콘크리트 배합 설계 (Concrete Mix Design) (실험준비, 실험방법 및 순서, 실험 결과 및 분석)

소개글

콘크리트 배합 설계 (Concrete Mix Design) (실험준비, 실험방법 및 순서, 실험 결과 및 분석)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.실험의 목적

2. 실험 준비 및 실험 방법
　가. 실험준비
　　┗가-(1) 실험용 도구
　나. 실험방법 및 순서
　　┗나-(1). 설계조건
　　┗나-(2) 물 시멘트비 및 슬럼프치, 단위수량 결정
　　┗나-(3) 단위량 계산
　　┗나-(4) 실험과정

3. 실험 결과 및 분석
　가. 실험결과
　가-(1) 실험 데이터
　나. 분석

4. 참고문헌

본문내용

들기 위해서는 시멘트(C)●물(W)●골재(S, G)●혼화재 및 혼화제 등의 적절한 배합비를 결정해야 한다.
소요강도를 얻을 수 있을 것.
적당한 워커빌리티를 가질 것.
균일성을 가질 것.
내구성을 지닐 것.
수밀성 및 강재보호 기능을 가질 것.
경제적일 것.
2. 실험 준비 및 실험 방법
가. 실험준비
가-(1) 실험용 도구
●배합설계 시: 고무대야, 삽(스쿱), 고무망치(기포제거용), 시멘트, 자갈, 모래, 물, 혼화재등
●슬럼프 시험 시: 슬럼프 콘(밑면의 안지름이 200mm, 윗면의 안지름이 100mm, 높이가 300mm인 금속제 절두원추형), 다짐봉(지름 16mm, 길이 60mm인 곧은 원형 강봉. 끝은 반구형으로 둥글게 되어 있는 것)
●공기량 측정 시: 공기량 측정기
나. 실험방법 및 순서
나-(1) 설계조건
인 경우
인 경우
▶둘 중에 큰 값으로 적용한다.
▶둘 중에 큰 값으로 적용한다.
시험횟수
표준편차의 보정계수
15
1.16
20
1.08
25
1.03
30이상
1.00
설계기준강도
배합강도
21 미만
21 이상 35 미만
35 초과
▶시험횟수가 14회 이하이므로, <표 3>을 적용하여 설계기준강도() 와 배합강도()을 설정 한다.
●설계기준강도()= 27MPa
●배합강도()= +8.5 = 27 + 8.5 = 35.5 MPa
나-(2) 물 시멘트비 및 슬럼프치, 단위수량 결정
▶콘크리트 참고 배합표를 이용하여
●물 시멘트비(W/C) = 45%
●슬럼프 = 18cm
●잔골재율 42.3%
●단위수량 202
나-(3) 단위량 계산
최소량 설계를 해야하므로,
Max[공시체 3개, 슬럼프통, 공기량측정기]
공시체 1개당 100x200(mm)의 부피를 가지는 원기둥 이므로
원기둥 부피 = = = 1570796 = 0.00157
공시체 1개당 0.00157 이므로, 3개는 0.00157 x 3 = 0.00471
●공시체 3개 = 0.00471
●슬럼프통 = 7L, () 이므로 0.007
●공기량 측정기= 약 6.8L, 0.0068
따라서, Max[공시체 3개, 슬럼프통, 공기량측정기] 중 슬럼프통(0.007)을 기준으로 설계를 한다.
슬럼프 및 공기량 측정시 없어지는 량을 감안하여
기존 공시체 3개 부피를 더하여 계산한다.
0.007+0.00471 = 0.01171
C(시멘트)= 449 x 0.01171 = 5.257 = 5.26kg
S(잔골재)= 710 x 0.01171 = 8.3141 = 8.31kg
G(굵은골재)= 970 x 0.01171 = 11.3487 = 11.36kg
혼화재 및 혼화제 = 0 (혼화재 및 혼화제는 넣지 않았다.)
물 시멘트 비가 45% 이므로
W(물) =
배합강도
()(Mpa)
설계강도
()(Mpa)
(mm)
