콘크리트 1 3 6 | 콘크리트 믹스 디자인 128 개의 가장 정확한 답변

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hello dears.
in this video we will be learning about concrete mix design.
remember! Concrete mix design is the procedure of finding the ratio of ingredients of concrete.
like
1:2:4
1:3:6
1:4:8
1:5:10
1:1.5:3 etc.
so Concrete mix design is the decision of selecting a best ratio for concrete.
as there are many methods used for mix design of concrete.
like
1) Arbitrary method.
2) Minimum voids method.
3) Fineness modulus method.
4) Maximum density method.
5) Water cement ratio method.
6) Absolute volume method. etc…..
lets explain one in above and lets try method 2
Based on this method, particles should be selected to fill up the voids between large particles with smaller particles and so on.
1)Little more fine aggregates (sand) will fill the voids of coarse aggregates (crushed stone).(which may be 15%)
2)And little more Binding materials (cement) will fill the voids of fine aggregates (sand).(which is 10%)
example: Example : test result shows, 36% voids in crushed stone and 28% in coarse sand. Design the mix for concrete.
solution: lets watch the video.
some other important links:
how to find slope of stair:
https://www.youtube.com/watch?v=VlVSvM746uI
Quantity survey:
https://www.youtube.com/watch?v=fCuGzkwlqTE\u0026list=PLkqQL18wHNCue8D3ubdFpK6bnFyIg6EPu
Land survey:
https://www.youtube.com/watch?v=6ujrkL59uFU\u0026list=PLkqQL18wHNCs40pso05CRa5rje4FwSmaO
interview questions with answers:
https://www.youtube.com/watch?v=DeyA5aekSXQ\u0026list=PLkqQL18wHNCsD3KfTxeDnxrzH5QIsKI0K
engineering problems with solutions:
https://www.youtube.com/watch?v=TBhR8NLknsk\u0026list=PLkqQL18wHNCs0MRp-PepuCb5Ccdno8_-T
RCC design etc.
https://www.youtube.com/watch?v=KBL5qGFmr0w\u0026list=PLkqQL18wHNCsB1F2-d41XoKkBi9eHBOOc
public health engineering:
https://www.youtube.com/watch?v=XBOpOE4a-N0\u0026list=PLkqQL18wHNCviZaGTEfbo8CmcyUgUgMZG
Area and volume calculation:
https://www.youtube.com/watch?v=i6bCiO8xfdg\u0026list=PLkqQL18wHNCtt3EwuyXazHt33xEeQ7zga
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thank you for watching….

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콘크리트의 배합 설계 예제(난이도 下) – 발표Q&A – Daum 카페

콘크리트 용적 배합비 1:3:6 (시멘트:모래:자갈)이고 물시멘트비가 70% 일때 콘크리트 1㎥당 각 재료량 및 물의 양을 산출하시오[90′].

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Source: m.cafe.daum.net

Date Published: 3/1/2021

View: 3864

콘크리트 배합비에 관하여 – 건축기사 한솔아카데미

안녕하세요 교수님. 강의를 듣던 중 콘크리트 배합비 (예: 1:2:4 또는 1:3:6) 의 경우. 이 기준이 부피 기준 배합비인지 중량 기준 배합비인지 궁금 …

+ 여기에 자세히 보기

Source: archi.inup.co.kr

Date Published: 10/10/2021

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콘크리트와 배합설계와 그 방법 – Civil Engineering

① 용적 배합 : 시멘트, 잔골재, 굵은 골재를 각각 용적으로 계량하여 1 : 2 : 4 또는 1 : 3 : 6 과 같은 배합비로 표시.

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Source: civileng7.tistory.com

Date Published: 12/2/2021

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콘크리트의 배합설계 – MADE FOR ALL

배합설계 용어의 정의 1) 배합설계 – 콘크리트 각 재료의 비율을 정하는 것 2) 물- … (6) 단위 굵은골재량을 구하시오. 3. 현장 배합으로 고치기.

