문제] 콘크리트의 배합설계에 대하여 기술하시오.
답]
Ⅰ. 개요
1) 콘크리트의 배합설계란 소정의 품질을 가진 콘크리트를 얻기 위해 물, Cement, 골재, 혼화재료를 적정비율로 배합하는 것을 말함.
2) 배합에는 시방배합과 현장배합이 있으며, 시방배합은 시방서 또는 책임기술자에 의한 배합이고, 현장배합은 시방배합의 콘크리트가 될 수 있도록 현장에 따른 골재의 입도 및 함수상태에 따라 정해지는 배합을 말함.
3) 배합의 종류
① 시방배합
(가) 시방서 또는 책임기술자가 지시한 배합
(나) 골재의 함수 상태 - 표면 건조 내부 포화 상태
② 현장배합
(가) 시방배합과 가깝게 현장에서 배합
(나) 골재의 함수 상태 – 공기 중 건조 또는 습윤 상태
Ⅱ. 배합 설계 flow chart
설계기준강도 (fck) → 배합강도 (fcr) → 시멘트 강도(k) → 물시멘트비 (W/C비) → Slump test → 굵은골재 최대 치수 (Gmax) → 잔골재율 (s/a) → 단위수량 → 시방배합 → 현장배합
III. 배합설계순서
1) 설계 기준 강도(fck)
① 콘크리트의 28일 압축 강도
② 설계 기준강도의 범위는 일반적으로 15~27MPa
2) 배합강도 (fcr)
① 설계기준강도보다 충분히 크게 함.
② 설계 기준 강도 이하로 되는 확률이 5%이하
3) 시멘트 강도
① 제조회사의 월평균 강도에서 오차가 ±40kg / cm2 이내
② 일반적으로 3kg/cm2을 뺀 값을 기준
4) 물시멘트비
① 물시멘트비 선정 방법
→ 51 / f29k + 0.31
② 물시멘트비의 적정 범위
→ 일반적으로 50~60% 정도.
5) Slump test
① 시공연도의 양부를 측정
② 일반적으로 철콘의 경우 6~15cm
6) 굵은 골재 최대치수 : 철근 간격의 4/5이하 또는 피복두께 이하
7) 잔골재율
① 콘크리트의 품질이 얻어질 수 있는 범위 내에서 가능한 한 적게한다.
② 진존재율이 커지면 단위수량과 단위 시멘트량 증가.
8) 단위수량
① Concrete 1M³ 중에 포함되어 있는 물의 양을 말함
② 설계기준 강도와 시공연도 내에서 최소화한다.
9) 시방배합
① 계량은 1회 계량분의 0.5% 정밀도 유지
② 비범시간은 3분이 표준
③ 골재 분리와 유동성 조정
④ Slump 조정
10) 현장배합
① 잔골재의 표면수로 인한 bulking 고려
② 골재의 함수상태 고려
③ 굵은 골재의 양과 혼화재의 양 고려
Ⅳ. 문제점 및 대책
1) 문제점
① 설계기준 강도를 높이는 경향
② 배합설계는 설계자의 분야라는 의식
③ 현장배합 타설 시 정확한 계량 미실시
2) 대책
① 구조계산치에 의한 적정한 설계기준 강도
② 현장 관리자의 책임 의식 고취
③ 정확한 계량으로 현장배합
④ 시험배합의 측정, 관리 철저
Ⅳ. 결론
콘크리트 구조체의 배합 설계는 사방배합을 통하여 현장배합에 적용함으로써 콘크리트의 균일한 품질을 확보할 수 있다.
** Workability (시공성)에 영향을 주는 요인 ***
1) 시멘트 성질
2) 골재입도
3) 혼화재료
4) 물/Cement비
5) 굵은골재의 최대치수
6) 잔골재율
7) 단위 수량
8) 공기량
9) 콘크리트의 성질
10) 배합
11) 비빔시간
12) 온도
2024.04.04 - [건축시공기술사 Sub Note] - 건축시공기술사 서브노트 : 서중 Concrete와 한중 Concrete