콘크리트, 건축물의 혁신

집을 짓습니다. 다리를 만듭니다. 건물을 올립니다. 

그것을 만들려면 무엇인가를 사용해야 합니다.

무엇을 사용할까요?

네. 철근콘크리트를 사용합니다.

디자인한 형태에 맞춰 거푸집을 만들고 시멘트 콘크리트를 드러부어 굳혀 완성합니다.

당연합니다.

우리가 알고 있는 이 콘크리트라는 것을 이용하는 것은 이미 생활속에 당연하게 사용되고 있습니다.

유해성분의 검출로 대체할만한 재료가 사용되기도 하지만 아직 콘크리트를 대체할만한 대중화할만한 재료는 없습니다.

 

이런 콘크리트는 언제부터 사용하게 되었을까요?

우리가 사용하는 콘크리트는 시멘트, 철근을 재료로 하는 콘크리트 이지만 다른 재료를 이용한 콘크리트는 아주 예전부터 사용되었습니다.

이제 언제부터 콘크리트가 사용되었는지 알아보겠습니다.

콘크리트의 역사

콘크리트의 역사는 수천 년에 걸쳐 발전해 왔으며, 고대부터 현대에 이르기까지 다양한 형태와 용도로 사용되었습니다. 

고대이집트에서는 석회를 섞어 만든 모르타르를 사용하여 피라미드를 건축하였습니다.

이것은 오늘날의 시멘트 콘크리트와 유사한 재료였습니다.

고대로마에서의 로마인들은 현대콘크리트의 선구자였습니다.

화산재인 포졸라나와 석회, 물, 그리고 작은 조약돌과 자갈을 혼합하여 콘크리트를 만들었습니다.

이 재료를 이용한 로마의 콘크리트는 판테온, 콜로세움, 로마 포럼의 구조물 등에서 볼 수 있는 매우 내구성이 강한 재료였습니다.

로마인들은 해양 구조물에서도 콘크리트를 사용하여 항구를 건설하기 위해서 물속에서 더 강해지는 특징을 가진 콘크리트를 개발하기도 하였습니다.

고대이후에는 실제적으로는 더이상 발달하지 않았습니다.

주로 돌과 벽돌을 이용해 건물을 지었고 그 과정에서 콘크리트도 사용되었지만 제한적이었습니다.

 

19세기가 되어 드디어 영국인 조셉 아스딘은 포틀랜드시멘트를 발명하였습니다.

영국 포틀랜드지역에서 발견된 석회석으로 만든 시멘트는 현대 콘크리트의 기초가 되었습니다.

그리고 1849년 조셉 모이어는 철근 콘크리트를 발명하였습니다.

철근과 결합된 콘크리트는 더욱 강해졌습니다.

콘크리트가 가진 특성은 압축강도에 강하고, 강철로 만든 철근은 인장강도가 강합니다. 

이 두가지를 결합한 철근 콘크리트는 거대건축물을 만들수있는 재료가 되었습니다.

철근 콘크리트는 고층 빌딩, 교량, 댐, 터널등  다양한 건축과 토목 구조물에 널리 사용되었습니다.

20세기중반부터는 고강도 콘크리트, 경량 콘크리트, 프리스트레스 콘크리트등 다양한 형태의 콘크리트가 개발되었습니다.

또한 콘크리트의 성능과 지속 가능성을 향상시키기 위한 기술로 자기 치유 콘크리트, 투명 콘크리트, 친환경 콘크리트등이 개발되며 다양한 분야에 사용되고 있습니다.

 

콘크리트에 대해 조금 더 알아보겠습니다.

콘크리트는 건축 및 토목공사에서 널리 사용되는 중요한 건축 재료입니다. 

콘크리트는 일반적으로 시멘트, 물, 골재(모래, 자갈 등), 그리고, 필요에 따라 다양한 첨가제(가소제, 방수제 등)를 혼합하여 만듭니다.

그 특성과 사용 방법에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

콘크리트의 구성 요소

1. 시멘트 - 콘크리트의 결합재 역할을 합니다.

2. 물 - 시멘트와 반응하여 액체화되고  그것은 다시 굳어 집니다(이것을 수화반응이라고 합니다), 굳어지지 않았을때는 충분한 유동성을 만듭니다.

3. 골재 - 큰 골재와 작은 골재로 나누며 대표적으로 자갈과 모래를 예로 듭니다. 수화반응을 일으키는 콘크리트 속에서 콘크리트의 부피를 채우고 강도를 증가시킵니다.

4. 첨가재 - 가장 기본적인 콘크리트의 특성을 개선하기 위한 목적으로 사용됩니다. 어떤 물질을 섞으면 굳는 속도가 빨라지고 어떤 것은 더 천천기 강하게 굳도록 만들기도 합니다.

 

콘크리트의 특성
1. 강도 - 압축강도가 높습니다. 압축강도란 위에서  누르는 힘입니다. 건물을 지을때 무거운 것을 위에 올려도 괜찮다는 것입니다.

2. 내구성 - 시간이 지남에 따라 콘크리트는 더욱 강해집니다. 이유는 액체내에 포함되어 있는 수분과 이산화탄소가 증발되면서 더욱 견고하게 굳어지는 이유입니다(수화현상)

3. 유동성 - 물과 섞인 초기 상태에서는 유동성이 있어 다양한 형태로 만들수 있습니다.

4. 경제서 - 재료가 비교적 저렴하고 현장에서 제작할수 있어 경제적입니다.

 

콘크리트의 종류

1. 보통 콘크리트 - 일반 건축에 널리 사용되는 콘크리트 입니다.

2. 고강도 콘크리트 - 높은 압축 강도를 요구하는 구조물에 쓰입니다.

3. 경량 콘크리트 - 자갈대신 경량 골재를 사용하여 무게를 줄인 콘크리트 입니다.

4. 섬유 보강 콘크리트 - 섬유를 첨가하여 인장 강도와 충격 저항성을 높인 콘크리트 입니다.

5. 자기 치유 콘크리트 - 작은 균열을 스스로 메울 수 있는 특성을 가진 콘크리트 입니다.

사용 사례

1. 건축물 - 기초공사, 벽,바닥, 슬래브, 기둥 등에 사용됩니다

2. 토목공사 - 도로와 교량, 댐, 터널, 방파제등을 만듭니다.

3. 기타 - 방음벽, 해양구조물, 수처리 시설등에도 사용됩니다.

 

콘크리트의 유지관리
1. 균열 보수 - 작은 균열은 즉시 보수하여 구조적 손상을 예방합니다.

2. 표면처리 - 방수 및 방청 처리를 통해 내구성을 향상 시킵니다.

3. 정기 점검 - 정기점검을 통해 손상을 조기에 발견하고 보수 합니다.

 

콘크리트는 다양한 장점으로 인해 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 건축 재료 중 하나입니다. 그러나 시공 및 유지 관리가 제대로 이루어지지 않으면 문제가 발생할 수 있으므로 주의가 필요합니다.

콘크리트는 그 긴 역사 동안 지속적으로 발전해 왔으며, 앞으로도 건축 및 토목 공사의 핵심 재료로서 중요한 역할을 할 것입니다.