콘크리트 배합설계

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콘크리트 배합설계에 대한 보고서 자료입니다.

목차

콘크리트 배합설계
1. 배합설계 개요

2. 배합설계 목적

3. 배합설계 절차

4. 국내 KS Code에 의한 배합설계 순서

5. 배합설계 방법
(1) 재료선정
1) 시멘트
2) 배합수
3) 골재
4) 혼화재료
(2) 시방배합
1) 강도 및 내구성에 따른 W/C의 결정
2) 최대골재크기의 결정
3) 슬럼프의 결정
4) 공기량, 잔골재율, 단위수량의 결정
5) 잔골재율 및 단위수량의 보정
6) 단위 시멘트량 및 혼화재료량 결정
7) 굵은 골재 및 잔골재량의 결정
8) 시험배치 및 결과분석
9) 현장 배합

본문내용

럼프 값이 1㎝ 만큼 클(작을) 때마다 보정하지 않는다. 1.2%만큼 크게(작게)한다.
공기량이 1%만큼 클(작을) 때마다 0.5~1.0만큼 작게(크게)한다. 3%만큼 작게(크게)한다.
물-시멘트비가 0.05 클(작을) 때마다 1 만큼 크게(작게) 한다. 보정하지 않는다.
S/a가 1% 클(작을) 때마다 - 1.5㎏ 만큼 크게(작게)한다
부순돌을 사용할 경우 3~5 만큼 크게 한다. 9~5 만큼 크게 한다.
바순모래를 사용할 경우 2~3 만큼 크게 한다. 6~9 만큼 크게 한다.
6) 단위 시멘트량 및 혼화재료량 결정
단위 시멘트량
단위 시멘트량을 어느 정도 이상 적게 하면 소요의 반죽질기에 대하여 시멘트풀이 너무 묽어서 굳은 콘크리트의 공극이 커진다.
단위 시멘트량은 소요의 강도, 내구성 및 수밀성 등을 갖는 콘크리트를 얻도록 시험에 의하여 정해야 한다. 이들의 시험을 할 경우, 단위 시멘트량과 강도, 수밀성 및 내구성 등과 관계를 정하는 것보다는 물론 물-시멘트와 강도, 수밀성 및 내구성 등과 관계를 정하는 것이 편리하다. 그래서 시험의 결과로부터 정한 물-시멘트와 단일수량으로부터 단위 시멘트량을 정하도록 규정한 것이다.
해양환경에 접해지는 경우 단위 시멘트량은 구조물의 규모, 중요성, 환경조건 등을 고려하여 소요의 내구성이 얻어지도록 정해야 한다. 단. 플라이애쉬나 고로슬래그 미분말을 혼화재로 사용할 경우 이것을 시멘트의 일부로 계산한다.
혼화재료량의 결정
AE제 및 AE감수제 등의 단위량은 소요의 공기량을 얻을 수 있도록 시험에 의하여 정해야 한다. 소요의 공기량을 얻는데 필요한 단위AE제량(AE감수제를 포함)은 시멘트의 분말도,단위수량,단위시멘트량,혼화재의 종류 및 사용량, 골재의 입도 및 성형, 비비기시간, 슬럼프, 콘크리트의 온도에 따라 다르므로 시험에 의하여 정해야 한다.
같은 재료를 사용하고, 같은 배합으로 콘크리트 작업을 진행하는 경우에도 골재의 입도, 기타가 조금 변화하면 AE콘크리트의 공기량이 상당히 변화하는 경우가 있다. 그러므로 AE콘크리트의 시공에서는 공기량의 시험결과를 바탕으로 소요의 공기량을 얻을 수 있도록 단위AE제량을 가감시켜야 한다.
특히 사용하는 혼화재의 종류에 따라서는 소요의 공기량의 콘크리트를 만들기 위해 필요로 하는 단위AE제량이 몹시 많아지든가 공기량의 변화 등이 현저하게 되는 수도 있으므로 주위해야 한다. 이외에 혼화재료의 단위량은 시험결과나 경험 등을 바탕으로 해서 소요의 효과를 얻을 수 있도록 정해야 한다.
혼화재료의 효과는 각 혼화재료의 특성뿐만 아니라, 콘크리트의 배합, 시공조건, 환경조건 등에 따라서 다르므로 이들의 조건에 따라 사용목적에 알맞은 시험을 하든가 기왕의 경험을 참고로 해서 그 사용량을 정해야 한다.