+ 더 읽기

Source: mydaum00.tistory.com

Date Published: 12/9/2021

View: 1045

콘크리트의 배합설계 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전

굵은 골재 조건편집 · 거푸집 양 측면 사이 최소거리의 1/5 · 슬래브 두께의 1/3 · 개별 철근, 다발철근, 긴장재 또는 덕트 사이 최소 순간격의 3/4.

+ 여기를 클릭

Source: ko.wikipedia.org

Date Published: 3/1/2021

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주제에 대한 기사 평가 콘크리트 1 3 6

• Author: Engineer Boy
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• Date Published: 2018. 5. 12.
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콘크리트의 배합 설계 예제(난이도 下)

PPT에 있는 예제는 조금 난이도가 있었습니다. 사실 난이도보다 여러가지 표들을 함께 보면서 전체값을 보정해야 하는 Batch 때문에 복잡해 보였습니다. 하지만 건축기사 시험에는 실제로는 좀 더 개념 적인 문제들이 많습니다.

[예제1]

콘크리트 용적 배합비 1:3:6 (시멘트:모래:자갈)이고 물시멘트비가 70% 일때 콘크리트 1㎥당 각 재료량 및 물의 양을 산출하시오[90′]

Gc(시멘트의 비중)=3.15

Gs,Gg(모래,자갈의 비중)= 2.65

Gw(물의비중)=1,

Wc(시멘트의 단위용적중량)=1.5 t/㎡

Ws,Wg(모래,자갈의 단위용적중량)=1.7 t/㎡

Ww(물의 단위용적중량)= 1 t/㎡

[풀이] 1: m: n = 1: 3: 6

비벼내기량 (V) = 시멘트+모래+자갈+물의 부피

부피=용적중량/비중이므로, V= 1*Wc/ G c + 3* W s/ G s + 6 W g/ G g + W c*x(물시멘트비)

= 1.5/3.15 + 3*1.7/2.65 + 6*1.7/2.65 + 1.5*0.7

1. 시멘트 소요량 C=1/V*1500=1/7.3*1500 = 205kg/40kg=5.14포대

2. 모래소요량 S=m/V=3/7.3=0.41 ㎥

3. 자갈소요량 G=n/V=6/7.3=0.82㎥

4. 물소요량 W=C*x%=205*0.7=143.5kgl

[예제2]

설계 기준 강도 fck=45Mpa (고강도 콘크리트)를 30회 이상 시험하여 결정된 배합강도는?

[풀이]

f ck >35MPa 이므로 , 30회 이상 실험한 경우 표준편차 s=1

fcr= fck+1.34s = 45+1.34*1=46.34

fcr=0.9fck+2.33s = 0.9*45 + 2.33*1=42 83

두 값중 큰 값으로 배합강도를 정해야 구조적으로 안전하므로 fcr=46.83 MPa

건축기사 한솔아카데미

답변입니다.

우선 1:2:4등은 부피배합이 맞습니다.

그리고 이 적산식은 물시멘트비나 잔골재율,공기량,재료비중, 중량이 없는

한마디로 시험용 기준이라고 보시면 됩니다.(조건이 없을때 일반적인 값)

시멘트만 예를 들어도 비중에 따라 무게가 달라지고,모래,자갈도 마찬가지죠

보통 시멘트는 중량으로 모래,자갈은 체적으로 표현하니 암기하시고

체적(절대체적)은 비중x중량을 곱해서 구하는데 모래든 자갈이든 조건이 없으니

그냥 일반적인 값(시험용)이라고 보시면 됩니다.

시멘트320kg도 체적을 알려면 비중을 알아야 정확한 체적이 나오겠죠

보통 시멘트1m3당 단위중량을 1500kg으로 보는데 이것도 정확한게 아닙니다.

*실제 배합은 실무에서 따로 배우시고,시험용으로 암기 하세요*

콘크리트와 배합설계와 그 방법

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※ 좋은 Concrete

① 경화후 강도, 내구성 및 수밀성 등의 필요한 성질을 충분히 가질 것.

② 아직 굳지 않았을 때는 시공이 용이할 것.

③ 경비가 가장 적게 들 것.

