콘크리트

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뉴질랜드 옥클랜드시에서 중앙연결 버스차선 콘크리트 포장 작업
콘크리트 벽돌.

콘크리트(Concrete, 문화어: 콩크리트)는 시멘트, 배합수, 잔골재 및 굵은골재 그리고 필요에 따라 성능개선에 필요한 혼화재료를 적정한 비율로 섞어서 만든 혼합물을 말한다.

어원[편집]

‘콘크리트’는 ‘다지다’ 혹은 ‘누르다’는 뜻의 (라틴어: concretus 콘크레투스[*])에서 유래되었는데, 완전수동분사인 ‘concrescere’의 ‘con-’은 ‘같이’, ‘crescere’는 ‘되게하다’는 뜻이다.

정의[편집]

콘크리트라고 부르는 것은 보통 시멘트 콘크리트로, 시멘트와 시멘트 풀(영어: paste 페이스트[*])에 모래와 자갈 등의 골재를 결합해서 만든 돌 모양의 덩어리를 말한다. 이 이름은 약 1900년 경부터 유래하였다고 한다. 일반적으로 콘크리트 체적의 약 70%는 골재이고, 나머지 30%가 시멘트 페이스트이다. 시멘트 페이스트는 골재사이의 공극을 채우는 역할을 하며, 굳지 않은 콘크리트에서는 콘크리트의 유동성을 갖게 하고 굳은 콘크리트에서는 골재와 결합하여 강도를 발휘한다.

모래와 자갈을 점토로 결합하여 쓰기도 하고, 천연 시멘트와 천연 아스팔트를 결합해서 쓰기도 했다. 이후 이루어진 포틀랜드 시멘트(영어: portland cement)의 발명은 콘크리트를 건설재료의 확고한 기반위에 올려놓았다. 콘크리트는 무기질(시멘트류, 석회, 석고 등) 또는 유기질(아스팔트, 레진, 플라스틱 등)의 결합재인 풀에 골재를 결합해서 성형하는 혼합물 및 경화체를 말한다. 그래서 넓은 의미에서의 콘크리트는 아스팔트 콘크리트, 레진 콘크리트, 폴리머함침 콘크리트 등을 포함한다.[1][2]

특징[편집]

콘크리트는 굳지않은 상태에서는 작업에 적합한 워커빌리티를 가져야 하고, 굳은 상태에서는 설계시 의도한 강도, 내구성, 수밀성 및 강재 보호성능을 가지고 균질하여야 한다. 이와 같은 사항을 만족시키기 위해서는 재료, 배합을 적절히 선정해야 하고, 혼합, 운반, 타설, 다짐, 양생등의 시공 전반에 걸쳐 철저한 관리가 필요하다. 콘크리트는 방사능을 통과시키지 않고 막는 특징을 지니고 있기 때문에 원자력발전소에서 원자로를 만들거나 원자력 관련 사고가 발생되었을 때 투하하여 방사능 유출을 막는 용도로도 사용된다.

콘크리트의 구성 재료[편집]

  • 결합재
  • 배합수
  • 골재
  • 성능개선재

콘크리트의 배합[편집]

  • 콘크리트의 배합이란 경제적이며 작업에 적합한 성질 및 설계시 의도한 강도 및 내구성을 갖는 콘크리트를 만들기 위한 각 재료의 비율 또는 사용량을 결정하는 과정이다. 배합은 시방배합과 현장배합으로 구분할 수 있다.
  • 일반적인 콘크리트의 시방배합을 정하는 순서는 아래와 같다.
  1. 사용재료의 품질을 시험한다(시멘트의 비중, 골재의 비중, 입도, 흡수량, 단위용적중량, 마모율등)
  2. 굵은골재 최대치수와 굳지않은 콘크리트의 슬럼프 및 공기량을 결정한다.
  3. 구조물의 종류 및 용도를 고려하여 물시멘트비를 결정한다.
  4. 단위수량이나 단위시멘트량 및 혼화재량을 결정한다.
  5. 잔골재율은 콘크리트의 워커빌러티를 얻는 범위에서 최소가 되도록 결정 한다.
  6. 잔골재량 및 굵은골재량을 결정한다.[2]

경량 콘크리트[편집]

구조물의 자중을 줄일 목적으로 만드는 콘크리트로 주로 단열, 방음재 등으로 쓰인다.[1]

경량골재 콘크리트[편집]

경량콘크리트, 경량골재 콘크리트는 일반 골재 대신 팽창 고로 슬래그, 퍼라이트, 팽창질석, 플라이애쉬, 석탄회, 팽창혈암, 팽창점토, 발포 폴리스틸렌 골재 등의 경량 골재를 써서 콘크리트를 경량화한 것으로 흡수율이 높고, 강도가 다소 떨어지는 특성을 보인다.

경량기포 콘크리트[편집]

경량기포 콘크리트는 발포제에 의해 콘크리트 속에 무수한 기포를 골고루 독립적으로 분산시켜 중량을 가볍게 한 콘크리트이다. 대한민국에서는 KS F 2701에 ALC 구성재료가 규정되어 있다. 알루미늄 분말 등 자체적으로 발수성이 강한 기포제를 혼입해서 만든다. 경량, 단열성, 가공성, 내화성 등의 장점이 있는 반면, 강도가 약하고, 흡수성이 높은 단점이 있다.

