재료분리 원인과 블리딩 관리 대책 5가지

재료분리란 무엇인가

재료분리는 굳지 않은 콘크리트를 이루는 굵은골재와 모르타르, 물이 고르게 섞여 있지 못하고 서로 따로 노는 현상입니다. 콘크리트는 무게가 다른 재료를 물로 반죽해 놓은 것이라, 관리가 허술하면 상대적으로 무거운 굵은골재는 아래로 가라앉고 가벼운 물은 위로 떠오르게 됩니다. 이렇게 균질하던 반죽이 부위별로 성분이 달라지면, 굳은 뒤에는 강도와 내구성이 자리마다 크게 들쭉날쭉해지고 마는 것입니다. 겉으로는 잘 부은 것처럼 보여도 속은 부실해질 수 있어, 타설 과정에서 처음부터 끝까지 반드시 관리해야 하는 품질 문제입니다.

▪ 블리딩은 재료분리의 한 형태

블리딩은 재료분리 가운데 물이 위로 뜨는 현상을 가리킵니다. 타설 직후 무거운 시멘트와 골재가 가라앉으면서, 그 자리를 밀려난 물이 표면으로 떠오르는 것입니다. 어느 정도의 블리딩은 콘크리트가 자리를 잡는 자연스러운 과정이라 문제 되지 않지만, 그 정도가 지나치면 여러 하자를 낳습니다. 재료분리가 큰 틀의 문제라면, 블리딩은 그 가운데 물과 관련된 가장 대표적인 형태인 셈입니다.

재료분리와 블리딩이 남기는 문제

과도한 블리딩은 표면에 약한 층을 만듭니다. 물과 함께 떠오른 미세한 물질이 표면에 얇게 굳은 것을 레이턴스라고 하는데, 이 층은 강도가 약하고 부서지기 쉬워 마모 저항과 이음 성능을 떨어뜨립니다. 물이 빠져나간 자리에는 빈 공간이 남아 콘크리트가 성깁니다. 또 떠오르던 물이 굵은골재나 철근 아래에 갇히면 물주머니가 생겨, 골재와 철근의 부착력이 약해집니다. 표면에서는 물이 빠지며 콘크리트가 내려앉는 침하가 일어나는데, 철근처럼 움직임이 구속된 자리 위에서는 이 침하 때문에 초기 균열이 생기기도 합니다. 이렇게 생긴 약한 면과 균열은 훗날 누수나 부식의 출발점이 됩니다. 특히 바닥이나 도로처럼 표면을 직접 사용하는 구조물에서는 레이턴스와 표면 약화가 곧바로 마모와 분진, 들뜸 하자로 이어집니다. 표면 마감 품질이 중요한 현장일수록 블리딩 관리에 더 신경 써야 하는 이유입니다.

재료분리는 어떻게 확인하나

재료분리는 타설 현장에서 어느 정도 눈으로 알 수 있습니다. 슬럼프나 슬럼프플로 시험을 할 때 반죽 가장자리로 물과 모르타르만 흘러나오고 가운데에 굵은골재가 몰려 있으면 분리가 진행된 것입니다. 타설 중 표면에 물이 유난히 많이 고이거나 골재가 한쪽으로 쏠리는 것도 신호입니다. 블리딩의 양은 표준 시험 방법인 KS F 2414로 정량 측정할 수 있어, 배합을 검토할 때 블리딩량과 블리딩률을 확인하면 분리 경향을 미리 가늠할 수 있습니다.

재료분리는 왜 생기나

원인은 대부분 배합과 시공에 있습니다. 단위수량이 많고 물-시멘트비가 높으면 반죽이 묽어져 재료가 쉽게 분리됩니다. 잔골재율이 낮아 모르타르가 부족하거나 굵은골재 최대치수가 너무 크면, 굵은골재를 붙잡아 줄 힘이 모자라 골재가 가라앉습니다. 슬럼프가 부적정해 너무 질거나 된 경우, 진동다짐을 지나치게 오래 한 경우에도 분리가 생깁니다. 콘크리트를 높은 곳에서 마구 떨어뜨리거나 펌프로 무리하게 압송할 때처럼, 타설 방법이 거칠어도 재료분리가 나타납니다. 여름철 높은 기온이나 긴 운반 거리도 반죽 상태를 흐트러뜨려 분리를 부추깁니다.

