옛날에는 가을걷이가 끝나고 나면 논으로 나아가 바닥에 떨어진 벼 이삭을 줍던 이삭줍기의 추억이 있다. 그때에는 가난이 심했던 시절이라 생계에 조금이라도 보탬이 되기 위하여 그럴 수밖에 없었다. 이삭줍기란 '농작물 등을 수확한 뒤에 처져 남은 것을 줍는 것'으로 정의된다. 그런데, 콘크리트 관련한 연구에서도 필자의 경우 이와 유사한 일이 있었음에, 본 고에서는 그에 대한 내용을 소개해 보고자 한다.
고유동 콘크리트의 연구
필자의 경우 1992년도 1년간은 박사 후 연수(Post-Doc.)로 일본 북해도대학의 객원 연구원으로 근무한 적이 있다. 마침 일본 동경대학의 오까무라(岡村) 교수가 세계 최초로 고유동 콘크리트(다짐을 하지 않아도 물처럼 채워질 수 있는 슬럼프 플로 600 ± 100 mm인 콘크리트)에 대하여 전국적으로 연구가 진행될 때의 일이었다. 일본의 연구는 철저히 특성에 맞게 분배되어 진행됨에 따라 북해도대학에서는 겨울철 동결융해 작용에 대한 내구성(동해) 부분만을 중점적으로 검토하는 것이었다.
주어진 재료 및 배합에 따라 연구를 진행하였는데, 동해 실험연구가 메인이다 보니 유동성의 경우는 주어진 값인 슬럼프 플로 600 ± 100 mm에 공기량 4.5 ± 1.5 %에 맞추는 정도이고, 그 이전부터 실시하던 슬럼프 시험은 하지 않는 것이었다. 물론 재료분리 정도는 육안으로 중앙에 굵은골재가 모이거나, 가장자리에 시멘트 페이스트의 유출이 없도록 하는 것이 전부였다. 그렇지만 육안 관찰로 재료분리를 평가한다는 것은 전문가라면 그런대로 알 수 있겠지만 어느 정도의 점성으로 재료분리 저항성을 갖고 있는지 정량화된 숫자로 표기하기는 불가능한 것이었다.
따라서 슬럼프 플로와 슬럼프 치의 관계를 잘 이용할 수만 있다면 재료분리를 평가할 수 있을 것 같다는 제안을 지도교수에게 제안하였다. 지도교수는 의미 있는 좋은 아이디어라고는 하였지만, 우리는 동해 부분만을 책임 맡았기 때문에 별로 관심이 없다는 것이었다.
역시 일본은 자기 부분만을 열심히 하고 다른 사람의 영역은 침범하지 않는다는 개념에서 관심이 없다는 것이었다. 나중에 안 일이지만, 일본의 경우는 우리나라와 달리 본인의 주 연구영역이 아닌 부분에 논문을 발표하게 되면 그 해당 분야의 수많은 연구자 들에게 엄청난 공격을 받게 되니 자기 영역 범위를 벗어나지 않으려는 것이 기본임을 알게 되었다.
재료분리 평가정수의 제안
결국, 이 부분에 대하여 지도교수는 관심이 없으므로, 내가 해결하여 완성하지 않으면 안 되게 되었다. 그 이후 한국에 돌아와 몇 번의 실험연구를 거듭하여 가칭 재료분리 평가정수(EIS: Evalua- tion Index for Segregation)라고 하여 한국과 일본에 몇 건의 논문을 발표하게 되었다. 단, 이것을 일본에서 구두 발표할 때는 '일본에서 이삭줍기한 연구'라고 하는 토도 달았다.
즉, 고유동 콘크리트의 경우 재료분리 관점에서 보면 그림 1∼3과 같이 재료분리를 일으키지 않은 양호한 콘크리트는 점성이 있게 유동하므로 슬럼프 치는 크고, 슬럼프 플로는 작게 된다. 반면 재료분리를 일으킨 콘크리트는 점성이 부족하여 중앙에 굵은골재가 남아있음으로 인해 슬럼프 치는 작고, 주변부는 시멘트페이스트 혹은 물이 유출되어 슬럼프 플로는 크게 된다.
그렇다면 재료분리를 평가하는 관점에서 식(1)과 같이 슬럼프 플로를 슬럼프로 나누면 어떻게 될까?
여러 번 실험하여 얻어진 자료는 그림 4와 같다. 즉, 크게는 EIS 2.5 이하는 재료분리가 아니지만, 그 이상은 재료분리인 것으로 정량적인 평가가 가능하고, 구체적으로 성능등급으로 표현할 경우는 그림 5와 같이 정량화된 값으로 제안될 수 있다.
