콘크리트 배합설계

소개글

콘크리트 배합설계에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

적변화가 큰 콘크리트가 된다.
따라서 상당한 워커빌리티를 얻을수 있는 범위내에서 제일 작은 S/a (제일 큰 G/S)를 결정짓는 것이 중요하다.
10. 시험비빔과 배합설계방법
소요의 성능을 가질 수 있다고 생각되는 콘크리트의 각 재료의 단위량이 구해지면 이에 따른 시험비빔을 실시하여 소요의 성능이 얻어지는지를 확인하고 필요한 수정을 행하여 계획배합을 결정한다. 시험비빔을 행하기 위해서는 위에서 구한 각 재료의 단위량을 실제로 이용하는 골재의 비중이나 흡수율, 함수율에 따라 1배치량을 정한다. 콘크리트의 배합설계는 실험실에서 충분한 시험을 한 후에 결정한다. 한편 현장에서는 실제로 사용하는 골재의 입도나 함수량 등이 시험한 것과 다소 다르므로 이것을 조정하여 현장의 실정에 맞도록 배합설계를 현장배합으로 고쳐야 한다. 배합설계의 방법은 현장의 규모, 시험할 수 있는 시간, 인원 등에 따라 다르며 기성배합표에 의한 방법, 계산에 의한 방법, 시험비비기에 의한 시적배합설계법 등 3가지 방법이 있다.
a. 간이배합 설계법(기성배합표에 의한 방법)
소공사나 중요하지 않는 공사에서 시간이나 인원이 충분치 못할때는 사용재료 의 대략의 성질을 알아서 기성배합표에 의해 배합설계를 할 수 있다.
b. 계산에 의한 방법
경험, 실례, 배합참고표 등을 바탕으로 단위수량, 물/시멘트비, 공기량 및 잔골 재율(혹은 굵은잔골재비)을 정해서 이들을 기대하는 조건에 맞도록 수정표를 이용해서 계산에 의해 수정을 가해 배합설계를 한다. 이 방법은 앞의 방법보다
다소 수고가 들지만 그만큼 알맞는 배합설계가 된다.
ㄱ. 재료에 대한 가정
재료의 성질에 대한 시험결과가 있으면 이를 이용하고, 없을 때는 다음과 같이 가정한다.
포틀랜트 시멘트의 비중은 3.15이고 플라이애쉬를 쓸 때의 비중은 2.50이 다. 골재의 비중은 2.63～ 2.65, 물 1m^3 의 무게는 1000kg으로 한다.
ㄴ. 물/시멘트비(w/c)를 선정한다.
ㄷ. 굵은골재의 최대치수와 슬럼프를 정한다.
ㄹ. 정해진 굵은골재의 최대치수에 대한 잔골재율(S/a)(혹은 굵은잔골재비 (G/S)), 단위수량(W) 및 AE콘크리트의 경우 공기량 등을 구한다.
ㅁ. ㄴ.에서 구해진 w/c와 ㄹ.에서 구한 단위수량(W)로부터 단위시멘트량(kg) 을 계산한다.
ㅂ. 단위골재량을 계산한다. 단위골재량의 계산에는 절대용적법을 사용한다. 절 대용적법은 콘크리트 중에 빈틈이 없이 콘크리트 1을 만드는 데 필요한 각 재료, 물, 시멘트, 모래, 자갈의 절대용적의 합계와 갇힌 공기(entrapped air)량을 합하면 전부가 1이 된다는 것으로 각 배합의 기본이 된다.
c. 시적 배합설계법
이 방법은 우선 소요의 워커빌리티를 주는 단위수량을 시적으로 구하고 다음 에 가장 알맞는 잔골재율(S/a), (또는 G/S)를 구하여 이에 따라 적당한 단위 수량을 결정하면 된다.
ㄱ. 재료시험
시멘트의 비중, 골재의 비중, 흡수량, 표면수량, 입도, 조립률. 단위용적중 량 시험을 한다. 부득이 시험을 하지 못할때는 적당한 값으로 가정한다.
