4. 콘크리트의 배합설계

1. 4. 콘크리트의 배합설계 1.배합설계 용어의 정의 2. 시험배합의 설계 3. 현장배합으로 고치기

2. 1.배합설계 용어의 정의 1) 배합설계 - 콘크리트 각 재료의 비율을 정하는 것 2) 물-시멘트비(W/C) - 물과 시멘트의 무게비 - 역수는 시멘트-물비(C/W) - 콘크리트 강도에 가장 큰 영향을 줌 3) 설계기준강도(fck) - 설계에서 기준으로 한 소요의 압축강도 - 재령 28일 강도가 기준 4) 배합강도(fcr) - 콘크리트 배합의 목표강도 - 재령 28일 강도가 기준

3. 1.배합설계 용어의 정의 4) 단위량(㎏f/㎥) - 콘크리트 1㎥를 만드는데 필요한 각 재료양(㎏f) 5) 잔골재율(S/a) - 전체 골재량에 대한 잔 골재량의 절대 부피비(%) 6) 시방배합 - 시방서 또는 책임 감리원이 지시한 배합 ※시방서 - 도면으로 나타낼 수 없는 사항을 문서로 적어서 규정한 것 7) 현장배합 - 시방배합을 현장의 골재상태에 맞도록 고친 것

4. 2. 시험 배합의 설계 ※ 배합을 결정하는 방법 -계산에 의한 방법 -배합표에 의한 방법 -시험 배합에 의한 방법 ※ 배합설계의 순서 배합강도결정 W/C비 결정 굵은골재 최대치수 결정 슬럼프값선정 공기량선정 단위수량선정 S/a 선정 C,혼화재료량 선정 단위골재량선정

5. 2. 시험 배합의 설계 1) 배합강도 결정 - 배합강도(fcr)≥설계기준강도(fck) - 배합강도 산출식(큰 값 사용) ① fcr ≥ fck + 1.64S ② fcr ≥ 0.85 fck + 3S 여기서, fcr : 배합강도(Kgf/㎠) fck : 설계기준강도(Kgf/㎠) S : 압축강도의 표준편차(Kgf/㎠) → 추정불가능이나 소규모공사 : S=0.15 fck

6. 2. 시험 배합의 설계 2) W/C 비 결정 - 소요의 강도, 내구성, 수밀성 고려 (1) 압축강도를 기준으로 정하는 경우 a) 시험에 의하여 정하는 경우(원칙) - C/W 비와 f28(재령28일 강도) 의 관계로 결정 b) 시험을 할 수 없는 경우(작은 값 적용) ① W/C=215/(f28 +210) ② W/C=61/(f28 /k+0.34) 여기서, k : 시멘트 강도(Kgf/㎠)

7. 2. 시험 배합의 설계 2) W/C 비 결정 (2) 내동해성을 기준으로 정하는 경우 - 참조 : Page 38. 표 1-12 (3) 수밀성을 기준으로 정하는 경우 - 일반콘크리트 : 55% 이하 3) 굵은 골재 최대 치수의 선정 - 참조 : Page 39. 표 1-13 - 기타 ① 포장콘크리트 :40mm 이하 ② 댐 콘크리트 : 150mm 이하 4) 슬럼프 값의 선정(Page 39. 표1-14) 5) 공기량의 선정(Page 39. 표1-14) - AE콘크리트 : 굵은 골재의 최대 치수에 따름

8. 2. 시험 배합의 설계 6) 단위수량의 선정 - 참조 : Page 38. 표 1-12 - 시험에 의해 정함 7) 잔 골재율(S/a) - 참조 : Page 38. 표 1-12 - S/a = (Vs/Vs+g)*100 8) 단위 시멘트량 선정 - 단위 시멘트량(Kgf/ ㎥)=단위수량/물시멘트비 9) 단위 혼화재료량의 선정 - 혼화제 : 부피계산에 포함되지 않음 - 혼화재 : 부피계산에 포함

9. 2. 시험 배합의 설계 10) 단위 골재량의 선정 - Vs+g(㎥)=1-[(W/1000+C/(Gw*1000)+단위혼화재 량/(혼화재비중*1000)+A/100)] - Vs (㎥)= Vs+g * S/a(잔골재율) - S(Kgf/ ㎥) = Vs * Gs * 1000 - Vg (㎥)= Vs+g - Vs - G(Kgf/ ㎥) = Vg * Gg * 1000

10. 시방배합 실습과제 문1) 다음의 설계 조건과 재료를 사용하여 콘크리트 배합을 설계하라. (1) 설계조건 fck= 180 W=175 S/a=41% A=1.5% 표준편차=0.15*fck K=300 (2) 재료조건 시멘트 : 보통포틀랜드시멘트, 비중=3.15 잔골재 : 표면건조포화상태, 비중= 2.60 굵은골재 : 표면건조포화상태, 비중 2.63, 최대치수 25mm

