콘크리트 배합설계

콘크리트 배합설계 콘크리트 실험실

개 요 소요의 강도, 내구성, 수밀성 및 작업에 적합한 워커빌리티를 얻을 수 있도록 물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 혼화재료를 가장 경제적으로 이용해서 혼합비율을 선정.

배합 선정시 고려사항  필요한 강도를 가질 것.  충분한 내구성을 가질 것.  설계·시공상 허용되는 범위 내에서 가능한 한 큰 최대 치수의 골재를 이용할 것.  작업이 가능한 범위 내에서 최소의 단위수량을 이용 할 것.

배합의 종류 1. 시방배합 ▷ 시방서 또는 책임 기술자에 의해 지시되는 배합. ▷ 골재는 표면건조 포화상태. ▷ 잔골재는 5mm체를 모두 통과하고, 굵은 골재는 5mm체에 남는 골재 를 기준으로 정한 배합. 2. 현장배합 골재의 표면수량, 흡수량, 입도 상태 등을 고려하여 시방배합의 콘크리트가 현장 상태에 적합하게 조정을 행한 배합

배합설계의 순서

배합설계의 순서 재료의 시험 배 합 설 계 시 험 혼 합 배 합 결 정 배합설계를 하기 전에 사용재료의 시험을 행하여 시멘트 및 골재의 비중, 골재의 입도(조립율, 최대치수), 함수량(표면수량, 흡수량) 단위용적질량을 구해둔다. 배합강도 산출  물·시멘트비 선정  굵은골재의 최대치수, 슬럼프, 공기량 결정  잔골재율, 단위수량 선정  콘크리트의 각 재료량 산출 계산결과를 이용하여 시험혼합을 행한다. 시험혼합의 결과값을 시방배합으로 한다. 시방배합을 현장 상태에 맞게 수정하여, 현장배합으로 한다.

배합강도 산출 일반적으로 다음과 같은 두 개의기준으로 배합강도에 대한 기준을 정한다. a. 현장콘크리트의 압축강도 시험값이 설계기준강도 이하로 되는확률은 5%이하라야 한다. b. 압축강도 시험값이 실제 기준강도의 85%이하로 되는 확률은 0.13%이하라야 한다.

배합강도 산출 i) 다음 두 식의 값 중 큰 값을 사용한다. a. 의 조건에 충족시키는 배합강도식 b. 의 조건에 충족시키는 배합강도식 현장콘크리트의 압축강도 시험값이 설계기준강도 이하로 되는 확률은 5%이하라야 한다. 여기서, : 배합강도(kgf/cm2) 압축강도 시험값이 실제 기준강도의 85%이하로 되는 확률은 0.13%이하라야 한다. : 설계기준강도 (kgf/cm2) : 압축강도의 표준편차

배합강도 산출 ※ S값 구하는 방법 (예) 설계기준강도가 210kgf/cm2일 때 실험을 통해 3개의 콘크리트 공시체를 만들어 압축강도를 측정한 결과, 압축강도가 210, 250, 260 kgf/cm2을 얻었다. 이때, 표 준편차는? 풀이> 압축강도 평균값, 표준편차,

배합강도 산출 ii) ◁ [변동계수(%) 값이 주어질 경우] 여기서, : 증가계수 ※ 증가계수 구하는 방법. - 다음 두 식의 값 중 큰 값을 사용한다. 현장콘크리트의 압축강도 시험값이 설계기준강도 이하로 되는 확률은 5%이하라야 한다. 압축강도 시험값이 실제 기준강도의 85%이하로 되는 확률은 0.13%이하라야 한다. a. 의 조건에 충족시키는 증가계수식 b. 의 조건에 충족시키는 증가계수식 : V = 변동계수

배합강도 산출 iii) 공사초기에 표준편차의 정보가 없거나, 소규모 이면서 구조적으로 중요하지 않은 현장에서는 다음과 같이 적용할 수 있다.

