포졸란(Pozzolan)

▒ 기출문제

- 87회 1교시 10번 : 실리카 흄(Silica Fume)

- 77회 4교시 3번 : 플라이애쉬(Fly-Ash)가 치환된 레디믹스트 콘크리트가 현장에 납품되고 있는데 이에 대하여 시공관리상 현장에서 조치하여야 할 사항을 기술하시오.

- 71회 1교시 9번 : Pozzolan(포졸란)

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▒ 포졸란(Pozzolan)

1) 개요

① 콘크리트 중의 수산화칼슘과 상온에서 천천히 화합하여 물에 녹지 않는 화합물을 만들 수 있는 실리카질 물질을 함유하고 있는 미분말 상태의 재료

② 작업성, 수밀성 , 내구성이 향상되고 수화열 저감을 통한 콘크리트의 균열감소 및 장기강도를 증진시킨다.

2) 포졸란의 종류

① 천연 포졸란 : 화산재, 응회암, 규조토

② 인공 포졸란 : 플라이 애쉬, 실리카 흄, 실리카 겔, 소성점토

3) 포졸란 반응

① 실리카질SiO₂와 수화 부산물인 Ca(OH)₂가 반응하여 C-S-H 수화물을 만드는 반응

② 규산석회 및 알루민산 삼석회의 수산물 생성 : 장기강도 증진, 수밀성 향상

③ 수산화칼슘과 결합하는 반응으로 알카리성 감소 : 중성화 촉진, 알카리골재반응 감소, 황산염 저항성 우수

4) 특징(플라이 애쉬, 실리카 흄과 동일)

① 시공성(workability)와 펌프성 향상

② Bleeding 및 재료분리 감소

③ 응결시간 지연

④ 장기재령 압축강도 증가

⑤ 수화열 감소

⑥ 수밀성 향상

⑦ 중성화 촉진(초기강도발현 및 양생에 주의)

⑧ 알카리골재반응 감소

⑨ 황산염 저항성 우수

 

▒ 플라이 애쉬(Fly-Ash)

1) 개요

① 플라이 애쉬란 화력발전소 등에서 석탄을 연소시킬때 발생하는 가스로 부터 집진기를 통해 수집한 미세한 구형분말(석탄재)을 말한다.

② 작업성, 수밀성 , 내구성이 향상되고 수화열 저감을 통한 콘크리트의 균열감소 및 장기강도를 증진시킨다.

2) 특징

포졸란의 특징과 같음(위 참조)

3) 플라이 애쉬 사용목적

① 워커빌리티ㆍ펌퍼빌리티의 개선 

② 장기강도의 증진 

③ 수화열의 저감 

④ 알칼리골재 반응의 억제 

4) 플라이 애쉬 사용시 고려사항(현장조치 사항)

① 공기 연행성 

- 분말도는 3,000㎠/g이상

- 플라이애쉬 혼입률의 최대치는 20%

- AE제, AE감수제 또는 고성능 AE감수제 등은 플라이애쉬에 적합한 것을 선정

② 초기강도

- 콘크리트 경화가 충분히 진행되기까지 적절한 습윤양생 

- 한냉기에는 타설 후 5일 이상 콘크리트의 온도를 5℃이상 확보

③ 중성화(피복두께) 

- 콘크리트 침하에 의한 균열 및 조골재의 분리나 블리딩 등에 따른 결함은 콘크리트의 응결전에 조치

- 최소 피복두께 준수

④ 플라이애쉬의 품질관리 

- 시공자는 콘크리트 공사의 품질관리 계획서를 작성하고 품질관리 책임자를 정하여 품질관리ㆍ검사를 행한다. 

- 레미콘공장 점검시 플라이애쉬의 강열감량 및 분말도, 습분 등을 측정할 수 있는 실험기자재 보유 여부 및 플라이애쉬의 품질시험 실시여부를 점검한다.

 

▒ 실리카 흄(Silica Fume)

1) 개요

① 실리카흄은 실리콘이나 페로실리콘 등의 규소합금을 전기로에서 제조할 때 배출가스에 섞여 부유하여 발생하는 초미립자 부산물을말한다

② 작업성, 수밀성 , 내구성이 향상되고 수화열 저감을 통한 콘크리트의 균열감소 및 장기강도를 증진시킨다.

③ SiO2 함유량 및 분말도가 플라이 애쉬 보다 높으며 고가이다.

2) 특징

포졸란의 특징과 같음

3) 시멘트, 실리카 흄, 플라이 애쉬 화학적 성분과 물리적 성질 비교

구  분	실리카 SiO2	알루미나Al2O3	산화제2철 Fe2O3	생석회 CaO	분말도 (㎠/g)	비중
시멘트	21.0%	5.0%	3.5%	63.0%	3,200	3.15
플라이 애쉬	58.0%	23.5%	7.0%	4.0%	4,500	2.1
실리카 흄	93.5%	0.01%	3.0%	0.5%	180,000	2.2

☞ 실리카 흄과 플라이 애쉬의 특징은 거의 같아 보이나 실리카 흄은 SiO2가 풍부하고 분말도가 높아 플라이 애쉬에 비해 가격이 비싸 70MPa 이상의 고강도 콘크리트 제조에 활용하고, 플라이 애쉬는 댐이나, 도로포장용에 콘크리트 제조에 많이 사용하네요.

포졸란, 플라이 애쉬, 실리카는 별개로 암기 하기 보다는 하나로 생각하여 서로 내용을 중복하여 활용하심이 좋을 듯 합니다. 

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▒ 기타 참고자료

- 포졸란반응에 대하여 / 이승헌 (시멘트협회) 

 

▒ 연관문제

혼화재료 - 중성화 - 염해 - 고강도 콘크리트

 

▒ 참고문헌(출처)

- 2006 건축공사 표준시방서

- 2009 콘크리트 표준시방서

- 시멘트 콘크리트용 혼화재료 / 대한주택공사

- 플라이애쉬 콘크리트의 특성 및 적응성에 관한 연구 / 대한주택공사