레미콘

3. 역사

레미콘은 여러 나라에서 각기 다른 시기에 발전해왔다.

3. 1. 세계

3. 2. 대한민국

4. 종류

레미콘은 굵은 골재 최대치수, 호칭강도, 슬럼프 등 여러 가지 조합을 통해 다양한 종류로 생산된다. 한국에서는 굵은 골재 최대치수 25mm, 호칭강도 21Mpa, 슬럼프 120mm 규격의 레미콘이 많이 사용되며, 전체의 80%를 차지한다. 그 외에도 100여 개의 생산 규격이 있다.^[30]

혼화제를 사용하면 레미콘의 성능을 변화시킬 수 있다. 혼화제는 물 요구량을 줄이거나, 혼합물에 공기를 유입시키고, 표면 내구성을 개선할 수 있다. 또한 자가 충전 콘크리트처럼 콘크리트를 자기 수평화되도록 만들 수도 있다.^[14]

콘크리트는 배치 및 혼합 이후 양생하기 전까지 수명이 제한되어 있다. 미국의 경우 슬럼프 및 배합 설계 사양을 유지하려면 레미콘을 배치 공정 후 30~45분 안에 타설해야 한다.^[15] 그러나 영국에서는 환경, 재료 요인, 운송 중 혼합 등의 이유로 최대 2시간까지 가능하다.^[16] 현대의 혼화제 및 감수제는 이 기간을 어느 정도 조절할 수 있다.^[17]

4. 1. 구성 재료 및 규격

• 시멘트: 포틀랜드시멘트, 고로슬래그시멘트, 프라이애시시멘트, 포틀랜드포졸란시멘트
• 골재: 콘크리트용 골재, 콘크리트용 부순골재, 구조용 경량골재, 콘크리트용 동슬래그골재, 콘크리트용 고로슬래그 골재, 콘크리트용 순환골재, 콘크리트용 연슬래그 골재
• 혼화재료: 콘크리트용화학혼화제, 콘크리트용방청제, 콘크리트용팽창제, 콘크리트용고로슬래그미분말, 콘크리트용실리카퓸, 플라이애시

4. 2. 비비기 및 운반 방법에 따른 분류

• Central mixed concrete : 플랜트에서 모든 재료를 완전히 배합하여 트럭으로 운반한다.
• Shrink mixed concrete : 플랜트에서 재료의 일부만 배합하고, 나머지는 운반하는 트럭 안에서 마저 배합한다.
• Transit mixed concrete : 재료만 트럭에 싣고 운반하면서 배합한다.

4. 3. 일본 JIS 기준 종류

5. 제조

배치 플랜트는 토목 기사나 건축가가 권장하는 콘크리트 등급에 대한 배합 설계 공식에 따라 정확한 양의 골재(모래, 자갈), 물, 시멘트를 무게로 혼합하여 건설 현장에서 특수 콘크리트 혼합물을 개발하고 구현할 수 있도록 한다.^[9] 레미콘은 배치 플랜트에서 제조되며, 이 플랜트는 재료를 계량하고 혼합하는 과정을 자동화하여 콘크리트의 품질을 보장한다.

혼화제는 레미콘의 성능을 변경할 수 있다. 혼화제는 물 요구량을 줄이고, 혼합물에 공기를 유입하고, 표면 내구성을 개선하거나, 자가 충전 콘크리트와 같이 콘크리트를 자기 수평화되도록 슈퍼가소화하는 데 사용된다.^[14] 혼화제를 사용하려면 정밀한 투여 및 배합 설계가 필요하므로 레미콘 제조 과정에서 사용된다.