Concrete의 배합이란 : Concrete를 만드는 각 재료의 비율을 말한다. 즉 시멘트, 물, 잔골재, 굵은 골재, 혼화재료를 가장 경제적으로 소요의 워커빌리티, 소요강도,내구성,내화성,수밀성 등을 얻을 수 있도록 그 혼합비율을 선정하는 것이다. 소요의 품질 및 workability를 갖는 여러 방법중① 단위수량이 최소되고,② 가장 경제적이고③ 안전한 구조물이 될 수 있도록 해야하며 배합 선정시에는 다음과 같은 concrete가 되도록 정해야 한다.- 첫째 : 균일한 concrete를 만들기 위하여 타설할 수 있는 가장 된 반죽질기, 즉 최소 슬럼프의 concrete- 둘째 : 경제적으로 이용할 수 있고 concrete를 打設하는제 支障이 없는 한 最大値數의 골재를 利用- 셋째 : 파괴 작용에 대하여 충분히 저항할 수 있는 강도를 가진 concrete- 넷째 : 재해되는 하중에 대하여 충분히 저항할 수 있는 강도를 가진 concrete 가 되어야 하며 배합설계법에는 다음과같은 방법이 있다.1) 배합참고표에 의한 배합2) 골재공극에 의한 방법: 공극이 최소로 되게하는 법, 즉 최대밀도의 concrete를 만드는 것3) 시험적 배합방법: 물-시멘트비나 워커빌리티로부터 구하는 방법, 즉 소요의 워커빌리티를 주는 콘크리트 중에서 단위수량이 최소가 되도록 굵은 잔골재비를 시험적으로 구하고 소요의 강도 기타의 성질과 물-시멘트비와의 관계로부터 단위 시멘트량을 구하는 방법※ 배합의 종류① 용적 배합 : 시멘트, 잔골재, 굵은 골재를 각각 용적으로 계량하여 1 : 2 : 4 또는 1 : 3 : 6 과 같은 배합비로 표시.② 중량 배합 : 모든 재료를 중량으로 측정③ 복식 배합 : 프랑스, 벨기에에서 시행하는 방법으로 모든 경우에 잔골재 400ℓ, 굵은 골재 800ℓ를 기준으로 하고 이에 대한 시멘트300㎏, 600㎏과 같이 중량으로 지정하는 방법이다.1) 시방배합시방배합이란 배합을 설계하기 전에 구조물의 크기, 모양, concrete의 강도, 노출상태 등을 알고서 시방서 또는 책임기술자에 의하여 지시된 배합으로① 잔골재는 전부 NO. 4체를 통과하고② 굵은 골재는 전부 NO.4체에 남으며③ 골재는 전부 표면 건조 포화상태에 있으며④ 혼화제는 물타지 않은 것을 cc 또는 g으로 표시한다.※ 시방배합의 표시법

굵은 골재의 최대치수 슬럼프의 범위 공기량 범 위 단위수량 (w) 단위 시멘트량 (c) 물, 시멘트비 (w / c) 절 대 잔골재율

(s / a) 단 위 잔골재율 (s) 단위 굵은골재율 (G) 단 위 AE제량 mm cm % kg kg % % kg kg cc, g

2) 현장배합

현장배합이란 현장에서 사용되는 골재는 시방배합에 꼭 합치하도록 되 있는 것은 없기 때문에 시방배합에 합치하도록 현장에서 재료의 상태와 계량밥법에 따라 정한 배합을 말한다.

① 골재에 관하여

ⓐ NO.4 체에 남는 잔골재 중의 과대입의 양

ⓑ NO.4 체를 통과하는 곩은 골재중의 과소입의 양

② 수량(水量)에 관하여 표면건조포화상태의 골재가 아니라면

ⓐ 습윤상태라면 표면수에 관하여

ⓑ 기건상태라면 흡수량 대하여 보정을 해야 한다.

