문제] 콘크리트에서 굵은 골재의 재료분리 원인 및 영향을 주는 요인과 대책에 대하여 기술하시오.
답]
Ⅰ. 개요
균일하게 비벼진 콘크리트는 어느 부분을 채취해도 Cement, 잔골재, 굵은골재의 구성비율은 동일하게 나타나게 되나 이러한 균질성을 소실한 상태를 재료분리라 한다.
Ⅱ. 재료분리의 피해
1) 강도 저하
2) 콘크리트 균열
3) 내구성 저하
4) 철근의 부착강도 저하
5) 수밀성 저하
III. 원인
1) Cement량 부족
① 단위 시멘트량의 최소값은 27058/m²로 한다.
② 최소 단위시멘트량 이하 시 재료분리 발생함.
2) 큰 자갈(골재)의 사용
① 먼지, 유기불순물, 염화물 등을 함유하지 않아야 한다.
② 너무 굵은 재료는 재료분리의 원인이 되므로 적절한 크기를 사용해야 함.
3) 물
- 적정량의 단위 수량
4) 혼화재
5) W/C비 - 알맞은 물시멘트비
6) 시공연도 불량
① 부어넣는 위치, 부어넣기, 다짐 방법에 따라 거푸집 및 철근 주위에 재료분리가 발생한다.
② Slump는 15cm를 넘어서는 안 된다.
7) 운반시간의 지연
① 운반시간이 길어지면 응결, 경과하면서 재료분리 발생함.
② 1시간 후에 응결이 시작되어 10시간 후에 끝이남.
8) 타설 높이 과다
① 타설 높이가 너무 높으면 재료 중량차에 의한 재료분리 발생함.
② 자유낙하 높이는 1.5m 이하로 규정
9) 비빔 시간의 지연
10) Bleeding 발생
- 굳지 않은 CON'C가 뒷면으로 이물질과 함께 물이 떠오르는 현상.
Ⅳ. 방지대책
(1) 재료
1) 부배합
① 비교적 단위 Cement 량이 많은 배합으로 함.
② 부배합의 경우 골재의 유동성이 좋아져서 재료분리가 방지된다.
2) 입경이 적은 골재
① 골재의 지름이 작은 경우 단위 Cement량이 많아진다.
② 단위 Cement량이 많아지면 중량차로 인한 재료분리가 적어진다.
3) 골재의 표면
- 골재의 표면이 거칠고 구형의 골재는 재료분리가 적다.
4) 적정한 혼화제
- 적정한 혼화제를 사용할 경우 부착응력이 증대되어 재료분리 방지됨.
(2) 배합
1) 물시멘트비
① 물시멘트비는 60% 이하로 하여야 한다.
② 혼화제의 사용은 콘크리트 재료의 부착성, 유동성을 확보하여 재료분리를 방지한다.
2) Slump치
① Slump치가 높으면 Coment와 골재의 중량 차이로 재료분리 발생한다.
② Slump치는 5~15cm 정도로 하는 것이 보통이다.
3) 굵은 골재 최재 차수
① 굵은 골재 최대치수는 20~40mm 이하가 가장 적당하다.
② 시험 배합을 통해 적정 치수를 결정함.
4) 잔골재율
① 시공성이 확보되는 범위 내에서 최대치와 최소치의 평균으로 한다.
② 잔실재율은 시험배합을 통해서 적정치를 구하는 것이 바람직함.
(3) 시공
1) 비빔
① 콘크리트가 균질해질때까지 충분한 비빔시간을 두어야 한다.
② 강제식 믹서는 60초 이상 비빔하여야 한다.
2) 운반
① 운반 중 응결이 발생하지 않게 사전 운반계획을 철저히 수립 시행해야 함.
② 운반시간이 길어질 경우 응결지연제의 사용계획 수립하여야 함.
3) 다짐
① 거푸집 구석구석까지 콘크리트가 충전되어 밀실한 콘크리트 시공해야 함.
② 콘크리트 타설 시 봉상 진동기 타설층마다 사용하여야 함.
Ⅳ. 결론
재료분리를 방지하기 위해서는 배합설계, 운반, 타설, 다짐, 거푸집, 철근배근 등의 여러가지 측면에서 품질관리가 필요하다.
2024.07.03 - [건축시공기술사 Sub Note] - 건축시공이야기 : 콘크리트 구조물의 균열 발생 상황과 그 원인