개념 한 쪽
혼화재료는 콘크리트의 물성을 개선하려고 넣는 재료다. AE제는 미세 기포로 내동해성과 작업성을 높이고, 실리카퓸은 초미세 입자로 강도를 끌어올린다. 플라이애시는 반응이 느려 중후기 강도와 내구성에 기여한다. 각 재료의 작용 방향과 부수 효과를 구분하는 것이 핵심이다.
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출제기준 단원 「혼화재의 종류 및 특성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| AE제 작용과 블리딩 효과 판단 | 1 | AE제가 블리딩을 줄이는지를 가리기 |
| AE제 목적과 혼화재 상호작용 | 1 | 플라이애시가 공기 연행에 미치는 영향을 가리기 |
| 실리카퓸 성질과 AE제 증량 필요성 | 1 | 실리카퓸이 AE제 사용량에 미치는 영향을 가리기 |
AE제는 콘크리트 속에 미세한 공기 방울을 만들어 넣는 재료다. 이 기포는 얼고 녹는 과정에서 물이 팽창할 때 압력을 받아주는 완충 역할을 하여 동결융해 저항성을 높인다. 기포가 구슬처럼 작용하여 워커빌리티도 개선하고, 단위수량을 줄이는 효과도 있다. 다만 기포가 많아지면 밀도가 낮아져 같은 물결합재비 조건에서는 강도가 낮아질 수 있다.
AE제는 블리딩을 억제한다. 기포가 골재의 침강을 막고 물의 상승을 잡아주기 때문이다. 동결융해 저항성은 공기 함유량이 많다고 무조건 좋아지는 것이 아니라 기포 사이의 거리인 기포간격계수가 작을수록, 즉 기포가 촘촘할수록 향상된다. AE제 사용량이 늘면 공기량도 비례하여 증가하고, 공기량은 보통 3~6% 정도의 적정 범위를 유지하는 것이 좋다.
실리카퓸은 시멘트보다 훨씬 작은 초미세 입자다. 시멘트 입자 사이의 빈 공간을 채우는 마이크로 필러 효과와 미세 공극 감소로 강도를 크게 높인다. 그러나 표면적이 커서 콘크리트가 끈적해지고 슬럼프가 줄어들므로, 슬럼프 유지를 위해 단위수량을 늘리거나 감수제를 사용해야 한다. 입자가 미세하고 미연소 탄소를 포함할 수 있어 AE제를 흡수할 수 있으므로, 공기량 유지를 위해 AE제 사용량을 늘려야 할 수 있다. 블리딩은 감소한다.
플라이애시는 석탄을 태운 뒤 남은 미세한 재로, 잠재수경성이 있다. 반응이 느리게 일어나 초기 강도 증진보다는 중후기 강도 발현과 내구성 향상에 주로 기여한다. 다공성 입자라 AE제가 만든 공기 방울을 흡수할 수 있어, 공기량 유지를 위해 AE제를 더 많이 넣어야 할 수 있다. 팽창재는 화학 반응으로 부피를 늘려 균열을 방지하고, 착색재는 색을 입히는 용도로 쓰인다.
화학혼화제도 작용별로 구분한다. 감수제는 시멘트 입자를 분산시켜 물을 적게 쓰면서도 흐르게 하고, 고성능 AE감수제는 분산 작용으로 유동성을 확보하면서 AE 효과로 동결융해 저항성을 높인다. 다만 이런 첨가제는 응결을 빠르게 하는 것이 주된 목적이나 효과가 아니며, 오히려 응결이 지연될 수 있다.
혼화재 문제는 작용 방향을 뒤집어 함정을 만든다. 굵은 골재 최대치수가 클수록 공기량 표준값이 커진다고 하면 반대이므로 틀리다. 실리카퓸이 슬럼프를 줄이므로 단위수량을 줄여야 한다고 하거나, 미연소 탄소를 함유하지 않아 AE제 증량이 필요 없다고 하면 틀린 설명이다. 플라이애시가 초기 강도를 높인다거나 AE제 효과를 높인다고 하는 선지도 작용 방향과 어긋난다. AE제가 블리딩 감소 효과가 없다고 하거나, 고성능 AE감수제가 응결을 촉진한다고 하는 설명도 함정이다. 고로시멘트에서 수산화칼슘이 증가한다고 하는 선지는 반응 방향을 거꾸로 이해한 것이다.
콘크리트용 화학혼화제의 일반적인 사용 범위 내에서 그 효과에 관한 다음 설명 중 잘못된 것은?
정답 ② · 이 문제는 화학혼화제의 효과에 관한 설명 중 잘못된 것을 고르는 문제이다. AE제는 연행한 미세기포가 골재의 침강을 방해하고 물의 상승을 억제하기 때문에 블리딩량을 감소시키는 효과가 있으므로, 감소 효과를 기대할 수 없다고 한 2번이 잘못된 설명이다.
AE제는 미세 기포를 만들어 블리딩을 억제하므로, 감소 효과가 없다는 ②번이 틀린 설명이다.
AE제의 사용 목적 및 효과에 대한 설명으로 틀린 것은?
정답 ④ · AE제의 사용 목적 및 효과에 대한 설명 중 틀린 것을 고르는 문제이다. AE제는 미세 공기를 연행하여 동결융해 저항성을 개선하고 볼베어링 효과로 작업성을 향상시킨다.
플라이애시는 공기 연행제(AE제)의 효과를 높이는 것이 아니라, 오히려 공기량을 흡수하여 AE제 사용량을 증가시켜야 할 수 있다.
실리카퓸을 혼합한 콘크리트 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?
정답 ② · 실리카퓸 혼합 콘크리트의 성질에 대한 설명 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 실리카퓸은 시멘트보다 훨씬 입자가 고와 비표면적이 매우 크고 미연소 탄소를 포함할 수 있어 AE제를 흡수하는 성질이 있다.
실리카퓸은 비표면적이 매우 크고 미연소 탄소를 포함할 수 있어, 공기량 유지를 위해 AE제 사용량을 증가시켜야 할 수 있다.
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