철근콘크리트공사 미경화 콘크리트 배합설계 및 품질관리

미경화 콘크리트 배합설계

  1. 콘크리트 배합과 강도 확보 요소

     - 재료 : 물, 시멘트, 모래, 자갈, 공기량

     - 배합비 : 40 ~ 60%

     - 시공 : 현장타설, 진동다짐, 존치기간

     - 양생 : 초기 동해 관리 및 조기 건조수축 방지

 

  2. 콘크리트 배합설계 개념과 재료구성

     1) 배합설계의 개념

        - 콘크리트 배합이란 시멘트, 물, 골재(모래, 자갈), 혼화재 등을 적절한 비율로 혼합하여 콘크리트를 생성하는 것

        - 배합설계는 콘크리트 강도 확보에 가장 중요한 요소 중 하나이다.

     2) 배합설계 재료의 구성

        - 공기 5%, 시멘트 10%, 물 15%, 골재(모래, 자갈) 70%

        - 콘크리트 배합비 : 골재 70% = 모래 30% + 자갈 40%

 

  3. 콘크리트 배합의 종류와 방법

     1) 배합설계방법

        - 배합계산, 시험배합에 의한 방법

        - 수행되는 시험방법 : 골재 물성시험, 콘크리트 시험

      2) 배합설계 종류

        - 중량배합 : 각 재료량의 중량표시 배합

        - 용적배합 : 현장개량 용적배합

      3) 배합의 표시방법

        - 시방배합 : 시방서에 의해 표시된 배합

        - 현장배합 : 현장상태에 적합하게 보정한 배합

        - 콘크리트 표준시방서, 건축공사표준시방서

 

  4. 콘크리트 표준 배합 순서

     1) 굵은 골재의 최대치수, 슬럼프, 공기량을 결정한다.

     2) 사용재료의 품질시험을 진행한다.

     3) 구조물의 종류와 용도에 따라 물시멘트비를 결정한다.

     4) 단위수량, 잔골재율을 결정한다.

     5) 시험배합 여부 결정

     6) 현장배합으로 수정하여 진행한다.

 

  5. 배합강도의 결정

     1) 배합강도란?

         - 배합강도란 콘크리트의 품질변화 및 구조물의 중요도를 고려하여 설계기준강도에 할증계수를 곱한 값

     2) 배합강도 결정방법

         - 콘크리트 배합강도를 설계기준 강도보다 크게 정한다.

         - 두 개의 배합강도식 중 큰 값을 적용하고 35 MPa 기준으로 구분된 식으로 사용한다.

         - 압축강도의 편차는 30회 이상의 실험으로 결정하는 것을 원칙으로 한다.

         - 표준편차 S값을 구한다.

     3) 현장배합

         - 골재의 입도에 의한 수정을 한다.

         - 골재의 표면수에 대한 보정을 한다

        

  6. 설계기준강도와 호칭강도

      1) 설계기준 강도

         - 구조설계에서 기준으로 하는 콘크리트의 압축강도를 말한다.

      2) 호칭강도

         - 레미콘의 콘크리트 강도 구분을 나타내는 호칭을 말한다.

         - 콘크리트 표준양생조건에서 28일 동안 양생 후 파괴하여 측정한 콘크리트 압축강도 값을 말한다.

      3) 호칭강도는 설계기준강도와 기온보정강도의 합이다.

      4) 레미콘 호칭강도 예시

         - 레미콘의 규격은 콘크리트의 종류, 굵은 골재 최대치수, 호칭강도, 슬럼프로 구분한다.

         - 호칭강도 예시 : 굵은골재 최대치수 - 28일 호칭강도 - 슬럼프값 = ex) 25-21-150

 

미경화 콘크리트의 생성과 품질관리

  1. 콘크리트의 수화 반응과 콘크리트 생성

     수화반응이란?

        - 콘크리트 배합 시 시멘트와 물이 만나 발생하는 화학반응에 의해 응결, 경화가 진행되어 콘크리트가 생성되는 일련의 과정을 말한다.

    1) 콘크리트 배합과 수화반응

        - CaO + H2O  ====> Ca(OH) 2 + 수화열(125 cal/g)

        - 일반시멘트 수화열(78 cal/g), 저 발열시멘트 수화열(45 cal/g)

    2) 수화반응에 필요한 물

        - 화학적 결합수 25%

        - 유동수 : 15%

 

  2. 물시멘트비 강도 개념

     1) 물시멘트비 강도설(이론학설)

         - 시멘트의 10%와 물 15%가 콘크리트 강도를 좌우한다.

         - 골재는 강도에 직접적으로 관여하지 않고 간접적으로 관여한다.

 

  3. 현장타설 물시멘트비 범위

      - 40 ~ 60%

  4. 콘크리트 수화반응과 응결경화 시간

      - 일반 포틀랜드 시멘트의 수화반응 시간은 타설 후 3~8시간이며 그 이후 서서히 냉각되어 15시간 내에 종료된다

      - 콘크리트는 1 ~ 10시간 이내에 경화가 완료된다

 

  5. 콘크리트 자기 수축과 수화수축 균열

     1) 자기수축

        - 시멘트 수화작용에 의해 응결과정 혹은 응결 이후에 생기는 체적 감소현상

        - 수분증발, 온도변화, 외부 요인의 영향 없이 질량 내부의 물리적, 화학적 변화로 콘크리트 체적이 변하는 현상

     2) 수화수축

        - 시멘트 수화반응에 수반되어 생성되는 수화물의 체적이 수화이전의 시멘트와 물이 차지하는 체적보다 작아지게 되어 발생하는 수축