색상 콘크리트의 백화 현상: 원인, 예방 및 색소 공급업체의 역할

붉은 색 보도블록 위에 흰색 반점이 생기면 일반적으로 색상 문제로 보고되지만, 사실은 염분 이동 문제이다. 착색 콘크리트의 벌러짐(efflorescence)은 물에 녹아 있는 염분을 타고 이동한 수분이 콘크리트 표면에 도달한 후 증발하면서 남긴 침전물이다. 안료는 염분이 아니며, 대부분의 경우 원인도 아니다. 다만 안료의 수용성 성분 함량은 특정 수치로 명시하고 시험할 수 있는 파라미터이므로, 이 문제에서 공급업체가 책임을 질 수 있는 몇 안 되는 요소 중 하나이다.

착색 콘크리트에서 벌러짐(efflorescence)이란 정확히 무엇인가

벌러짐은 세 단계를 거쳐 형성되며, 이 세 단계가 모두 충족되어야 한다: 모공 내 수분에 용해된 염분이 존재해야 하고, 모관 흐름과 확산에 의해 수분이 증발면으로 이동해야 하며, 그 수분이 증발하면서 염분이 결정화되어야 한다. 이 세 가지 조건 중 어느 하나라도 제거되면 벌러짐은 발생하지 않는다. 따라서 이는 색상 문제라기보다는 습기와 염분 문제이다.

콘크리트 백화 현상에서 가장 흔히 관찰되는 염류는 탄산칼슘이다. 시멘트가 수화되면서 유리된 자유 산화칼슘—수산화칼슘, Ca(OH)₂—이 기공 내 수분에 용해되어 표면으로 이동한 후 대기 중 이산화탄소와 반응하여 낮은 용해도를 가진 탄산칼슘(CaCO₃)을 형성하고, 이 물질이 흰색 퇴적물로 석출된다. 황산염과 염화물도 재료나 혼합용수에 의해 유입될 경우 함께 나타난다.

서로 혼동되기 쉬운 세 가지 흰색 표면 상태가 있으며, 그 원인은 각각 다르다:

이 중 첫 번째 경우만 염류 이동 문제에 해당한다. 백화 현상은 또한 두 단계로 설명된다: 기본 , 제조 및 경화 과정 중 유닛이 젖은 상태로 경화되거나 공기 순환이 불량한 환경에서 보관될 때, 그리고 이차적 , 이후 사용 기간 동안 외부에서 유입되는 물 — 비, 관수, 모세관 상승 현상 또는 세척 작업 — 에 의해 유발될 때.

왜 같은 백화 현상이 채색 콘크리트에서 더 심각하게 보이는가

회색 콘크리트에서는 얇은 흰색 침전물이 약간 밝은 반점으로 인식된다. 반면 빨강, 검정 또는 갈색으로 착색된 표면에서는 동일한 침전물이 높은 대비를 형성하므로 구매자의 시각적 허용 범위는 훨씬 엄격해진다. 침전물 자체는 변하지 않았고, 단지 눈에 띄는 정도만 달라진 것이다.

착색제 자체는 이동하지 않는다. 산화철 착색제는 물에 녹지 않는 무기 산화물 입자이므로 콘크리트 매트릭스 내에서 원래 위치에 그대로 남아 있다. 반면 백화는 용해되어 물과 함께 이동한 후 표면에서 재결정화된 물질로 구성된다.

착색제가 논의에 등장하는 경우는 주로 그가 함유한 수용성 염류의 양 때문인데, 산화철 등급은 일반적으로 수용성 물질 함량 한계 , 일반적으로 해당 기술 자료 시트에 게재되는 수치는 0.3% 이하 , 황산염 함량은 동일 계열 내에서 두 번째 매개변수로 사용됨.

블룸(bloom) 발생 여부를 결정하는 네 가지 입력 요소

물. 기공 네트워크는 이동 경로이며, 물-시멘트 비율이 그 주요 제어 인자임. 작업성 확보를 위해 추가 물을 첨가하지 않고 더 단단한 혼합물을 시공하고 마감하면 표면층이 더욱 치밀해지므로 증발면에 도달하는 물의 양이 줄어들고, 이에 따라 염분 이동량도 감소함. 양생용 물 역시 입력 요소에 포함됨: 자체적으로 용해된 염분을 함유한 물을 고임 또는 분무 방식으로 양생하면 염분 부하가 증가하므로, 외관이 중요한 공사에서는 일반적으로 깨끗한 음용수를 사용하여 양생함.