Slump
(cm)
공기량
(%)
W/C
(%)
잔골재율
(%)
단위재료량()
W
C
S
G
혼화재
35.5
27
25
18±1
4.5
45
42.3
202
449
710
970
0
총 재료량(kg)
W
C
S
G
혼화재
2.37
5.26
8.31
11.36
0
나-(4) 실험과정
실험 과정 사진-콘크리트 배합설계 및 공시체 만들기
대야를 놓고, 영점 조정한 후에
굵은골재를 총 재료량 만큼 넣는다.
2. 다시 대야를 놓고, 영점을 맞춘 다음에
잔골재를 총 재료량 만큼 넣는다.
3. 1과 같이 한후에, 시멘트를 총 재료량 만큼 넣는다.
4. 물을 넣기 전 재료들을 한번 섞어 준다.
5. 물을 총 재료량 만큼 넣은 뒤 손비빔(재료량이 많지 않아서)으로 잘 섞어준다.
6. 완성된 콘크리트로 슬럼프 시험을 한다.
7. 슬럼프통에 콘크리트를 1/3 씩 넣을 때마다 다짐봉으로 10~15회 눌러준다.
8. 다 채운 후에 뺄 준비를 한다.
9. 사진과 같이 슬럼프 통을 거꾸로 한뒤 다짐봉을 올리고 자로 치수를 잰다. (약 21cm)
10. 공기량 측정 시에도 콘크리트를 1/3 채운 후 다짐봉으로 다져준다.
11. 고무망치로 잘 퍼지도록 1~2회만 쳐준다(너무 많이 치면 공기가 빠져 공기량 측정에 오차가 생김)
12. 덮개를 씌우기 전에 테두리를 잘 닦아준다.
13. 덮개를 씌우고 공기량을 측정한다. (2.8%)
14. 공시체로 완성된 콘크리트를 옮겨 담는다.
15. 양생실에서 콘크리트를 양생시킨다.
16. 3일 양생 후 탈형하기 전 모습.
18. 탈형 후 공시체 모습.
19. 공시체 윗부분이 울퉁불퉁해서 압축강도 실험 시 편심이 발생할 수 있으므로, 공시체 연마기에 윗부분을 평평하게 간다.
20. 연마기에 윗부분을 갈은 후 모습.
21. 다시 양생실에 공시체를 양생 시킨다.(총 7일)
3. 실험 결과 및 분석
가. 실험결과
가-(1) 실험 데이터
물시멘트비 45% 실험결과, 슬럼프치는 21cm 로 예상했던 값 18cm 보다 3cm의 오차가 생겼으며, 공기량은 설계했던 값 4.5% 보다 1.7% 낮은 2.8%가 나왔다.
슬럼프(cm)
공기량(%)
배합설계
21
4.5
실험
18
2.8
오차
3
1.7
나. 분석
슬럼프 실험과 공기량 실험을 통해 배합 시 설계 했던 치수와 실제 실험으로 나온 치수의 차이를 확인 할 수 있었는데, Slump치의 경우 배합보다 실험시 약 3cm 더 증가 한 것을 볼 수 있다.
이 뜻은 콘크리트가 더욱 퍼진 것으로 볼 수 있는데, 그 이유로는 물/시멘트비에서 물의 증가 또는 재료 비빔 시 손비빔으로 인해 고무대야 바닥에 눌러 붙은 재료까지 골고루 섞이지 않아서 등으로 볼 수 있다.
콘크리트의 물/시멘트비가 낮지 않음에도 불구하고 골재들이 표건상태가 아닌, 기건상태로 물의 흡수율이 높아 물을 5%더 첨가해 묽어졌다. 그로인해 slump치가 증가하여 바닥에 퍼지는 현상이 일어 났다.
공기량 역시, 묽어짐에 따라 콘크리트 비빔이 밀실해져 공간이 없어져 공기량이 작게 나왔을 가능성이 있다. 공기량이 줄었다는 건, 콘크리트 비빔 내에 공간이 줄어들었음을 의미하고 이는 워커빌리티, 펌퍼빌리티가 낮아질 수 있음을 의미한다.
4. 참고문헌
한국콘크리트학회, “콘크리트공학”, 2011. 10. 25, 제3장 콘크리트의 배합설계
강영인 외 6명, “이론과 현장실무 중심의 건축시공학”,대가, 2012. 8. 30 3쇄,

키워드

콘크리트,   배합설계,   배합표,   슬럼프,   Slump,   공기량,   콘크리트 배합설계