재료분리 관리 대책 5가지

재료분리는 배합과 타설을 함께 관리해야 잡힙니다. 핵심은 재료가 서로 붙잡고 있도록 반죽의 점성을 확보하고, 타설할 때 재료가 흐트러질 충격을 줄이는 것입니다. 아래 다섯 가지를 함께 지키면 대부분의 분리와 과도한 블리딩을 막을 수 있습니다.

▪ 배합을 적정하게 잡는다

단위수량과 물-시멘트비를 필요 이상으로 높이지 않고, 잔골재율을 알맞게 확보해 모르타르가 굵은골재를 충분히 감싸도록 합니다. 굵은골재 최대치수도 부재와 배근 간격에 맞게 적정하게 정합니다. 배근이 촘촘한 부재에 큰 골재를 쓰면 골재가 철근 사이를 빠져나가지 못해 한쪽에 몰리기 쉽습니다.

▪ 분체와 혼화재로 점성을 확보한다

플라이애시나 고로슬래그 미분말 같은 혼화재로 분체량을 늘리면 반죽에 끈기가 생겨 재료분리 저항성이 커집니다. 재료분리가 특히 우려되는 경우에는 증점제나 분리저감제를 써서 점성을 보강하기도 합니다. 최근에는 아예 재료분리에 강하도록 설계된 콘크리트도 있습니다. 다짐 없이 스스로 채워지는 자기충전 콘크리트나 고유동 콘크리트는 높은 유동성을 가지면서도 재료가 분리되지 않도록 점성을 함께 확보한 배합이라, 배근이 촘촘해 다짐이 어려운 부위에서 분리 걱정을 크게 덜어 줍니다.

▪ 워커빌리티를 개선한다

AE제나 감수제를 쓰면 같은 반죽 질기를 유지하면서 단위수량을 줄일 수 있어, 물에 의한 분리와 블리딩이 함께 줄어듭니다. 작업성을 물로 해결하려 하지 말고 혼화제로 잡는 것이 요령입니다. 물을 더 타면 당장 붓기는 편해도 분리와 강도 저하를 함께 부릅니다.

▪ 타설 방법을 지킨다

콘크리트가 재료분리를 일으키지 않도록 자유낙하 높이는 대체로 1.5미터 이하로 제한하고, 높은 곳에 부을 때는 슈트나 관을 써서 낙하 충격을 줄입니다. 최종 위치 가까이에서 부어 콘크리트를 옆으로 멀리 흘리지 않도록 합니다.

▪ 다짐과 블리딩수를 관리한다

진동다짐은 필요한 만큼만 하고 지나치게 오래 하지 않습니다. 한 층 다짐 높이는 50센티미터 이하로 하며, 표면에 고인 블리딩수는 반드시 걷어 낸 뒤 다음 작업을 진행합니다. 블리딩수를 그대로 두고 다음 층을 부으면 이음면이 약해져 콜드조인트로 이어질 수 있습니다. 철근 위에 생긴 침하 균열은 콘크리트가 굳기 전 알맞은 시점에 한 번 더 다지는 재진동으로 없앨 수 있습니다.

재료분리와 블리딩은 눈에 잘 띄지 않게 콘크리트 품질을 갉아먹는 문제입니다. 배합에서 점성을 확보하고 타설에서 충격을 줄이는 두 가지 원칙만 지키면 대부분 예방할 수 있고, 그 결과가 균질하고 튼튼한 콘크리트로 남습니다. 설계 단계의 적정 배합과 시공 단계의 신중한 타설이 맞물릴 때 비로소 자리마다 품질이 고른 콘크리트가 완성됩니다.