개념 한 쪽
혼화재료는 콘크리트의 성능을 개선하기 위해 넣는 첨가물 전체를 가리킨다. 혼화재와 혼화제의 분류, 포졸란과 플라이애시의 역할, 팽창재의 목적, 혼화재료의 보관상의 주의점을 이해해야 시험 문제를 정확히 풀 수 있다.
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출제기준 단원 「잔골재」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 혼화제·혼화재 구분 | 1 | 혼화제와 혼화재의 배합 계산상 처리 차이를 묻기 |
| 포졸란 특성 판별 | 1 | 포졸란의 장단점과 작용 기전을 가리기 |
| 혼화재 선택 근거 | 1 | 배합 설계에서 혼화재로 적합한 재료 고르기 |
혼화재료는 크게 혼화제와 혼화재로 구분된다. 혼화제는 주로 액체 형태이며 배합 계산 시 물의 양에 포함하여 산입한다. 혼화재는 분말 형태로 주로 시멘트와 화학적으로 반응하여 콘크리트의 성능을 바꾸는 물질이며 배합 계산에서는 부피로 고려하거나 무시하기도 한다.
포졸란은 실리카질 분말로서 시멘트 수화 생성물인 수산화칼슘과 반응하여 불용성 겔을 생성한다. 이로 인해 콘크리트의 수밀성·내구성·장기강도가 향상되고 블리딩이 감소하며 발열량이 저감되는 효과가 나타난다. 다만 포졸란은 반응 속도가 느려 초기 강도 발현이 늦고 단위수량 요구량이 늘어나며 건조수축이 커지는 경향이 있다.
플라이애시는 화력발전소의 연소가스로부터 전기집진 장치를 이용해 모은 미세한 규소 성분 분말로서 포졸란 반응을 통해 혼화재로 사용된다. 고로슬래그 분말은 제철소 부산물로 유사한 역할을 할 수 있으며 팽창재는 콘크리트 경화 중에 체적을 늘려 건조수축에 의한 균열을 억제하는 목적으로 사용된다.
혼화재료의 저장 시에는 습기와의 접촉을 피하고 건조하며 통풍이 잘되는 곳에 보관해야 한다. 습기에 노출되면 입자 응집이나 화학 성분의 변질로 품질이 저하될 수 있으므로 보관 조건을 준수해야 한다.
포졸란을 혼화재로 사용한 콘크리트는 장기강도와 수밀성이 좋아지지만 초기 강도가 늦게 나타나고 건조수축이 커질 수 있다. 플라이애시는 석탄 연소 과정에서 발생하는 가스 중의 미세 규소 입자를 집진 장치로 수집한 분말이라 포졸란 반응으로 혼화재 역할을 하므로, '석탄 연소 + 전기집진기'라는 키워드가 나오면 플라이애시를 떠올려야 한다. 팽창재는 '부피를 증가시켜 균열을 방지'하는 목적을 가진 재료라는 점을 연결하여 기억한다.
혼화재료에 대한 설명 중 잘못된 것은?
정답 ④ · 혼화재료는 크게 배합 설계 시 물의 양으로 산입하여 계산에 포함하는 혼화제(주로 액체)와, 배합비 설계 시 물의 양으로 산입하지 않고 부피로 계산하며 배합 계산에 포함되지 않는 혼화재(주로 분말)로 구분됩니다. 제시된 정답인 4번 보기의 내용은 혼화제와 혼화재의 정의를 잘못 설명하고 있으므로 오답입니다.
혼화제는 배합 계산에 물의 양으로 산입하여 포함되며, 혼화재는 부피로 계산하여 배합 계산에서 무시되는 것이 맞습니다.
포졸란(pozzolan)을 혼화재로 사용한 콘크리트의 특징을 설명한 것 중 옳지 않은 것은?
정답 ③ · 포졸란은 잠재 수경성으로 내구성과 수밀성을 높이고 블리딩을 감소시키며 워커빌리티와 발열 저감에 도움을 줍니다. 하지만 단위수량 요구량이 늘어나고 건조수축이 커지는 경향이 있으므로, 건조수축이 작다는 보기 3번이 옳지 않습니다.
포졸란 혼화재는 단위수량 요구량이 늘어나고 건조수축이 커지는 경향이 있으므로, 건조수축이 작다는 설명은 옳지 않다.
콘크리트의 배합 설계에 고려해야 하는 혼화재료는 어느 것인가?
정답 ① · 콘크리트 배합 설계 시 고려하는 혼화재료에는 화학 혼화제와 혼화재가 있습니다. 보기 중 플라이 애시는 대표적인 혼화재(포졸란 재료)로서, 시멘트의 일부를 대체하여 워커빌리티를 개선하고 수화열을 낮추는 등의 효과가 있어 배합 설계 시 중요하게 고려됩니다.
혼화재는 포졸란 반응 등 화학적 효과를 내는 플라이애시 등이며, 감수제 등은 혼화제에 해당하므로 배합 설계의 핵심 고려 대상은 플라이애시다.
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