경집재 콘크리트의 기술 특성과 응용 진전

1. 인용문

경량 재료 콘크리트는 경량 재료 (밀도가 작음) 의 일종이다1800kg/m³의 다공 집재) 는 굵은 집재로 접착제, 첨가제, 물을 배합하여 만든 신형 콘크리트 재료이다.일반 콘크리트에 비해 현저한 장점은경량, 보온, 방음, 우수한 내구성과 가공성을 동시에 갖추어 현재 건축 업계에 부합“에너지 절감, 친환경, 고성능”발전 수요는 이미 현대 건축 공사 중의 구조와 기능 재료가 되었다.

2. 재료의 구성과 작용

경집재 콘크리트의 성능은 각 조분의 협동 작용에 달려 있으며 주요 구성 재료 및 기능은 다음과 같습니다.

1. 경량 재료

경집재는 핵심 성분으로 콘크리트의 경질 특성을 결정한다.소스별로천연 경량 재료(예: 부석, 화산재, 응회암) 및인조 경량 재료(예를 들어 도립,, 분말 석탄재 도립).여기서,도립(특히 혈암 도자기, 분말 석탄재 도자기) 인닫힌 구멍 구조, 낮은 흡수율, 높은 강도최대 압력 저항5-30MPa), 구조용 경집재 콘크리트가 되는 거머리 등은 밀도가 매우 낮기 때문에 (<300kg/m³>), 단열층을 보온하는 데 많이 사용됩니다.

2. 겔 재료

시멘트 (규산염 시멘트, 일반 규산염 시멘트) 를 위주로 분말 석탄재, 광재 분말, 규산재 등 혼합재를 섞을 수 있다.혼합물의 역할은 다음과 같습니다. (1) 일부 시멘트를 대체하여 원가와 탄소 배출을 줄인다;（2) 새로 섞은 콘크리트의 화역성 (예를 들어 분말 석탄재의 구슬 효과) 을 개선한다.（3) 경화 콘크리트의 내구성을 높인다 (예를 들어 슬래그 가루의 화산재 반응으로 구멍을 채울 수 있다).

3. 첨가제

주요 추가 기능 포함고효율 감수제(예: 폴리카르복실산계),공기 흡입제화보수제. 고효율 감수제는 수회비를 대폭 낮춘다 (부터0.5-0.6하강0.3-0.4), 콘크리트의 강도와 밀도를 높인다;공기 흡입제는 미세한 폐쇄 기포를 도입하여 항동성을 개선할 수 있다(항동성 등급은F100-F200）；보수제 (예: 하이드록시프로필메틸셀룰로오스) 는 경집재의 과도한 흡수를 억제하고 새로운 레미콘의 붕괴도 손실을 방지하는 데 쓰인다.

4. 물

물 사용량은 엄격히 통제해야 하며, 겔 재료의 수화 수요를 만족시켜야 할 뿐만 아니라, 물이 너무 많아 경량 재료가 상승하는 것을 피해야 한다 (경량 재료는 밀도가 작아 교반 과정에서 분리되기 쉽다).일반적으로 사용“예습 경집재”프로세스 (경량 재료를 물에 담그기2-4시간, 표면 건조 후 사용) 비빔물에 대한 흡수를 감소시킵니다.

3. 주요 성능 특징

1. 경량 특성

경집재 콘크리트의 건밀도는 일반적으로1400-1900kg/m³(일반 콘크리트는2400kg/m³좌우), 자중을 줄일 수 있다20%-50%.이 특성은 구조 하중을 현저하게 낮출 수 있다 (예를 들어 고층 주택 벽체는 경량 집재 콘크리트를 사용하고, 지반 하중력 요구는 낮출 수 있다15%-25%), 기초 공사 비용을 줄이는 동시에 건물의 내진 성능 (지진 작용은 구조 자중과 정비례).

2. 보온 단열 성능

라이트 어셈블리의 구멍이 많은 구조는 낮은 열전도 계수 (0.5-1.5W/, 일반 콘크리트는1.8-2.0W/）。예를 들어,200mm두꺼운 도자기 콘크리트 벽체의 보온 효과는400mm의건축 난방 및 냉방 에너지 소비량을 대폭 줄일 수 있는 두꺼운 일반 벽돌 벽30%-50%), 일치“피동방”“제로 에너지 빌딩”요구 사항.

3. 방음 성능

경량 재료의 공극 구조는 효과적으로 음파를 흡수할 수 있으며, 그 공기 음향 차단량은 도달할 수 있다45-55dB(일반 콘크리트는35-40dB）。집의 벽이나 층판을 나눌 때 실내음향학환경을 뚜렷이 개선하고 주택, 호텔 등 장소의 방음요구를 만족시킬수 있다.

4. 내구성

（1) 내투성: 도자기 등 폐쇄된 구멍 경집재는 콘크리트 내부의 모세공 통로를 줄일 수 있으며, 내투성 등급은P6-P10의(일반 콘크리트는P4-P8의）；

（2) 내동성: 흡기제가 도입한 미소한 기포는 동융순환이 콘크리트에 대한 파괴를 완화시킬수 있으며 내동등급은 도달할수 있다.F100-F200(한랭지 공사에 적용);

（3) 내탄화성: 저수회비와 밀실구조는 탄화과정을 늦출수 있으며 탄화깊이는 일반콘크리트보다 낮다30%-50%。

4. 제조 공정 요점

1. 배합비 설계

（1) 밀도 등급 결정: 구조용 경부재 콘크리트 밀도 등급과 같은 용도에 따라 선택1600-1900kg/m³, 보온용1400-1600kg/m³；

（2) 강도 설계: 접착제 사용량을 조정하여 (300-500kg/m³)와 물회 비율 (0.3-0.45) 강도를 제어하고 구조용 경집재 콘크리트의 강도 등급은C20-C40의；

（3) 및 용이성 조정: 예습 경집재, 감수제 및 보수제 첨가를 통해 새로운 레미콘 붕괴도가100-150mm(펌프 시공 요구).