시멘트 유리 석회는 가장 흔한 퇴적물의 원재료이므로, 시멘트의 알칼리 함량 — 일반적으로 공장 인증서에 산화나트륨 환산치로 표기됨 — 및 유리 석회의 거동 특성이 용해성 물질의 공급량을 결정함. 블룸 발생 이력이 있는 현장에서 혼합 설계가 허용한다면, 알칼리 용출량이 낮은 시멘트를 지정하는 것이 가능한 소수의 상류 조절 수단 중 하나임.

모래 및 골재 세척되지 않거나 해양 유래의 모래는 염화물과 미세 입자 함량이 높을 수 있다. 염화물은 용해성 염류 부하를 증가시키고, 미세 입자는 동일한 작업성을 확보하기 위해 더 많은 물을 필요로 한다. 세척된 균질 입도 분포를 가진 모래를 사용하는 것이 안료 성분을 변경하는 것보다 비용 효율적인 해결책이다.

혼화제 염화칼슘 가속제는 벽면 백화 현상과 염화물 부하 모두의 흔한 원인으로 보고된다. 가속이 필요한 경우 일반적으로 염소를 포함하지 않는 종류가 대신 지정된다. 감수제는 또한 블리딩 거동을 변화시켜, 제품이 아직 플라스틱 상태일 때 표면으로 이동하는 물의 양을 바꿀 수 있다.

외부에서 유입되는 물 적절히 제조된 제품이라도 사용 중에 계속 젖어 있으면 여전히 백화 현상이 발생할 수 있다. 따라서 경사, 배수 및 조인트 시공 방식이 안료 선택의 실용성 여부를 결정한다.

안료 공급업체가 고객에게 제공해야 할 것 — 그리고 제공하지 않아도 되는 것

안료는 염류 평형 계산서의 한 항목일 뿐이다. 이는 실제 존재하는 항목이며, 검사 가능하다:

공급업체가 통제할 수 없는 요소: 물-시멘트 비율, 모래 세척 여부, 블록의 양생 방법 및 보관 방법. 물에 용해 가능한 한계까지 첨가된 안료는, 과습 상태에서 시공되고 정수(ponded water) 하에서 양생된 혼합물에서는 결함이 없을 수 있다.

효과 순서에 따른 예방 조치

1. 우선 물을 통제하라. 혼합 설계에서 허용하는 최저 물-시멘트 비율로 시공하고, 작업성 확보를 위해 현장에서 물을 추가하지 말 것. 이는 염류를 표면으로 이동시키는 기공 구조에 가장 큰 영향을 미치는 단일 조절 요소이다.
2. 고형분을 고정하라. 입도 분포 범위 내의 세척된 모래를 사용하고, 골재 및 혼합용수에 염화물이 포함되지 않도록 하며, 가속이 필요한 경우 염화물 비함유 가속제를 명시할 것.
3. 광택이 아니라 밀도를 위해 마감하라. 완전한 다짐과 일관된 마감은 표면층을 밀폐한다. 과도한 도장(trowelling)은 페이스트와 미세 입자를 상부로 끌어올려 약한 층을 남기며, 이는 나중에 먼지나 분진 형태로 떨어지는 원인이 되는데, 이는 염류 분석(eflorescence)으로 오인되어 보고되는 또 다른 결함이다.
4. 균일하게 경화시킨 후 건조시킵니다. 경화는 강도 발현을 돕지만 동시에 수분 이동 경로를 유지하므로, 경화 방법과 기간은 최대화하기보다는 적절히 관리해야 합니다. 경화 시 경수를 사용해 물을 고이게 하면 염류가 추가됩니다.
5. 포장하기 전에 반드시 건조시킵니다. 아직 젖어 있는 상태에서 팔레트 적재 및 포장을 하면 표면에 수분이 갇히게 되며, 이는 보도블록에서 1차 백화 현상의 주요 원인으로 자주 보고됩니다.
6. 피막형 방수제보다 침투형 발수제를 선택하세요. 실란 및 실록산 계열 발수제는 수분 흡수를 줄이면서도 증기 배출은 허용하여 표면 호흡을 유지합니다. 반면 피막형 코팅제는 피막 아래 수분을 가두어, 특히 습한 기재에서 백화 현상을 악화시키는 것으로 자주 보고됩니다.
7. 기존 백화는 마른 상태에서 제거하세요. 마른 브러시로 문지른 후 깨끗한 물로 세척하고 충분히 건조시키면, 신선한 침착물을 표면 안쪽으로 밀어 넣지 않고 제거할 수 있습니다. 회색 콘크리트에는 산세척을 사용하지만, 일체형 착색 콘크리트에서는 표면 색상이 변할 수 있으므로, 먼저 여분의 제품으로 시험해 보세요.