ㄴ. 시험배합의 설계
주어진 자료에 대하여 과거의 경험 또는 계산에 의한 방법 등에 의하여 우선 시험배합을 설계한다.
ㄷ. 시적배치량 및 각 재료의 양
시적 배치량은 믹서의 용량에 따라 결정되는데 소형 믹서에서 시멘트량은 굵은골재의 최대치수가 40mm이하일때는 5kg, 40 ～ 75mm이하일때는 10kg정도를 취한다. 또 시적배치의 각 재료의 양은 시방배합설계에서 결 정된 배합량을 기준으로해서 계량한다.
ㄹ. 단위수량의 시적 결정
시적배치의 콘크리트에 대해 우선 슬럼프시험을 한다. 슬럼프의 값이 소 정의 값과 다를 경우에는 수정하고, 새로운 시적배치를 만들어 슬럼프를 측정한다. 이 방법을 되풀이해서 소요의 슬럼프를 얻을수 있는 단위수량 을 구한다.
이렇게 해서 단위수량이 구해지면 이 콘크리트의 공기량 및 단위수량을 측정하고, 또 잔골재율(S/a) (또는 G/S)이 적당한가, 워커빌리티가 적당한 가를 검토한다.
ㅁ. 소요의 w/c , 슬럼프 및 공기량의 콘크리트의 시적배합 결정
ㅂ. 위 에서 측정한 공기량이 소정의 값이 아닌 경우 AE제의 사용량을 가감하 여 소정의 공기량이 되도록하고, 잔골재율(S/a)도 공기량의 정도에 따라 수정하여 수정된 S/a(또는 G/S)에 대하여 또 단위수량을 수정한다.
이렇게해서 정해진 단위수량과 소정의 물시멘트비(w/c)에서 단위시멘트량 을 계산하고 잔골재와 굵은 골재량을 두가지 계산방법 중 택일하여 계산 한다.
이상에서 정해진 배합의 콘크리트에 대하여 여러차례 시험배치와 재료를 계량하여 비벼서 슬럼프, 공기량, 단위중량을 측정하고 또 워커빌리티가 적당한가를 검토한다.
ㅅ. 최적의 잔골재율(S/a)(또는 굵은 잔골재비(G/S))의 결정
위 에서 설계된 배합은 소요의 w/c, 슬럼프, 및 공기량을 갖는 것이나 경 제적인 배합은 소요의 슬럼프에 대하여 단위수량이 최소가 되는 S/a(또는 최대의 G/S)를 구하는 것이다. 따라서 최적의 S/a(또는 G/S)를 구하기 위해서는 위에서 설계된 배합에서 단위수량, 단위시멘트량, 및 단위골재량 의 절대용적은 그대로두고 S/a만 감소시켜(또는 G/S만 증가시켜) 시적배 합을 만들어, 소요의 슬럼프와 워커빌리티에 대한 단위수량이 제일 적은 S/a(또는 G/S)가 될 때까지 몇번이고 배합을 반복시켜 구한다.
최근 레디믹스트 콘크리트나 콘크리트 펌프공법이 보급됨에 따라 콘크리트 공사가 분업화되어 일반적으로는 콘크리트 제조업자 외에는 배합설계를 충분히 이해하지 못한 채 사용하고 있는 것이 현실이다. 그러나 이상에서 봤듯이 배합의 좋고 나쁨은 구조물의 강도, 내구성, 미관 및 경제성 등에 큰 영향을 미치므로 콘크리트의 설계 시공에 관계하는 모든 사람은 배합설계를 충분히 이해해야 할 필요가 있다. 또한 최근 개발한 100층 이상 초고층 건축물 건설에 사용되는 초고강도 콘크리트 제작기술은 시멘트와 일반 혼화 재료의 배합만으로 고강도를 확보할 수 있어 경제성과 작업용이성이 뛰어나고 기존 생산설비에서 생산이 가능하게 했다. 이렇듯 콘크리트의 배합설계가 얼마나 중요한지는 충분히 입증되고 있다.

키워드

콘크리트 ,   배합설계,   콘크리트 배합설계