콘크리트는 배치/혼합과 양생 사이에 제한된 수명을 갖는다. 즉, 레미콘은 미국에서 슬럼프 및 배합 설계 사양을 유지하기 위해 배치 공정 후 30~45분 이내에 타설해야 한다.^[15] 그러나 영국에서는 환경 및 재료 요인과 운송 중 혼합으로 인해 최대 2시간이 경과할 수 있다.^[16] 현대 혼화제 및 감수제는 그 기간을 어느 정도 수정할 수 있다.^[17]

반죽은 시멘트, 골재(모래, 자갈), 물, 혼화제 등을 배합하여 섞는 공정이다. 레미콘은 이 공정을 공장에서 거친 후 타설 현장으로 운송된다.

골재는 덤프 트럭 등으로 공장에 입고된다. 재료 채취소 근처에 공장이 있는 경우도 많다. 골재는 체(호퍼)에 의해 종류별로 분류되어 용기(사일로, 저장 빈 등)에 저장된다.

재료를 배합하여 콘크리트를 만드는 설비는 배치 플랜트라고 불린다. 재료는 다음과 같은 과정을 거쳐 콘크리트가 된다.

• 재료는 벨트 컨베이어로 위에서 투입된다.
• 재료는 종류별로 저장되어 계량 후 믹서에 투입된다.
• 믹서에서 반죽된다.
• 생 콘크리트로 꺼내져 차량에 적재된다.

6. 운송

현대에 쓰이는 믹서트럭(mixer truck)은 1926년 미국에서 처음 개발되었으며 일본에서는 1952년부터 기계식을 만들었고, 1955년에 유압식이 개발되었다. 대한민국에서는 처음에 3.5m³ 용량의 트럭 에지테이터를 수입했고, 1978년부터 7.5m³ 용량의 대형 트럭 에지테이터를 만들기 시작했으며, 근래에는 도로사정 등으로 인하여 적재량의 한도를 6m³로 규제하고 있다.^[31]

레미콘은 제조 후 60분 이내(최대 90분내)에 타설해야 한다. 1시간이 지나면 유동성이 급격히 떨어지기 때문이다. 미국 등 국토가 넓은 나라에는 트레일러와 트럭 새시에 시멘트, 골재 등 재료 탱크와 배합장치 등을 탑재한 모빌 믹서(volumetric mobile mixer)가 쓰인다.

레미콘은 여러 가지 방법으로 현장에서 운송 및 타설할 수 있다. 가장 일반적이고 간단한 방법은 트랜짓 믹서 트럭 뒷면에 장착된 슈트를 이용하는 것이며, 트럭이 후진할 수 있는 위치 근처에 콘크리트를 타설하는 데 적합하다. 덤퍼 트럭, 크레인 호퍼, 트럭 장착 컨베이어 및 ''극단적인 경우'' 손수레를 사용하여 직접 접근할 수 없는 곳에서 트럭에서 콘크리트를 타설할 수도 있다. 일부 콘크리트 혼합물은 콘크리트 펌프로 펌핑하기에 적합하다.

레미콘 운송에는 애지테이터 트럭(믹서트럭)으로 섞으면서 수송한다. 믹서로도 응결을 완전히 막을 수 있는 것은 아니며, 90분 이내에 현장에 도착해야 한다.

7. 품질

레미콘은 토목 기사나 건축가가 권장하는 배합 설계 공식에 따라 정확한 양의 재료를 혼합하여 만들어진다. 특히 고층 건물 및 교량과 같은 대규모 프로젝트에 자주 사용되며, 도로와 같이 유사한 용도의 다른 제품에 비해 수명이 길다.^[9]

레미콘은 부피(일반적으로 입방 미터) 단위로 구매 및 판매되며, 통제된 조건에서 배치 및 혼합된다. 영국에서는 성분 무게 또는 부피(1-2-4 또는 1-3-6 등)나 유럽 표준 EN 206+ A1 및 BS 8500에 따라 지정된다. 이를 통해 고객은 콘크리트가 견딜 수 있는 조건을 지정하고, 콘크리트 제조업체는 해당 요구 사항을 충족하는 혼합을 설계할 수 있다. 이는 큐브 테스트^[12], 굴곡 테스트^[13], 슬럼프 테스트 등으로 확인된다.