특히 본 방법은 일본이며 미국 등 선진국에서도 전혀 검토되지 않은 방법으로 ISO 등에 우리의 연구를 제안해 볼 만한 사안이다. 참고적으로 이 방법의 상세한 내용은 한국콘크리트학회 고성능 콘크리트 위원회의 콘크리트 실무 매뉴얼 KCI PM 205. 1-10 '고유동 콘크리트의 제조 및 시공' 기문당, 2010년도 판에 상세히 기록되어 있으므로 참고해주길 바란다.
고유동 콘크리트의 연구
필자의 경우 1992년도 1년간은 박사 후 연수(Post-Doc.)로 일본 북해도대학의 객원 연구원으로 근무한 적이 있다. 마침 일본 동경대학의 오까무라(岡村) 교수가 세계 최초로 고유동 콘크리트(다짐을 하지 않아도 물처럼 채워질 수 있는 슬럼프 플로 600 ± 100 mm인 콘크리트)에 대하여 전국적으로 연구가 진행될 때의 일이었다. 일본의 연구는 철저히 특성에 맞게 분배되어 진행됨에 따라 북해도대학에서는 겨울철 동결융해 작용에 대한 내구성(동해) 부분만을 중점적으로 검토하는 것이었다.
주어진 재료 및 배합에 따라 연구를 진행하였는데, 동해 실험연구가 메인이다 보니 유동성의 경우는 주어진 값인 슬럼프 플로 600 ± 100 mm에 공기량 4.5 ± 1.5 %에 맞추는 정도이고, 그 이전부터 실시하던 슬럼프 시험은 하지 않는 것이었다. 물론 재료분리 정도는 육안으로 중앙에 굵은골재가 모이거나, 가장자리에 시멘트 페이스트의 유출이 없도록 하는 것이 전부였다. 그렇지만 육안 관찰로 재료분리를 평가한다는 것은 전문가라면 그런대로 알 수 있겠지만 어느 정도의 점성으로 재료분리 저항성을 갖고 있는지 정량화된 숫자로 표기하기는 불가능한 것이었다.
따라서 슬럼프 플로와 슬럼프 치의 관계를 잘 이용할 수만 있다면 재료분리를 평가할 수 있을 것 같다는 제안을 지도교수에게 제안하였다. 지도교수는 의미 있는 좋은 아이디어라고는 하였지만, 우리는 동해 부분만을 책임 맡았기 때문에 별로 관심이 없다는 것이었다.
역시 일본은 자기 부분만을 열심히 하고 다른 사람의 영역은 침범하지 않는다는 개념에서 관심이 없다는 것이었다. 나중에 안 일이지만, 일본의 경우는 우리나라와 달리 본인의 주 연구영역이 아닌 부분에 논문을 발표하게 되면 그 해당 분야의 수많은 연구자 들에게 엄청난 공격을 받게 되니 자기 영역 범위를 벗어나지 않으려는 것이 기본임을 알게 되었다.
재료분리 평가정수의 제안
결국, 이 부분에 대하여 지도교수는 관심이 없으므로, 내가 해결하여 완성하지 않으면 안 되게 되었다. 그 이후 한국에 돌아와 몇 번의 실험연구를 거듭하여 가칭 재료분리 평가정수(EIS: Evalua- tion Index for Segregation)라고 하여 한국과 일본에 몇 건의 논문을 발표하게 되었다. 단, 이것을 일본에서 구두 발표할 때는 '일본에서 이삭줍기한 연구'라고 하는 토도 달았다.
즉, 고유동 콘크리트의 경우 재료분리 관점에서 보면 그림 1∼3과 같이 재료분리를 일으키지 않은 양호한 콘크리트는 점성이 있게 유동하므로 슬럼프 치는 크고, 슬럼프 플로는 작게 된다. 반면 재료분리를 일으킨 콘크리트는 점성이 부족하여 중앙에 굵은골재가 남아있음으로 인해 슬럼프 치는 작고, 주변부는 시멘트페이스트 혹은 물이 유출되어 슬럼프 플로는 크게 된다.
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그렇다면 재료분리를 평가하는 관점에서 식(1)과 같이 슬럼프 플로를 슬럼프로 나누면 어떻게 될까?
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여러 번 실험하여 얻어진 자료는 그림 4와 같다. 즉, 크게는 EIS 2.5 이하는 재료분리가 아니지만, 그 이상은 재료분리인 것으로 정량적인 평가가 가능하고, 구체적으로 성능등급으로 표현할 경우는 그림 5와 같이 정량화된 값으로 제안될 수 있다.
특히 본 방법은 일본이며 미국 등 선진국에서도 전혀 검토되지 않은 방법으로 ISO 등에 우리의 연구를 제안해 볼 만한 사안이다. 참고적으로 이 방법의 상세한 내용은 한국콘크리트학회 고성능 콘크리트 위원회의 콘크리트 실무 매뉴얼 KCI PM 205. 1-10 '고유동 콘크리트의 제조 및 시공' 기문당, 2010년도 판에 상세히 기록되어 있으므로 참고해주길 바란다.
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한천구 청주대 건축공학과 석좌교수
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