7) 굵은 골재 및 잔골재량의 결정
콘크리트(㎥당 차지하는 단위수량, 시멘트량, 공기량을 앞 단계에서 계산하였고 이를 토대로 전체 골재량이 부피법으로 계산된다.)
여기서,A:골재량(㎏/㎥) C:단위시멘트량(㎏/㎥)
W:단위중량(㎏/㎥) a:공기량(㎏/㎥)
γA,γW,γC,γa:골재, 물, 시멘트, 공기의 단위중량
또한 전체 골재량(A)에서 잔골재율(s/a)을 곱하면 잔골재량과 굵은 골재량을 각각 구할 수 있게 된다.
8) 시험배치 및 결과분석
시방배합은 시방서 또는 책임 기술자에 의하여 지시된 배합을 말하는 것으로서, 그 표시방법을 아래의 표와 같이 규정한 것은 보통의 공사현장에 있어서의 편리 또는 많은 현장에서 시공되는 콘크리트의 배합을 비교할 때의 편리 등을 고려하였기 때문이다.
이 배합의 표시법은 일반적으로 편리하기 때문에 채용한 것이다. 각 재료의 비율뿐만 아니라, 굵은 골재의 최대치수나 슬럼프의 범위 등을 기입하기로 한 것은 이들의 배합을 정할 때의 요소가 되기 때문이다.
플라이애쉬, 기타의 혼합재료를 사용할 경우에는 그 양도 기입해야 한다.
배합표에는 구조물의 종류, 설계기준강도, 배합강도, 시멘트의 종류, 잔골재의 조립률, 굵은 골재의 공극률, 혼화제의 종류, 운반시간, 시공시기 등에 대해서도 병기하는 것이 바람직하다.
배합은 중량으로 표시하는 것을 원칙으로 하지만, 소규모의 공사나 중요하지 않은 공사 등에서는 골재의 양을 용적으로 표시해도 좋다. 표면 건조포화상태의 골재라도 그 용적은 계량방법에 따라 달라지므로 배합을 용적으로 표시하기 위해서는 골재의 계량방법을 일정하게 할 필요가 있다. 따라서 시방배합에서는 골재의 용적은 KS F2505(골재의 단위중량 시험방법)에 규정한 방법으로 시험했을 경우의 것으로 한다.
계산된 배합에 의해서 제1 시험배치를 비벼서 슬럼프와 공기량을 측정하여 워커빌리티를 검토한다. 제1 시험배치에 의해 필요한 슬럼프치와 공기량이 얻어지지 않은 경우에는 수정하여 제2의 시험배치를 비벼서 필요로 하는 슬럼프치와 공기량이 될 때까지 되풀이한다.
잔골재율이 최소가 되는 시험배치를 비벼서 필요한 스럼프치와 공기량이 얻을 수 있는 단위수량을 구한다. 즉 워커빌리티와 공기량의 범위 안에서 최소의 S/a를 결정한다.
이후 초기 배합조건에 적절한 결과를 얻었다면 그 다음에는 주어진 W/C에 ±5%를 가감한 배합설계를 실시하고 이에 대한 공시체를 제작하여 압축강도 Test를 실시한다. 실험결과를 토대로 주어진 Mix Design의 σ-W/C 관계를 Plot한다.
이 관계를 이용하여 설계압축강도에 대한 배합강도 산정을 재실시하고 그 다음 STEP을 통해 시방배합을 마무리한다.
9) 현장 배합
시방배합을 현장배합으로 고칠 경우에는 잔골재의 표면수로 인한 부풀음(bulking),현장에서의 골재계량방법과 KS F 2505에 규정한 방법과의 상이로 인한 용적의 차를 고려해야 한다. 시방배합을 현장배합으로 고칠 경우에는 골재의 함수상태,No.4체를 통과하는 굵은 골재의 양 및 혼화재의 물탄양을 고려해야 한다.
시방배합에 있어서는 골재의 표면 건조 포화 상태의 것으로,No.4체를 통과하는 것과 No.4체에 남은 것을 정확하게 구별한 것이지만, 현장의 골재는 이러한 상태가 아니고 골재의 양 및 No.4체를 통과하는 굵은 골재의 양을 고려해서 시방배합을 현장배합으로 고쳐야 하는 것이다.

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