혼화제를 사용하면 콘크리트 혼합물의 성능을 변경할 수 있다. 혼화제는 물 요구량 감소, 공기 유입, 표면 내구성 개선, 자가 충전 콘크리트와 같이 콘크리트를 자기 수평화하는 등의 기능을 한다.^[14]

콘크리트는 배치/혼합과 양생 사이에 제한된 수명을 갖는다. 미국에서는 배치 공정 후 30~45분 이내에 타설해야 하지만,^[15] 영국에서는 최대 2시간까지 가능하다.^[16] 현대 혼화제 및 감수제는 이 기간을 어느 정도 수정할 수 있다.^[17]

레미콘은 트랜짓 믹서 트럭 뒷면의 슈트, 덤퍼 트럭, 크레인 호퍼, 트럭 장착 컨베이어, 손수레, 콘크리트 펌프 등 다양한 방법으로 현장에서 운송 및 타설할 수 있다.

8. 장점 및 단점

레미콘은 현장 배합의 번거로움과 품질 변동 가능성을 줄여주는 편리한 건축 자재이지만, 몇 가지 고려해야 할 장점과 단점이 있다.

레미콘의 가장 큰 장점은 품질, 효율성, 편의성이다. 배치 플랜트에서 정확한 배합 설계에 따라 제조되어 품질이 우수하고 일관되며, 대규모 및 중소규모 프로젝트 모두에서 비용 및 시간을 절약할 수 있다. 또한, 필요한 만큼 주문하여 사용할 수 있고, 품질 관리 및 테스트를 전문 업체에 위임할 수 있다는 장점이 있다. 혼화제를 사용하여 다양한 성능 개선도 가능하다. 레미콘 플랜트는 현장 혼합보다 훨씬 빠른 속도로 콘크리트를 생산하며, 시멘트 사용량을 줄여 환경 오염 감소에도 기여하고, 인력 의존도를 낮춘다.

하지만 레미콘은 운송 시간 및 현장 타설 전 대기 시간이 중요하며, 너무 멀리 떨어진 현장에는 사용하기 어렵다. 대형 구조물 공사 중 공급 중단 시 콜드 조인트가 발생할 수 있다. 또한 레미콘 트럭의 무게를 견딜 수 있는 접근로 확보가 필요하며, 양생 과정 중 수축으로 인한 균열 발생 가능성도 고려해야 한다.

8. 1. 장점

• 품질: 배치 플랜트에서 정확한 배합 설계에 따라 제조되므로 품질이 우수하다. 현장 혼합 방식에서 발생할 수 있는 재료, 계량, 혼합 방법의 문제를 해결하여 일관된 품질을 유지한다.^[19]
• 효율성: 대규모 프로젝트에서 특히 유리하다. 현장에서 직접 혼합하는 데 필요한 장비, 인력, 재료 구매 및 보관 비용을 절감할 수 있다.^[10] 중소 규모 프로젝트에서도 혼합 장비, 인력, 재료 구매 및 보관 비용, 환경 문제 등을 고려하면 레미콘이 유리할 수 있다.^[10]
• 편의성: 필요한 양만큼 주문하여 사용할 수 있으므로, 사용자는 사용한 만큼만 비용을 지불하면 된다.^[11] 대규모 프로젝트의 경우, 콘크리트 생산을 외주함으로써 품질 관리, 테스트, 자재 물류, 공급망 문제 등을 전문 업체에 위임할 수 있다.^[11]
• 다양성: 혼화제를 사용하여 물 요구량 감소, 공기 유입, 표면 내구성 개선, 자기 수평화 등 다양한 성능을 구현할 수 있다.^[14]
• 생산성: 기계화된 작업을 통해 생산 속도가 빠르다. 현장 혼합 콘크리트 플랜트(시간당 4~5㎥)에 비해 레미콘 플랜트는 시간당 30~60㎥의 콘크리트를 생산할 수 있다.^[19]
• 친환경성: 시멘트 사용량을 10~12% 줄일 수 있으며, 혼화재 및 기타 시멘트 재료를 사용하여 시멘트 양을 더욱 줄일 수 있다. 이는 환경 오염 감소에 기여한다.^[19]
• 노동력 절감: 인력 의존도를 낮춰 인적 오류 가능성을 줄인다.^[19]

