일반적으로 콘크리트용 화학혼화제 「KS F 2560」로서는 AE제, 감수제, AE감수제 및 고성능 AE감수제를 통칭한다.
그중에서도 현 우리나라 레미콘 산업에서 주로 사용되는 혼화제의 경우는 AE감수제로서, AE제와 감수제를 통상적으로 혼합하여 사용되어지고 있다.
그 중 공기연행제로 사용되고 있는 AE제는 시멘트 종류, 플라이애시, 골재 등의 사용재료와 온도 등 사용 환경에 따라서 콘크리트 품질에 매우 큰 영향을 미친다. 따라서 본 장에서는 AE제와 감수제를 혼합사용 함에 따른 문제점을 밝히고 AE제와 감수제를 분리 사용을 추천하고자 한다.
- AE 감수제를 사용함에 따른 문제점
AE제란 발포성이 현저한 계면활성제로서, 콘크리트 중에 미소한 독립된 기포를 고르게 발생시켜 내동결융해성·내식성 등 내구성을 개선하는 혼화제를 말한다. 콘크리트 중의 전 공기량이 용적으로 약 4~6%가 되도록 한다. 감수제란 콘크리트의 유동성을 향상시켜 소정의 워커빌리티 및 강도를 얻는데 필요한 단위수량 및 시멘트량을 감소시키는 혼화제로 감수제를 사용함에 따라 단위수량을 10~20% 감소시킬 수 있다.
콘크리트 내에서 공기량은 동결융해의 저항성을 높여 사계절이 있는 우리나라에서 없어서는 안 될 중요한 혼화제 임이 분명하다.
그러나 우리가 간과해서는 안 되는 것이 공기량은 규정치보다 많은 양이 콘크리트에 혼입되면 콘크리트에는 독이 될 수도 있다는 점이다.
실제로 실험 데이터에 의하면 공기량을 1 % 증가함에 따라 압축강도는 4~6%, 휨강도는 2~3%가 감소하게 되며, 탄성계수의 경우도 700~800MPa가 감소하게 된다. 또한 과다한 공기량 혼입 콘크리트는 동결융해에 대한 저항성이 떨어질 수도 있다.
그런데 우리나라의 경우 대부분의 레미콘사에서는 AE제와 감수제의 혼합형인 AE감수제를 사용한다. 일반 콘크리트의 경우 미국 ASTM이나 일본 JIS에는 AE제, 감수제로 분류되어 있지, AE감수제에 대한 규격이 없다. (단, 최근에 고성능 AE감수제 규격이 JIS에 추가된 경우는 있다.)
즉, 외국 규격에 AE제와 감수제가 분리된 이유는 콘크리트 재료의 품질변화는 공기량이 달라지는 원인이 될 수도 있기 때문이다.
콘크리트 품질에 영향을 미치는 요인으로는 여러 가지 인자가 있지만 그 중에서 플라이애시의 품질이 저하됨에 따른 공기량 변동이 가장 심각하다.
일예로 1월~5월까지의 레미콘 현장의 월별 AE제 변동량을 나타낸 것으로서, 동일한 레미콘사일지라도 원재료의 품질변동에 따라서 AE제 사용량의 편차가 발생하게 된다.
특히, 플라이애시 사용시 성수기의 경우(4~5월)는 미연소 함량 증가로 인하여 AE제 사용량이 1~2월에 대비 약 2~3배정도 증가됨을 알 수가 있다.
현재 국내 레미콘 업체의 대다수가 사용의 편리성 및 혼화제 저장탱크 부족으로 인해 일체형의 AE감수제를 사용하고 있는 실정이다.
콘크리트 제조시 공기량 변동요인으로서는 계절 및 주·야간 타설에 따른 온도변화, 골재 품질악화, 다양한 종류의 혼합재(플라이애시, 고로 수쇄슬래그 등) 사용, 수요처 요구에 따른 배합변동 및 회수수 사용 등 여러 복합인자에 의해 공기량의 변동폭이 증가된다.
일반적으로 사용되고 있는 일체형 AE감수제 사용시 문제점은 사용재료의 품질 변동시 요구되는 혼화제 사용량 조절이 쉽지 않으며, 혼화제 탱크(일체형 AE감수제)에 인위적으로 AE를 수동 투입하여 보정해야 한다. 이러한 경우 한 현장에서 요구하는 공기량은 얻을 수 있으나, 타 현장, 배합설계 및 혼합재 사용량이 다를 경우 매번 AE제를 보정하여야 하는 번거로움이 있으며, 궁극적으로 불안정한 품질을 초래할 수 있다.
- 대안
일체형 AE 감수제 사용시 원재료의 품질편차, 계절별 온도변화 등에 따라서 능동적으로 요구되는 콘크리트의 품질 물성을 능동적으로 대처하기 어려운게 현실이다.
따라서 혼화제(AE제) 저장탱크의 설치 등이 다소 번거로울 수는 있다. 그러나 AE제와 감수제를 분리해 사용한다면 레미콘 현장에 입고되는 원재료 변동 및 환경요인 변화에 따라서 적절하게 사용량을 조절해 사용할 수 있으므로 콘크리트의 품질관리 측면에서 효율적인 것으로 판단된다. 또 콘크리트의 품질성능도 더욱더 개선되어 고품질의 콘크리트를 만들 수 있을 것으로 판단된다.