무세골재 콘크리트[편집]

무세골재 콘크리트는 배합에서 잔골재를 넣지 않고 10 ~ 20 mm의 굵은 골재와 시멘트, 물만으로 만들어진 콘크리트이다. 내부에 다량의 큰 공극이 형성되어 압축강도는 떨어지나 단위 시멘트량이 절약되고 열적성질, 수측률, 시공성 등이 우수하다.

섬유보강 콘크리트[편집]

보통 콘크리트의 인장 휨강도 및 충격강도가 낮고 에너지 흡수능력이 적은 결함을 개선할 목적으로 섬유를 혼입한 콘크리트이다.[1]

강섬유보강 콘크리트[편집]

강섬유보강 콘크리트(SFRC)는 콘크리트에 길이 20 ~ 40 mm, 단면적 0.06 ~ 0.3 mm2 정도 크기의 탄소강, 스테인리스강으로 만든 강섬유를 혼합하여 균열발생을 억제하거나 분산시키는 콘크리트이다.

유리섬유보강 콘크리트[편집]

유리섬유보강 콘크리트(GRC, GFRC)는 시멘트 매트릭스에 GF 단섬유를 혼입하여 인장, 충격강도를 증대시킨 콘크리트이다. 고강도이기 때문에 경량화가 가능하다. 시멘트모르타르 또는 시멘트페이스트에 보강재로 내알카리성 유리섬유를 넣어 만든다. 패널은 마감을 겸한 반영구적 거푸집으로도 사용될 수 있다.

탄소섬유보강 콘크리트[편집]

탄소섬유보강 콘크리트(CFRC)는 석유화학제품인 아크리로니트릴에서 얻어지는 탄소섬유를 혼입하여 다른 혼입재료에 비해 화학적으로 안전하고, 고강성을 가지는 콘크리트이다. 단가가 비싼편이다.

아라미드 섬유보강 콘크리트[편집]

아라미드 섬유보강 콘크리트(AFRC)는 나일론과 같은 아라미드 결합을 갖는 합성섬유를 보강하여 시멘트의 약 1000배 정도의 인장강도를 가지는 아라미드의 기계적 특성을 이용하여 만든 고강도, 내열성, 내화학성 등의 특성을 가지는 콘크리트이다.

비닐론 섬유보강 시멘트 복합체[편집]

비닐론 섬유보강 시멘트 복합체(VFRC)는 원료수지인 비닐론으로 보강한 콘크리트로 휨강도, 경량모르타르 보강 등의 특성으로 오랜 역사를 가진 콘크리트이다.

폴리플로필렌 섬유보강 콘크리트[편집]

폴리플로필렌 섬유보강 콘크리트(PFRC)는 폴리플로필렌 섬유로 보강한 콘크리트로 인장강도가 크고 고융점, 화학적 저항성이 크다.

천연섬유보강 콘크리트[편집]

천연섬유보강 콘크리트(NFRC)는 석면을 제외한 식물섬유를 사용하여 낮은 가격으로 전통적으로 이용하고 있는 보강 콘크리트이다. 야자, 사탕수수, 대나무, 종려나무황마, 사이잘마 등의 섬유가 많이 쓰인다.

시공에 따른 분류[편집]

매스 콘크리트[편집]

매스 콘크리트(mass concrete)는 부재 혹은 구조물의 치수가 커서 시멘트 수화열에 의한 온도상승과 그에 따른 균열을 고려하여 설계·시공해야 하는 콘크리트

프리캐스트 콘크리트 타설현장

프리스트레스트 콘크리트[편집]

프리스트레스트 콘크리트(prestressed concrete)는 외력에 의하여 일어나는 응력을 소정의 한도까지 상쇄할 수 있도록 인위적으로 그 응력의 분포와 크기를 정하여 콘크리트 타설 전 강선을 사용하여 미리 내력을 준 콘크리트를 말하며, PS 콘크리트 또는 PSC라고 약칭하기도 함

포스트텐셔닝[편집]

포스트텐셔닝(post tensioning)은 콘크리트 경화 후 사전에 매설한 쉬스관을 통하여 PS 강재(강선)에 인장력을 주는 것

프리캐스트 콘크리트[편집]

프리캐스트 콘크리트(precast concrete)는 현장타설 콘크리트에 대립하는 것으로, 제작공장 또는 제작장에서 생산된 일정한 형태의 콘크리트 부재를 말하며 PC 콘크리트라고 약칭하기도 함

프리팩트 콘크리트[편집]

프리팩트 콘크리트(prepacked concrete)는 미리 거푸집 속에 특정한 입도를 가지는 굵은 골재를 채워 넣고 그 간극에 모르타르를 주입하여 만든 콘크리트

기타[편집]

콘크리트에 굵은골재를 사용하지 않는 것을 모르타르(mortar), 골재를 사용하지 않는 것을 시멘트 페이스트(Cement Paste)라 한다.

주석[편집]

  1. 《최신 콘크리트공학》. 한국콘크리트학회[쪽 번호 필요]
  2. 문한영. 《건설재료학》. 동명사[쪽 번호 필요]

함께 보기[편집]