11. 시방배합 실습과제 문2) 콘크리트 1㎥를 만드는데 필요한 재료량을 다음 배합표를 보고 구하시오.(단, 혼화제량은 시멘트량의 3%로 한다.) (1)단위 시멘트량을 구하시오.(소수넷째자리 반올림) (2)단위골재량의 절대체적을 구하시오. (소수넷째자리 반올림) (3)단위 잔골재량의 절대체적을 구하시오. (소수넷째자리 반올림) (4)단위 잔골재량을 구하시오. (소수첫째자리 반올림) (5)단위굵은골재량을 구하시오. (소수첫째자리 반올림) (6)단위혼화제량을 구하시오. (소수첫째자리 반올림)

12. 시방배합 실습과제 문3) 설계기준강도가 210 Kgf/㎠ 인 콘크리트를 만들려 고 할 때, 배합설계에 쓰이는 물시멘트비(W/C)는 얼마인가? (단, 시멘트강도(K)=370 Kgf/㎠ 이고, 혼화제를 쓰 지 않은 보 통 포틀랜드 시멘트를 사용했으며, 압축강도의 표준편차 (S)=0.15fck 이다. 또한, 소수 2자리에 반올림하여라) 문4) 콘크리트를 설계기준강도 fck=280 Kgf/㎠ 을 갖도록 설 계하려고 한다. 이 때의 배합강도를 구하여라. (단, S=0.2fck)

13. 시방배합 실습과제 문5) 굵은 골재의 최대치수 30mm, 슬럼프값 7.5cm, 물시멘트비 52%, 시멘트비중 3.14, 단위시멘트량 350kg, 잔골재율 34%, 잔골재비중 2.58, 굵은골재비중 2.64, 공기함유량이 5%일 때, 다음 물음에 답하시오. (1) 단위 수량을 구하시오. (2) 골재의 절대부피를 구하시오. (3) 잔골재의 절대부피를 구하시오. (4) 굵은골재의 절대부피를 구하시오. (5) 단위 잔골재량을 구하시오. (6) 단위 굵은골재량을 구하시오.

14. 3. 현장 배합으로 고치기 ▶ 시방배합의 골재상태 - 입도:5mm체를 기준으로 잔골재와 굵은골재로 구분 - 함수상태:표면건조 포화상태 ⇒ 현장의 골재는 보관상태나 환경적인 요인으로 표준적인 골재의 상태가 아님 현장배합이란 시방배합을 현장에 맞는 배합으로 고치는 것이군!. 현장조건에 맞추어 보정 현장 배합

15. 3. 현장 배합으로 고치기 ▶ 현장배합으로 고치기 ① 입도에 대한 보정 ② 표면수에 대한 보정 1) 입도에 대한 보정 - 잔골재(X)=5mm체 통과 시료(S)+5mm체 잔류시료(G) - 굵은골재(Y)=5mm체 통과 시료(S)+5mm체 잔류시료(G) ⇒ 골재의 양은 변하지 않는 점을 이용하여 방정식을 세워 풀이 S=100-a% G=a% G=100-b% S=b% X=현장의 잔골재 Y=현장의 굵은골재

16. 3. 현장 배합으로 고치기 2) 표면수에 대한 보정 - 시방배합 : 골재의 함수상태⇒표면건조포화상태 - 현장골재의 함수상태 ⇒ 표건상태 아님 ⇒ 현장 잔골재(X)의 표면수량 =X*(c/100) ⇒ 현장 굵은골재(Y)의 표면수량=Y*(d/100) ∴ 보정된 단위수량 =시방배합단위수량-(X의 표면수량+Y의 표면수량) 시방 배합의 물의 양 보정 필요 C (잔골재 표면수율.%) d (잔골재 표면수율.%) X=현장의 잔골재 Y=현장의 굵은골재

17. 현장배합 실습과제 문1) 현장골재의 상태가 다음과 같을 때, 아래의 시방배합표를 보고 현장배합으로 고쳐보자. ▶ 현장 골재의 상태 ▶ 시방배합표 (1) 입도에 대한 보정 (2) 표면수에 대한 보정

18. 현장배합 실습과제 문2) 시방 배합으로 단위수량170kgf, 단위시멘트량320kgf, 단위잔골재량 695kgf, 단위굵은골재량 1270kgf이 산출된 콘크리트 배합을 현자 골재의 입도를 고려하여, 현장배합으로 고치면 잔골재와 굵은 골재의 단위 중량은 얼마인가? (단, 모든 값은 상수로 계산하시오.) ※ 현장골재의 조건 ▶잔골재가 NO,4체에 남는양---------2% ▶굵은골재가 NO.4체를 통과하는 양----5% ▶잔 골재의 표면수량---------------3% ▶굵은골재의 표면수량--------------4%

19. 현장배합 실습과제 문3) 다음의 시방 배합을 현장 배합으로 고치시오. (단, 정수로 계산하시오.)

20. 현장배합 실습과제 문4) 시방배합표가 조건1과 같고, 현장골재의 상태가 조건2와 같을 때, 시방배합을 수정하여 현장배합으로 고치고, 1배치에 계량되는 재료의 양을 구하여라. 또한, 모든 값은 상수로 계산하시오. (단, 1배치는 시멘트 3포대를 사용한다.) ▶조건1 ▶조건2 *잔골재 속의 NO.4체에 남은 양 : 5% *굵은골재 속의 NO.4체를 통과하는양 : 3% *잔골재의 표면수량 : 4% *굵은골재의 표면수량 : 2%