[한천구의 콘크리트 세상] 고유동 콘크리트

고유동 콘크리트의 재료분리를 정량적으로 평가할 수 있는 새로운 지표가 제안됐다.

필자는 1992년 일본 홋카이도대학교에서 박사 후 연수(Post-Doc.) 과정으로 객원 연구원으로 근무했다. 당시 도쿄대학교의 오카무라 히데오 교수가 세계 최초로 고유동 콘크리트 연구를 주도하며 일본 전역에서 관련 연구가 진행되던 시기였다. 고유동 콘크리트는 다짐을 하지 않아도 스스로 충전되는 콘크리트로, 슬럼프 플로 600±100mm 수준의 높은 유동성을 갖는 것이 특징이다.
 

고유동 콘크리트의 슬럼프 플로 후 모습

 

그러나 육안 평가만으로는 재료분리 저항성을 정량적으로 판단하기 어렵다는 한계가 있었다. 이에 슬럼프 플로와 슬럼프 값의 관계를 활용해 재료분리를 수치화하는 방안이 검토됐다.
 

고유동 콘크리트의 슬럼프 플로 후 모습

 
고유동 콘크리트를 재료분리 관점에서 보면, 재료분리가 발생하지 않은 경우 점성이 확보돼 슬럼프 값은 크고 슬럼프 플로는 상대적으로 작게 나타난다. 반면 재료분리가 발생하면 점성이 부족해 중앙에 굵은골재가 남고 주변부로 시멘트 페이스트나 물이 유출되면서 슬럼프 값은 작고 슬럼프 플로는 크게 나타난다.

이에 따라 슬럼프 플로를 슬럼프로 나눈 값을 ‘재료분리 평가정수(EIS: Evaluation Index for Segregation)’로 정의하고 반복 실험을 통해 기준값을 도출했다. 연구 결과 EIS 값이 2.5 이하일 경우 재료분리가 발생하지 않은 것으로, 2.5를 초과할 경우 재료분리가 발생한 것으로 정량적 평가가 가능하다는 결과가 제시됐다. 또한 성능 등급에 따른 세부 구분값도 제안됐다.

해당 연구는 한국과 일본에서 논문으로 발표됐으며, 기존 해외 연구에서 검토되지 않았던 새로운 접근 방법으로 평가된다. 자세한 내용은 한국콘크리트학회 고성능 콘크리트 위원회의 ‘콘크리트 실무 매뉴얼(KCI PM 205.1-10) ― 고유동 콘크리트의 제조 및 시공’(기문당, 2010)에 수록돼 있다.