2. 교반 작업

（1) 예습 경집재: 경집재를 포화면 건조 상태(표면에 유리수가 없음)에 담가 섞을 때 비빔물을 흡수하지 않도록 한다.

（2) 섞는 순서: 먼저 경량 재료와 일부 물을 섞는다1-2분, 다시 시멘트, 혼합재 및 첨가제를 넣고 섞는다2-3분, 마지막으로 물의 양을 조절하여 균일하게 섞는다 (총 섞는 시간은 초과하지 않는다5분);

（3) 분리 방지: 혼합 과정 중 과도한 찧기를 피하여 경량 재료의 상승으로 인한 층화를 방지한다.

3. 타설과 보양

（1) 타설: 계층형 타설(각 층의 두께를 초과하지 않음)300mm), 진동은 평면 진동기 또는 삽입식 진동기를 사용합니다 (일반 콘크리트보다 짧은 진동 시간30%）；

（2) 보양: 타설 후12시간 내에 보습 (예: 비닐 필름, 마대) 을 덮고 물을 뿌려 보양한다7-14하늘. [경량 재료는 흡수성이 강하므로 표면에 물이 빠져 갈라지는 것을 방지해야 한다.]

5. 응용분야

1. 주택건물

고층 주택의벽체(예: 가위바위보, 채우기),층판(예: 중첩판) 경량 자재 콘크리트를 사용하여 구조물 자중 감소 (평방미터당 벽체 자중 감소)50-100kg), 건축 용적률 증가 (증가1-2레이어).예를 들어, 베이징, 상하이 등 도시의 고층 주택 프로젝트 중 도자기 콘크리트 벽체가 차지하는 비중은 이미 도달했다60%이상.

2. 공업건축

공장의지붕판、크레인 빔경집재 콘크리트를 사용하면 지붕의 하중을 줄일 수 있다 (평방미터당 지붕의 자중을 줄일 수 있다80-120kg), 스텝 확대 (부터6-8m증가10-12m）。예를 들어, 자동차 제조 공장의 공동 공장 건물에서 경량 집재 콘크리트 지붕판의 응용률이80%。

3. 에너지 절약 건축

수동 주택, 제로 에너지 소모 건축의외벽 보온층(예를 들어 외부 보온 복합 벽체) 경량 콘크리트를 사용하여 만족시킬 수 있다“외벽 전열 계수≤0.15W/”요구 사항.예를 들어, 독일 베를린의 한 수동 주택 프로젝트에서250mm두꺼운 분말 연탄재 도립 콘크리트 외벽은 겨울철 난방이 필요 없다는 목표를 달성했다.

4. 시정 공사

교량의다리면 포장、교각경량 자재 콘크리트를 사용하면 교량의 부하를 줄일 수 있다 (평방미터당 교량의 자중을 줄일 수 있다100-150kg), 교량 사용 수명 연장 (피로 파괴 감소).예를 들어, 항저우만 연륙교의 교량 포장층은 도자기 콘크리트를 사용하여 교량의 전체 하중을 낮췄다.

6. 발전 추세

1. 高性能化

개발고강도 경집재 콘크리트(강도 등급≥C50), 초고층 건물의 기둥, 빔 등 하중 부재에 사용되며, 큰 경간, 높은 하중의 수요를 만족시킨다.예를 들어 미국 휴스턴의 한 초고층 건물에서C60은도자기 콘크리트 기둥의 응용은 기둥 단면을 감소시킨다 (로부터1.2m × 1.2m하강0.8m × 0.8m）。

2. 녹색화

利用산업 폐기물(예를 들어 분말 석탄재, 광재, 강재) 경집재(예를 들어 분말 석탄재 도자기, 광재 도자기)를 제조하여 천연 집재(광산 채굴 감소)를 대체하고 시멘트 사용량(대체율이 달성됨) 감소30%-50%）。예를 들어, 우리나라에서 매년 발생하는 분말 석탄재 약5억 톤, 그중10%경량 집재 콘크리트 생산에 사용되며, 탄소 배출을 약 감소시킨다1억 톤.

3. 기능화

개발방화 경량 집재 콘크리트(방화 섬유 추가, 내화 한계≥3시간),방음 경부재 콘크리트(방음재 추가, 공기음 방음량≥60dB）、자체 보온 경부재 콘크리트(복합 보온층, 전열 계수≤0.1W/), 장소별 특수 요구 사항을 충족합니다.

4. 표준화

완벽한 것을 제정하다경집재 콘크리트 표준(예: ≪ 경집재콘크리트기술규정 ≫JGJ 51-2019), 자재 성능, 배합비 설계, 시공 공정 등 단계를 규범화하여 공사 품질을 높인다 (시공 부당으로 인한 균열, 강도 기준 미달 등 문제를 줄인다).

7. 결론

경집재 콘크리트는 일종의경량, 에너지 절약, 환경 보호의 신형 자재는 건축 업계에서 응용 전망이 넓다.고성능화, 녹색화, 기능화 기술이 끊임없이 발전함에 따라 경집재 콘크리트는 일반 콘크리트를 한층 더 대체하여 미래 건축 공사의 주류 재료가 될 것이다.앞으로 경집재의 연구개발 (예를 들면 나노변성경집재) 을 강화하고 제조공정을 최적화해야 한다 (예를 들면3D경집재 콘크리트 인쇄), 경집재 콘크리트의 공업화 응용을 추진하여 건설 업계의 지속 가능한 발전을 뒷받침한다.