하한선으로 단정하지 않는다. 따라서 강도 기준을 하나의 고정된 최소값으로 외우기보다 고강도화를 위한 재료와 시공 조건을 함께 이해한다.
잔골재는 입도 분포가 잘 조절된 것을 사용하며, 크기만 일정한 골재는 공극률이 높아 고강도 콘크리트에 적합하지 않다. 굵은 골재의 최대 치수를 증가시키면 시멘트 페이스트와의 접착 면적이 줄고 내부 결함이 생기기 쉬워 강도 저하 요인이 되므로, 고강도 콘크리트에서는 굵은 골재의 최대 치수를 줄이는 방향을 검토한다. 물-시멘트비를 낮추고 실리카퓸 같은 미분말을 혼재하며 습윤 양생을 철저히 하는 것도 고강도화의 기본 수단이다.
고성능 감수제는 골재와 시멘트를 먼저 비빈 뒤 투입하는 2단 투입법을 원칙으로 한다. 혼합수와 동시에 투입하면 슬럼프 손실과 워커빌리티 저하가 생길 수 있으므로 동시 투입은 피한다. AE제는 공기량 증가에 따른 강도 저하를 고려해 원칙적인 수단으로 두지 않고, 유동성 확보에는 고성능 감수제를 주로 활용한다.
고강도 콘크리트는 단위수량을 185kg/m³ 이하로 엄격히 제한하며, 200kg/m³ 이하라는 기준은 고강도 콘크리트의 요구에 부합하지 않는다. 시멘트량을 최소화해 수화열을 줄이고, 타설 시 낙하 높이를 1m 이하로 제한하며, 양생 중 수분 증발을 막아 충분한 수화작용이 일어나게 한다. 고강도 콘크리트는 초기 강도 발현이 빠르므로 양생 개시 시기를 늦추지 않고 즉시 시작한다.
타설에서는 기둥과 벽체 같은 수직 부재를 먼저 타설하고, 침하가 완료된 뒤 보와 슬래브 같은 수평 부재를 타설한다. 벽체와 슬래브를 일체로 타설할 때 무조건 연속 타설하는 방식은 재료분리를 유발할 수 있으므로, 타설 순서와 속도를 사전에 계획한다. 고강도 콘크리트는 유동성과 중량에 따른 거푸집 변형과 재료분리에 주의하고, 수화열이 크며 슬럼프 손실이 빠르다는 특성을 함께 고려한다.
예제
잔골재의 입도 조절을 무시하고 크기만 일정하면 충분하다는 설명은 고강도 콘크리트의 재료 조건과 어긋난다. 고성능 감수제를 혼합수와 동시에 투입한다는 설명은 2단 투입법에 반하므로 틀린다. 굵은 골재의 최대 치수를 증가시키면 강도에 유리하다는 판단도 고강도 콘크리트의 제조 원리와 맞지 않는다.
단위수량을 200kg/m³ 이하로 제한한다는 설명은 185kg/m³ 이하 기준과 어긋나므로 옳지 않다. 수직 부재와 수평 부재를 동시에 타설하거나 수평 부재를 먼저 타설한다는 설명은 침하 완료 후 수평 부재를 타설하는 원칙에 어긋난다. 고강도 콘크리트의 슬럼프 저하가 적다고 보는 설명도 빠른 슬럼프 손실 특성과 반대이므로 틀린다.
대표 기출 3문항
고강도콘크리트에 관한 다음 설명 중 틀린 것은?
콘크리트를 타설한 후 경화할 때까지 직사광선이나 바람에 의해 수분이 증발하지 않도록 하여야 한다.
콘크리트의 운반시간 및 거리가 긴 경우에는 고성능 감수제 등을 추가로 투여하는 등의 조치를 하여야한다.
믹서에 재료를 투입할 때 고성능 감수제는 혼합수와 동시에 투여하여서는 안된다.
고강도콘크리트의 설계기준강도는 일반적으로 35MPa 이상으로 한다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 고강도 콘크리트의 설계기준강도에 대한 명확하고 절대적인 최소 기준 강도는 콘크리트 구조설계기준 등에 특정되어 있지 않으나, 통상적으로 설계기준강도 40~60MPa 이상을 고강도 콘크리트로 분류하는 것이 일반적입니다. 35MPa은 일반적인 구조용 콘크리트와 고강도 콘크리트의 경계에 있는 값으로, 일반적으로 35MPa 이상을 고강도로 본다는 명확하고 절대적인 규정은 아니어서 틀린 설명으로 볼 수 있습니다.
고강도콘크리트는 설계기준강도 40~60MPa 이상을 주로가리키며, 35MPa은 일반 콘크리트와 고강도의 경계이므로 절대적 기준이 될 수 없다.
다음은 고강도 콘크리트의 시공에 대한 설명이다. 옳지 않은 것은?
콘크리트는 신속하게 운반하여야 한다.
타설에 사용되는 펌프의 기종은 고강도 콘크리트의 높은 점성 등을 고려하여 선정하여야 한다.
콘크리트의 타설 낙하고는 1m 이하로 한다.
양생개시 시기는 일반 콘크리트에 비해 늦춰야 한다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 고강도 콘크리트의 시공 요건 중 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. 고강도 콘크리트는 저물-시멘트비로 점성이 높고 수화반응이 빨라 강도 발현이 초기에 집중되므로, 양생은 일반 콘크리트보다 오히려 빨리 시작해야 한다.
고강도 콘크리트는 초기 강도 발현이 빠르므로 양생 개시 시기를 늦추면 안 되고 즉시 시작해야 한다.
고강도콘크리트에 대한 설명으로 맞지 않는 것은?
가경식 믹서보다는 강제식 팬 믹서사용이 바람직하다.
일반적으로 AE제를 사용하지 않는 것을 원칙으로 한다.
잔골재율을 가능한 작게 한다.
원활한 배합을 위하여 고성능 감수제는 혼합수와 같이 투여한다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 고강도콘크리트에 대한 설명 중 맞지 않는 것을 고르는 문제이다. 고강도콘크리트에서 고성능 감수제는 시멘트와 골재를 비빈 후에 투입하는 2단 투입법을 원칙으로 하는데, 이는 감수제의 분산 효과를 극대화하여 슬럼프 손실을 줄이기 위함이다.
고강도콘크리트는 고성능 감수제를 2단 투입법으로 사용해야 하므로 ④의 혼합수 동시 투입은 틀렸다.