8. 2. 단점

9. Metered Concrete (용적식 콘크리트)

용적식 이동식 믹서는 중앙 집중식 배치 플랜트 시스템의 대안이다. 이는 현장 콘크리트, 현장 혼합 콘크리트 또는 이동식 혼합 콘크리트라고도 불린다. 대형 고정식 배치 플랜트의 이동식 소형 버전이며, 연속 배치 공정 또는 계량식 콘크리트 시스템을 활용하여 레미콘을 제공한다.

용적식 이동식 믹서는 모래, 자갈, 시멘트, 물, 섬유 및 일부 첨가 혼합물과 색상을 담는 트럭이다. 이 트럭들은 작업 현장에서 레미콘을 혼합하거나 배치한다. 필요한 만큼의 콘크리트를 혼합할 수 있으며, 수송 중 혼합된 콘크리트를 사용할 수 없게 될 수 있는 이동 시간 수화를 제거한다.

이 트럭들은 다른 모든 레미콘 제조업체와 마찬가지로 동일한 ASTM (미국 표준 시험 방법)을 사용하여 트럭의 크기를 측정하고 테스트하기 때문에 중앙 집중식 배치 플랜트 시스템만큼 정확하다.^[24] 이것은 중앙 집중식 배치 플랜트와 전통적인 현장 혼합 사이의 하이브리드 접근 방식이다.^[25] 각 시스템 유형은 위치, 작업 규모 및 엔지니어가 설정한 배합 설계에 따라 장점과 단점이 있다.

10. 중앙 집중식 배치 플랜트와 용적식 이동식 믹서 비교

중앙 집중식 배치 플랜트 시스템의 대안으로 용적식 이동식 믹서가 있다. 이는 현장 콘크리트, 현장 혼합 콘크리트 또는 이동식 혼합 콘크리트라고도 불린다. 이들은 대형 고정식 배치 플랜트의 이동식 소형 버전이다. 연속 배치 공정 또는 계량식 콘크리트 시스템을 활용하여 레미콘을 제공한다. 용적식 이동식 믹서는 모래, 자갈, 시멘트, 물, 섬유 및 일부 첨가 혼합물과 색상을 담는 트럭으로, 작업 현장에서 필요한 만큼의 콘크리트를 혼합한다. 현장 혼합은 수송 혼합 콘크리트가 사용할 수 없게 될 수 있는 이동 시간 수화를 제거한다. 이 트럭들은 중앙 집중식 배치 플랜트 시스템만큼 정확하며, ASTM (미국 표준 시험 방법)을 사용하여 트럭의 크기를 측정하고 테스트한다.^[24] 이는 중앙 집중식 배치 플랜트와 전통적인 현장 혼합 사이의 하이브리드 접근 방식이다.^[25]

