혼화재와 혼화제?

콘크리트 시공시에 혼화재료가 많이 쓰입니다. 하지만 많이들 헷갈려하는 혼화재와 혼화제가 무슨 차이가 있는지 알아보도록 하겠습니다. 

1. 개요

1) 혼화재료는 혼화재와 혼화제로 구분됩니다. 혼화재료를 사용하는 목적은 콘크리트의 강도증진이며 내구성 향상에도 목적이 있습니다. 

2) 혼화재료 선정시 고려사항에는 설계 , 재료, 배합, 시공 및 계정, 온도를 고려해야 합니다. 특히나 콘크리트 혼화재의 경우는 국가에 따라서도 많이 다른데 국가의 날씨에 따라서 그리고 지역적인 위치에 따른 자재 수급에 따라서도 혼화재료의 종류가 다릅니다.

3) 혼화재 종류에는 Fly ash, Silica fume, 고로슬래그가 있으며 혼화제에는 공기연행제, 감수제, AE제 등이 있습니다.

2. 혼화재와 혼화제 비교

혼화재 사용량은 시멘트의 약 5%이상입니다. 그에 비해 혼화제는 5% 미만입니다. 라면을 예로들어서 라면스프는 혼화제라고 생각하면 되는데 스프를 넣으면 맛이 변화하는 것의 첨가제 느낌으로 보면 되고 혼화재는 재료의 하나라고 보시면 됩니다.

그렇기 때문에 배합적용시에 혼화재는 반영을하지만 혼화제는 반영을 하지 않게 되는것입니다. 

혼화재의 성분에는 무기계가 있고 혼화제의 성분에는 유기계가 있습니다.

3. 혼화재료 사용목적은 무엇일까요?

1) 유동성

혼화재 사용목적은 유동성을 개선하는것입니다. 유동성이란 무엇일까요? 유동성은 콘크리트라는 재료가 골재, 시멘트, 수분으로 이루어지게 되는데 이때 배합과 시공성을 좋게 하기 위해 유동성을 좋게 하는것입니다. 과한 혼호재료의 사용은 강도를 오히려 감소시키며 시공에 어려움이 따를수 있습니다.

2) 응결시간

응결시간은 콘크리트 사용에서 매우 중요합니다. 쉽게 말해서 콘크리트는 여러재료가 섞여서 만든 혼합물이기 때문에 시공후 일정시간동안 굳기를 합니다. 굳는동안 응결시간이 빠르면 균열이 일어날수가 있고 또한 응결시간이 너무 적으면 충분한 강도가 나오지 않을수 있습니다. 그렇기 때문에 혼화재료를 사용하여 응결시간을 조절하는데 사용 할 수 있습니다.

3) 슬럼프 조정

슬럼프는 각 콘크리트마다 달라지게 되는데요 이를 조절하여 배합성을 높이고 시공성을 높일수 있습니다. 슬럼프가 낮다는것은 형성되는 콘크리트의 굳기가 약하다는 의미도 있지만 시공이 편한부분도 있습니다. 그렇지만 그만큼 재료분리 현상도 많습니다. 

4) 내동해성 향상

내동해성은 콘크리트가 온도 저하로 인해 수분이 얼음이 될수가 있기에 내동해성, 즉 동해되지 않도록 하는것입니다.

5) 수밀성 향상

수밀성은 콘크리트에 지하수, 침투수 외부 유입수 등 물이 침투로 인하여 콘크리트가 흡수 되지 않고 막을 형성하는것을 말합니다. 

6) 내구성 향상

혼화재료를 사용하여 내구성을 향상 시키고 콘크리트의 강도를 증진시키는 목저이 있습니다.

4. 혼화재료 선정시 고려사항

1) 설계시 고려사항 :  목적물이 요구하는 콘크리트의 강도

2) 재료 고려사항 : 골재 및 결합재 

3) 배합시 고려사항 : 콘크리트 배합의 목적은 강도증진, 내구성 증대, 수밀성 확보, Workabillity 증대, 성형성 증진 등이 있습니다. 배합시에 고려사항은 물결합재비(W/B), 굵은 골재 최대치수 (Gmax), 잔골재율(S/a) 등이 있습니다. 

4) 시공시 고려사항 : 재료 시공 시간, 시공 횟수 및 물량 

5) 경제성 및 VE : 재료 조달을 고려하여야 하고 재료에 따른 경제성과 VE(Value Engineering)을 고려하여 선정하여야 합니다.

5. 혼화재 vs 혼화제

1) 혼화재

- 플라이 애쉬 Fly ash :  플라이 애쉬는 화력 발전소 등지에서 생성되며 형태는 구형입니다. 성질은 포절란 반응을 하고 Roll bearing 효과가 있습니다. Roll bearing은 구슬롸 같은 효과로 콘크리트가 믹스하는데 큰 영향을 합니다.

- 실리카퓸 silica fume : 실리카 퓸은 대체로 반도체 회사 등지에서 생성되며 그 형태는 구형입니다. 이또한 포졸란 반응을 하고 Roll bearing과 공극채움 효과가 있습니다. 실리카퓸의 용도는 고강도 콘크리트 이용시 사용됩니다.

-  고로슬래그 : 제철소 등지에서 많이 생성되며 형태는 부산물형태를 가지고 있습니다. 성질은 잠재적 수경성으로 이는 물과 1차적으로 반응하는것은 아니고 다른 반응에 의해서 2차적으로 반응하는것을 의미합니다.

2) 혼화제

- 감수제 : 감수제의 기능은 시멘트를 분산시키고 워커빌리티를 좋아지게 하는데 있습니다. 효과로는 단위수량을 저감시킵니다.

- 공기 연행제 : 주요성분은 계면 활성제로서 미세공기을 연행하여 콘크리트의 워커빌리티를 좋게 하고 Ball bearing 효과와 Cushion 효과가 있습니다. 공기 연행제는 겨울철 주로 쓰이며 콘크리트 동해를 저감시켜주는 역할도 합니다.

- 유동화제 : 유동화제는 슬럼프를 증가 시켜주며 워커빌리티를 증가시키고 재료분리를 방지하는 역할을 합니다.

- 급결제 : 급결제는 수산화칼슘 반응 기능을 가기조 잇는데 급격작용하는 효과를 가지고 있습니다.

6. 혼화재료 사용시 유의사항

혼화재료를 사용할때는 배합설계에 의한 적정한 혼입률을 유지해야합니다.

여름철에는 효과가 저하 될수 있기에 검토가 필요합니다.

KSF 규정에 적합한 재료를 써야하며 수입시에는 꼼꼼한 검토가 필요합니다. 

수질오염에 주의해야하고 계절별 효과가 검토 되어야합니다.

콘크리트에 미치는 영향을 검토하고 콘크리트가 굳기전 굳은후 반응을 검토해야합니다.

시방에 다른 용도와 용량을 준수해서 사용해야합니다.