콘크리트 개요

콘크리트 개요

안녕하세요 오늘은 토목공사나 건축용 구조재료로 많이 쓰이고 있는 콘크리트에 대해서 알려드리려고 합니다. 콘크리트란 시멘트가 물과 반응하여 굳어지는 수화반응을 이용하여 골재를 시멘트풀로 감싸서 다진 것입니다. 기원전 석회암으로 만든 시멘트가 사용되었고, 로마시대에는 화산재와 석회석을 섞어 만든 로마 시멘트가 있었습니다. 그후 독일의 철근콘크리트의 개발로 이어져서 지금까지도 댐이나 교량등에 쓰이고 있습니다. 이렇게 우리의 우리 현대사회에서 빼놓을 수 없는 콘크리트의 구성은 무엇으로 이루어져 있을까요? 콘크리트는 시멘트, 물, 잔골재, 굵은 골재로 구성되는데 시멘트는 시멘트 입자의 수화작용으로 시멘트 응결이 일어납니다. 시멘트의 분말도가 지나친 경우 시멘트 입자가 너무 작아서 풍화되기 쉽고, 건조수축에 의한 균열이 발생하기 쉽습니다. 잔골재는 모래고 굵은 골재는 자갈인데 여기에 혼화재료를 첨가해서 콘크리트의 성질을 개선할 수 있습니다. 혼화재료는 콘크리트나 모르타르의 혼합 시 필요에 따라 첨가하여 작업성, 경제성을 향상시킬 목적으로 사용합니다. 혼화재료는 사용량에 따라 혼화재와 혼화제로 분류합니다. 혼화재는 사용량이 5% 이상으로 비교적 많아서 그 자체의 부피가 콘크리트의 배합 계산에 영향을 미치는 재료입니다. 혼화재에는 슬래그, 플라이애쉬 등이 있습니다. 혼화제는 사용량이 1% 내외로 비교적 적어서 그 자체의 부피가 콘크리트의 배합 계산에서 무시되는 재료입니다. 혼화제에는 감수제 등이 있습니다. 현대의 콘크리트는 포클랜드 시멘트라고 볼 수 있습니다. 철근을 넣어 강도를 높이는 것입니다. 콘크리트의 성질에는 어떤 것들이 있는지 알아봅시다. 반죽질기, 성형성, 마감성, 워커빌리티 등이 있습니다. 반죽질기란 수량의 다,소에 따른 반죽의 되고 진 정도를 말합니다. 성형성은 거푸집에 쉽게 넣을 수 있고 거푸집을 제거하여도 쉽게 허물어지지 않는 성질을 말합니다. 마감성은 표면 마무리 하기 쉬운정도를 말합니다. 워커빌리티는 작업하기 쉬운 정도 및 재료분리에 저항하는 정도를 말합니다. 슬럼프 시험이란 아직 굳지 않은 콘크리트의 반죽질기를 시험하는 방법입니다. 슬럼프치가 높다는 것은 반죽이 질다는 것입니다. 반죽이 질다는 것을 의미하므로 워커빌리티 즉, 시공성은 좋아지지만 강도는 떨어집니다. 콘크리트 타설을 마친 후 온도, 하중, 충격 등 외부적인 요인으로부터 보호, 관리하고 경화 시키는 것으로 습윤양생, 막양생, 증기양생, 전기양생이 있습니다. 콘크리트 비파괴 시험의 종류로는 표면경도법, 초음파법, 진동법, 방사선법이 있습니다. 콘크리트의 균열을 막기위해서 무엇을 해야할까요? 콘크리트 초기 균열은 블리딩 속도보다 증발량이 빨라서 발생하므로 콘크리트 타설 후 어느 정도 굳기시작하면 습윤양생을 해야 하고 직사광선을 피하도록 가림막을 해야 합니다. 프리스트레싱 도입 전에는 무근콘크리트와 유사한 상태이므로 받침부의 국부적 침하에 의한 균열, 콘크리트의 건조수축에 의한 균열, 온도변화에 의한 균열이 발생하고 프리스트레싱 도입 중에는 정착부의 균열이 발생하고 프리스트레스 도입 직후에는 솟음에 의한 균열이 발생합니다. 매스 콘크리트란 교대나 옹벽과 같이 단면두께가 1m를 넘는 대형구조물에 사용하는 콘크리트입니다. 콘크리트 타설시 타설 깊이가 높아지므로 수화열이 크게 발생해 그에 대한 억제 방법을 간구해야 합니다. 그 방법으로는 단위시멘트량을 가능한 적게 하고 수화열이 낮은 중용열 포틀랜드 시멘트나 고로슬래그 시멘트를 사용하며 타설 시 온도는 25℃ 이하로 합니다. 콘크리트의 균열원인은 무수히 많지만 대표적인 것으로는 건조수축, 다짐불량으로 인한 침하, 시공 불량 등이 있습니다. 서중콘크리트는 여름처럼 기온이 높아서 슬럼프의 저하와 수분의 급격한 증발 등의 위험성이 있는 시기에 시공되는 콘크리트로, 콘크리트 표준시방서에는 하루 평균기온이 25℃ 또는 최고온도가 30℃를 넘으면 서중콘크리트로 시공하도록 되어있습니다. 물과 시멘트는 되도록 저온의 것을 사용하고 거푸집이나 지반이 습윤 상태를 충분히 유지해야 합니다. 포장은 주로 아스팔트포장과 콘크리트포장을 이용하는데 아스팔트포장은 콘크리트포장에 비하여 소음과 진동이 없고 시공 상의 제약을 받는 사항이 적은데다가 양생이 필요치 않아 시공속도가 빠릅니다. 그리고 간편한 공법으로 유지보수가 용이하고 단계시공이 가능합니다. 하지만 노면반사가 약하고 터널 내에서의 주행성이 뒤지는 단점이 있다고 생각합니다. 콘크리트포장은 아스팔트 포장에 비해 경제성과 내구성이 높고 시공이 간편하며 유지관리가 쉽습니다. 하지만 줄눈에 의한 진동과 노면에 의한 소음이 크고 유지보수비용이 큰 단점이 있습니다. 콘크리트의 성능을 개선하기 위한 실험과 노력은 아직까지고 계속 이어지고 있습니다. 철근대신 유리섬유나 탄소섬유 등 각종 섬유재가 들어간 특수 콘크리트가 개발되고 있습니다. 물이 통해 식물이 자랄 수 있는 콘크리트도 있고, 물에 뜰 정도로 가벼우면서도 고강도인 콘크리트도 무게가 가볍기 때문에 지진이 나도 건물이 받는 충격이 줄어들고 운송비용이 적게 들어 최근 많이 각광받고 있습니다. 콘크리트는 지구를 넘어 우주까지 진출하기 위해서 개발되고 있습니다. 달에는 물이 없기 때문에 일상생활에 쓰이고 있는 일반적인 콘크리트를 사용할 수 없습니다. 대신에 달에 있는 토양과 플라스틱 섬유를 녹여 만든 루나 콘크리트에 대한 연구가 현재 많은 나라에서 추진 중에 있고, 일부는 성공한 곳도 있습니다.