물결합재비에 대한 설명(콘크리트 배합 물의 역할, W/C와 W/B, 혼화재 특징, 효과)
물결합재비
물결합재비(W/B)는 물시멘트비(W/C)에서 혼화재, 결합재의 양을 포함하여 비를 산정한 것을 말함.
Ⅱ. W/B와 W/C 차이
Ⅲ. 혼화재의 효과
Ⅳ. 2차 반응 특징
Ⅰ. 콘크리트 배합에서 물의 역할
1. 콘크리트는 기본적으로 물과 반응하여, 수화 반응을 통하여 강도를 발현함
2. 수화반응 식, Mechanism
가. CaO + H2O → Ca(OH)2 + 125cal/g(수화열)
나. 석회와 물이 반응하여 수산화칼슘, 콘크리트를 만들어 내며 이 과정에서 수화열이 발생함
3. 수화반응에 필요한 물의 양
가. 결합수: 시멘트량의 25%
나. Gel수*: 시멘트량의 15%
다. 이론상으로 시멘트량의 40%면 물의 양은 충분하나 적절한 Workability 확보를 위해서는 약 50% 가량의 물이 필요함
Ⅱ. W/B와 W/C 차이
1. W/C 물시멘트비
가. 물시멘트비가 높으면 시멘트량이 많아 강도는 높다는 말임
나. 즉, 작업성이 나쁘고 Bleeding은 감소함
2. W/B 물결합재비
가. 물과 결합하는 Cement + 혼화재 비로, 혼화재는 2차 반응을 목적으로, Cement 단점을 보완하는 역할을 함
나. 수화열 감소, 장기강도 증진, 열화 감소 등의 장점이 있음
3. 수화반응, 수화열은 반응하자마자 가장 높으며 감소하는 추세를 보임
4. 그러다가 다시 증가하는 추이를 보이며 약 10시간 이후 다시 정점을 찍음
5. 이때 수화열로 인한 문제가 많이 발생함
6. 수화열이 높을수록 강도가 높으나 그로 인한 문제도 많으므로 혼화재를 섞게 됨
Ⅲ. 혼화재의 효과
1. Flyashe 등 혼화재를 섞으면 수화열이 줄어들며 장기 강도가 높아짐
2. 이는 고로슬래그, 실리카퓸도 마찬가지임(비율에 따라 다르지만 약 절반 가량 줄어듦)
3. Ballbearing 효과, AAR(염해) 저항성 등 다양한 효과가 있음
4. Flyash, 고로슬래그는 산업부산물로 과거에는 단순히 폐기물 취급을 받으며 구하기 쉬웠음
5. 하지만 각종 효과가 증명되며 가격이 상승하기 시작하며 친환경 요소로 부각됨
Ⅳ. 2차 반응 특징
1. 2차 반응(수화 반응의 1차 반응이 아님)으로 수화열이 감소함
2. 장기 강도는 증가하나 단기 강도는 다소 감소함
3. Flyash, Silicafume은 포졸란(Pozzolan) 반응으로 직접 반응임
4. 고로 Slag는 잠재적 수경성을 가진 간접 반응임
□ 마무리
고품질 콘크리트 제작을 위해서는 재료, 배합, 시공 3가지를 적절히 관리하면 됩니다. 하지만 역시 적절히가 아주 아주 중요합니다. 관리비와 재료비의 급격한 상승으로 인하여 VE 고려가 아주 중요해졌습니다. 어떠한 선택을 할지 현장에 맞게 기술자로서 판단이 중요할 것입니다.
