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시멘트-콘크리트 초고강도화 기술과 재료

전문가 제언: ○ 초고강도 콘크리트는 최근에 다시 주목을 받고 있는 건설 분야의 신 재료의 하나이다. 그러나 이의 기초가 되는 시멘트 콘크리트 고강도화에 관한 이론과 재료개발은 비교적 오랜 역사를 갖고 있다. 1930년대에 일본에서 최밀 충전 이론과 실증시험이 있었고 1987년에는 미국 시애틀의 초고층 빌딩에 133N/㎟ 콘크리트가 시공되었다.

○ 초고강도 콘크리트가 다시 주목을 받게 된 것은 100층 이상의 초고층 건물이 경쟁적으로 신축되는 건설수요에 있다. 또한 구조물의 단면과 무게를 줄여 건설비용을 절감하고 장기적인 내구성으로 건물의 수명을 연장하여 저에너지소비형 친환경성을 기하고자 하는 시장 환경이 함께 조성되어 나타난 현상이라고 생각된다.

○ 콘크리트의 고강도화는 무수석고와 실리카 흄 및 폴리카르본산계 분산제를 사용하는 DSP 재료가 주도하고 있다. 그러나 이 이외에도 다른 물질로 공극을 충전시켜 고강도화를 달성하는 기술도 이용되고 있다. 경화체에 먼저 모노머를 함침시키고 다음에 중합함으로서 폴리머 함침 콘크리트가 되게 하는 수법이 있다. 그리고 골재 계면개질이라고 하는 면에서 시멘트 클링커를 골재로 이용하는 방법도 연구개발이 행해지고 있다. 이들 방법은 다른 측면에서 가능성을 내포하고 있다. 앞으로 각광을 받게 될 것으로 예측된다.

○ 콘크리트의 고강도화에는 낮은 물-시멘트비 하에서 유동성을 확보해야 하므로 시멘트의 C3A 함량이 적은 즉 Al2O3 성분이 적은 시멘트가 적합하다. 최근 시멘트 제조에 활용되는 무기계 산업폐기물은 보통 시멘트에 비하여 Al2O3 성분이 많다. 따라서 시멘트 제조 시에 폐기물 사용량을 증가시키면 시멘트 중의 C3A 함량은 많아지게 되어 콘크리트의 고강도화와는 상치되는 문제가 생긴다.

○ 이러한 문제는 현재의 시장규모로는 문제될 상황은 아니지만 시멘트산업은 페기물의 안정처리라고 하는 사회적 요구를 수용하는 방향으로 가고 있다. 현실적으로 콘크리트업계의 고강도화는 시멘트산업 방향과는 상반되어 있다. 이에 대한 상호이해와 절충이 필요하다고 생각된다.

저자: Etsuo Sakai
자료유형: 학술정보