대량 도입 전 검증 방법

백화 현상은 시스템 효과이므로 시스템 전체에서 검증해야 한다. 공급업체의 안료만 사용하고 구매업체의 시멘트, 모래, 혼화재, 양생 주기 및 보관 조건을 사용하지 않는 시험은 거의 아무것도 검증하지 못한다.

1. 실제 자재로 시험용 제품을 주조한다. — 자체 시멘트, 모래, 골재 및 혼화재를 사용하고, 계획된 첨가율과 마감 방식을 적용한다. 양생 및 보관 방식을 실제 생산과 정확히 동일하게 한 팔레트 하나를 반드시 포함시켜야 한다. 왜냐하면 백화 현상이 발생한다면 주로 이 팔레트에서 나타나기 때문이다.
2. 탈형 시가 아니라 양생 후에 평가한다. 7일 차와 28일 차에 각각 같은 조명 조건에서 합의된 조건 하에 보관된 기준 시료와 비교하여 점검한다. 대부분의 '색상 오차' 관련 분쟁은 사실상 기준 시료에 대한 분쟁이다.
3. 보장 사항이 아니라 문서에 근거해 작업한다. 일체형 착색 콘크리트의 경우 기준점은 ASTM C979 / C979M-16 ,일체형 착색 콘크리트용 안료 표준 규격 — 물 젖음성, 알칼리 저항성, 황산염, 물 용해성, 대기 중 경화 안정성, 내광성 및 출하 색상 일치도. 시멘트 및 석회 기반 건축 자재에 사용되는 안료의 경우, EN 12878 요구 사항 및 시험 방법을 규정한다. ASTM C1400-23 ,신규 조적 벽체의 염류 분출 가능성을 줄이기 위한 표준 가이드 는 콘크리트 블록보다는 조적 벽체를 대상으로 작성되었으나, 용해성 염류 제한 및 수분 이동 제어에 관한 원칙은 포장재 및 타일 생산에도 적용된다. ASTM C936/C936M 고체 콘크리트 인터로킹 포장재의 제품 요구 사항을 규정한다.
4. 공급업체에 배치 파일을 요청하십시오 — 납품 배치의 물 용해성 성분, 황산염 함량 및 알칼리 저항성; 공급업체 표준 대비 ΔE 값; 그리고 보관용 기준 시료.

안료가 실제로 변수가 아닌 경우

안료 선택은 색조, 채도, 착색력 및 분산 특성을 변화시킵니다. 그러나 콘크리트의 기공 구조, 혼합물 내 수분량, 시멘트의 알칼리 함량, 또는 블록의 건조 방식은 변경하지 않습니다. 따라서 백화 현상이 발생할 경우 원인을 파악하기 위한 질문이 먼저 제기되어야 합니다: 시공 시 수시멘트비, 모래가 함유한 성분, 그리고 블록의 양생 및 보관 방법입니다.

공급업체 정보

허베이 티엔후이바오 테크놀로지 유한공사가 산화철 안료를 26년간 생산해 왔으며, 연간 생산 능력은 5만 톤이고, 150개 이상의 국가 및 지역 고객에게 공급하고 있다. 산화철 레드 시리즈는 등급 110, 130, 190뿐 아니라 나노, 초미세, 분산 용이, 산·알칼리 내성, 식품 접촉용 등급과 공장 직영 컬러 매칭 서비스를 제공한다. 보유 인증으로는 REACH, RoHS, CE, ISO가 있으며, 항공 운송을 위한 IATA DGR 및 해상 운송을 위한 IMDG 코드도 적용된다. 최소 주문 수량(MOQ)은 재고 보유 제품 기준 1메트릭톤이며, 25kg 짜리 짠 자루 포장으로 공급된다. 테스트용 소량 샘플은 별도로 제공되며, MOQ에 포함되지 않는다. 재고 보유 품목은 영업일 기준 3~5일 이내 출하되며, 맞춤형 품목은 영업일 기준 7~15일 이내 출하된다. 품질 관리는 원자재 검사부터 완제품 검사까지 전 과정에 걸쳐 수행되며, 다중 배치 간 색상 일관성 데이터(ΔE)는 요청 시 제공된다.

저희 기사 콘크리트용 산화철 안료 투입량: kg/m³ 뉴스 섹션에서 투입 비율과 귀사 자재에 대한 검증 방법을 다룹니다.

백화 현상이 유색 콘크리트에서 분쟁으로 이어지기 전에, 귀사의 배합 조건 및 양생 주기에 맞춰 안료를 평가하려면, 시멘트 및 모래 사양, 투입 비율, 양생 방법을 저희에게 알려주시고, 사양서 및 시험 샘플을 요청해 주십시오. 문의처: [email protected] / +86-13400211655.