물 ·시멘트비 선정 - 물·시멘트비는 콘크리트에 요구되는 강도, 내구성, 수밀성과 그 외 균열저항성 및 강재를보호하는 성능을 고려하여 결정. • i) 압축강도를 기초로 해서 물·시멘트비를 정하는 경우 ▶ 시험에 의해 정하는 것을 원칙으로 하며, 공시체는 재령 28일을 사용 ▶ 물·시멘트비, w/c = 215 / (f28 +210)

물·시멘트비 선정 [표 7.5] 내동해성을 고려한 AE콘크리트의 최대 물·시멘트비(%) • ii) 내구성을 기초로 해서 물·시멘트비를 정하는 경우 ▶ 포틀랜드 시멘트를 이용하는 경우 그 값은 [표7.5]의 값이하로 하여야 한다. 1) 수로, 교대, 교각, 옹벽, 터널의 라이닝공 등으로서 수면에 가까워 물로 포화되는 부분 및 이들 구조물외에 보, 슬래브 등으로서 수면으로 부터 떨어져 있기는 하나 융설, 유수 등 때문에 물로 포화되는 부분 2) 단면의 두께가 20cm 정도 이하인 구조물. 3) 단면이 두꺼운 경우에도 보통의 경우와 같다.

물·시멘트비 선정 iii) 수밀성을 기초로 해서 물·시멘트비를 정하는 경우 ▶ 무근·철근 콘크리트에서는 55%이하. ▶ 댐의 외부콘크리트, 부재가 크고 매스콘크리트로서의 균열 대책이 요 구되는 경우에는 60%이하.

굵은골재 최대치수, 슬럼프, 공기량 결정 1) 굵은골재 최대치수는 부재의 최소치수의 1/5 및 철근의 최소수평, 수직 간격의 3/4을 초과해서는 안된다. 구조물 종류에 따른 굵은 골재 최대치수는 다음과 같다. [표 7.3] 구조물의 종류에 따른 굵은골재 최대치수

굵은 골재최대치수, 슬럼프, 공기량 2) 슬럼프의 표준값은 다음과 같이 정하고 있다. [표 7.4] 슬럼프의 표준값

굵은 골재최대치수, 슬럼프, 공기량 3) 공기량의 표준값은 다음과 같이 정하고 있다. [표] 공기량의 표준값

잔골재율, 단위수량 선정 [표 7.7] 콘크리트와 단위굵은골재용적, 잔골재율 및 단위수량의 표준값

잔골재율, 단위수량 선정 [표 7.7]의 기준조건은 물 ·시멘트비 = 55% 슬 럼 프 = 8cm 잔골재의 조립율 = 2.8 이다. 만약, [표7.7]의 기준조건과 다를 경우 다음 [표7.8]을 이용 하여 잔골재율과 단위수량을 보정한다.

잔골재율, 단위수량 선정 [표 7.8] 배합의 보정표

단위수량(W) C = (kg) 물·시멘트비(W/C) 단위수량 단위시멘트량 공기량 V = 1 – [ + + ] (m3) 물비중×1000 시멘트비중×1000 100 콘크리트의 각 재료 단위량 산출 i) 단위 시멘트량 ii) 단위골재의 절대 용적

단위량 산출 ii) 단위 잔골재량 단위 잔골재량 = (단위잔골재 용적) × (잔골재 비중) × 1000 = (단위골재의 절대용적) × (잔골재율) × (잔골재 비중) × 1000 iii) 단위골재의 절대 용적 단위굵은골재량 = (단위굵은골재의 용적) × (굵은골재 비중) × 1000 = (단위골재의 절대용적) × (굵은골재율) × (굵은골재 비중) × 1000 = (단위골재의 절대용적-단위잔골재 용적) × (굵은골재 비중) × 1000 iii) 단위 AE제량 단위 AE제량 = (단위시멘트량) × (혼화제량)

시 방 배 합 - 계산에 의해 구한 각 단위량에 기초하여 시험혼합을 한다. i) 시험 혼합을 한 결과, 슬럼프 · 공기량이 소정의 값이 되지 않을 때는 [표 7.7], [표 7.8]을 이용하여 배합을 보정하고 다시 시험혼합을 행하여, 소정의 슬럼프 · 공기량의 콘크리트를 제작한다. ii) 다음으로 슬럼프 · 공기량을 일정하게 유지하면서, 잔골재율을 조금씩 변화시켜 소정의 워커빌리티를 얻을 수 있는 범위내에서 단위 수량이 최소로 되는 배합(잔골재율이 최소인 배합)을 시방배합으로 한다.

시 방 배 합 [표 7.1] 시방배합의 표시법 주) 1) 포졸란반응성 및 잠재수경성을 갖는 혼화재를 사용할 경우 물·시멘트비는 물·결합재비로 된다. 2) 혼화재는 물타지 않은 것을 ml/m3또는 g/m3로 표시한다.

현 장 배 합 - 시방배합이 결정되면, 현장의 상태에 맞게 수정하여 현장배합으로 한다.

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