• 중앙 집중식 콘크리트 배치 플랜트는 넓은 지역에 서비스를 제공할 수 있다. 반면 현장 혼합 트럭은 표준 트럭으로는 접근할 수 없는 매우 외진 지역을 포함하여 훨씬 더 넓은 지역에 서비스를 제공할 수 있다.
• 배치 플랜트는 산업용 구역에 위치하는 반면, 배송 트럭은 주거 지역이나 도심에 서비스를 제공할 수 있다. 현장 혼합 트럭도 동일한 기능을 갖추고 있다.
• 용적식 트럭은 배치 과정에서 물 요구량이 낮은 경우가 많다. 이는 ASTM C109 테스트 방법을 사용하여 동일한 배합 설계에 대해 중앙 집중식 배치 플랜트에 비해 압축 강도가 더 강한 콘크리트를 생산할 수 있게 한다.
• 중앙 집중식 배치 시스템은 차량 규모에 따라 제한된다. 플랜트 규모와 유형에 따라 약 6.88m³에서 약 9.17m³ 트럭 한 대를 배치하고 적재하는 데 10분 이상이 걸릴 수 있다. 중앙 야드는 여러 유형의 시멘트, 골재 및 혼화제를 더 많이 비축할 수 있어 전체적으로 더 광범위한 배합을 신속하게 제공할 수 있지만, 개별 배치 과정 중에는 배합 설계를 변경할 수 없다.
• 용적식 혼합기는 원자재가 현장에 있는 한 콘크리트를 생산하면서 배합 설계의 모든 측면을 원활하게 변경할 수 있다. 신선한 재료를 지속적으로 적재하면서 무한정으로 품질 콘크리트를 지속적으로 혼합할 수 있다. 배합 설계 및 장착된 배치 플랜트 크기에 따라 40초 만에 1야드의 콘크리트를 생산할 수 있다.
• 중앙 집중식 배치는 장기간 동일한 재료 공급을 사용하고, 중앙 집중식 연구실을 통해 다양한 사양에 맞게 배합을 설계하고 검증할 수 있어 주요 프로젝트에 대해 매우 예측 가능하고 일관된 결과를 생성할 수 있다.
• 중앙 집중식 배치는 현장 혼합기보다 이동을 줄이면서 빠르게 확장할 수 있으며, 단일 플랜트에서 시간당 최대 240세제곱미터^[26]를 달성할 수 있다. 시멘트, 물 및 골재의 공급 물류가 단일 지점으로 고정되어 쉽게 확장하고 짧은 공급 중단에 더 잘 견딜 수 있으므로 현장 전체에서 일관된 대규모 타설을 신속하게 수행할 수 있다.
• 소량 주문(10야드 미만 주문)의 경우, 수송 혼합기는 일반적으로 각 배송 후 배치 플랜트로 돌아간다. 용적식 트럭은 트럭이 비워질 때까지 작업을 직접 이동할 수 있어 교통량과 연료 소비를 줄일 수 있다.

참조

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_[2] 웹사이트 IBISWorld - Industry Market Research, Reports, and Statistics https://www.ibisworl[...] 2021-12-03
_[3] 웹사이트 Ready-Mix Concrete Market - Trends, Industry Analysis, Share https://www.alliedma[...] 2021-12-03
_[4] 웹사이트 What is ready mix concrete? https://niagaraconcr[...] 2024-09-03
_[5] 서적 Materials principles and practice https://www.worldcat[...] Materials Dept., Open University 1990
_[6] 웹사이트 Ready-Mix Concrete Market Size {{!}} Industry Analysis Report, 2027 https://www.grandvie[...] 2021-12-03
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_[16] 웹사이트 Time limit between placing fresh concrete layers http://www.concrete.[...] 2019-04-08
_[17] 간행물 The fresh properties of nano silica incorporating polymer-modified cement pastes
_[18] 웹사이트 Ready Mix Concrete Manufacturer http://www.akonaindi[...] akonaindia.com
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_[22] 웹사이트 Cold Joints http://www.concrete.[...] 2019-04-08
_[23] 웹사이트 Density Of Concrete - How Much Does Concrete Weigh? https://www.everythi[...] 2019-04-08
_[24] 문서 ASTM (American standard test method) https://www.astm.org[...]
_[25] 웹사이트 Parmer Metered Concrete offers precision and quality http://hardhat.com/p[...] 2014-11-24
_[26] 웹사이트 Major 3000 Concrete Batching from Steelfields http://steelfields.c[...] 2019-04-08
_[27] 문서 登録番号第602090号
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