③ 이상과 같은 골재량 및 사용수량 수정 방법

ⓐ 골재량 수정 방법

잔골재중 NO. 4 체에 잔류량이 a %

굵은 골재중 NO. 4체에 통과량이 b %

시방배합에서의 잔골재 및 굵은 골재의 중량을 각각 S, G

그리고 계량할 현장의 잔골재 및 굵은 골재의 중량을 x, y라 하면

※ 보통 시산법(試算法)을 사용하여 2차계산에서 끝마쳐도 지장은 없다.ⓑ 수량(水量) 수정 방법시험결과 잔골재의 표면수량이 S의 c%굵은골재의 표면수량이 G의 d%현장에서 계량하여야 할 잔골재, 굵은골재 및 물을 각각 x’, y’, z’라 하고(ⅰ) 표면 수량일 때를 생각하면(ⅱ) 흡수량일때는 c, d가 (-)가 된다.※ 골재를 용적으로 계량할 때는 그 골재의 표면건조포화상태의 단위중량으로 나누면 되고※ 조립률(F.M)이 2.25인 모래에서 표면수가 40% 일 땐 표면건조포화상태의 부피의 약 15%가 팽창한다.

배합설계 순서에 들어가기 전에 각 재료에 대한 다음성질을 알고 있어야 한다.

◦ 시멘트- 비중 (우리나라의 보통 포틀랜드의 비중은 일반적으로 3.14)

◦ 잔골재 – 비중, 입도, 조립율, 표면수량, 흡수량 및 단위용적중량

◦ 굵은 골재 – 비중, 입도, 조립율, 표면수량, 흡수량 및 단위용적중량

이상의 성질을 알고 난후 다음과 같은 순서를 밟아야 한다.

1) 배합설계순서

① 물 – 시멘트비 (w/c)의 결정

② 슬럼프치의 결정 (워커빌리티)

③ 굵은 골재의 최대치수의 결정

④ 절대 잔골재율(s/a) 의 결정

⑤ 단위수량의 결정 (⑤′제재표량의 결정, ⑤ ” 강도시험)

⑥ 시방배합 산출 및 조정

⑦ 현장배합으로의 수정

이상 열거한 것을 각 항목별로 자세히 설명하면 다음과 같다.

가) 물-시멘트비(w/c) 의 결정

혼합할 concrete의 시멘트 풀 중에 있는 물과 시멘트와의 중량비를 말하며 소요압축강도, 내구성, 및 수밀성을 가지는데 필요한 w/c를 개별적으로 구하여 이 중 최소치를 취하여야 한다.

ⓐ 압축강도로부터 w/c를 결정하는법

① 적당범위내의 3종이상의 다른 시멘트-물(c/w)을 가지는 concrete에 대하여 c/w-ƒ28 곡선을 만든다. 각 c/w에 대한ƒ28 치는 3개 이상의 공시체로서의 ƒ28 평균치를 말한다.

② 배합설계에 쓰는 w/c는 전기한 c/w-ƒ28 선에서 목표로 하는 압축강도 ƒr 에 대응하는 c/w의 역수로서 정해진다. 이 ƒr 은 부재를 설계할 때 기준으로 한 재령 28일의 concrete의 압축강도 ƒ28에 적당한 증가계수 α를 곱한 것이다.

◦ 우리나라 표준 품셈에서는 115%가 적절한 것으로 하였다.

◦ 변동계수는 감독을 충분히 하는 현장에서는 13%～18% (15%기준)

<콘크리트표준시방서.한국콘크리트학회.1999. 53쪽 참조>

현장 콘크리트의 압축강도 시험값이 설계기준강도 이하로 되는 확률은 5%이하여야 하고 또한 압축강도 시험값이 설계기준강도의 85% 이하로 되는 확률은 0.13%이하여야한다. 또한 배합강도는 다음 두식의 값중 큰 값을 적용한다.

구 조 물 의 종 류 슬럼프 최대치(㎝) 매시브한 concrete (큰 교각, 큰 기초 따위) 5 어느정도 매시브 (교각, 두터운 벽, 기초 아아치) 8 두터운 슬래브 5

s : 표준편차( kg / cm2 ), 다만 공사초기에 그 값을 추정하기가 불가능 하거나 소규모 공사에서는 0.15 fck로 적용한다③ 압축시험은 KSF2405에 따라야 한다.부득이 시험을 하지 못하였을 경우에는 다음식을 이용한다.보통포틀랜드시멘트 사용시f 28 = -210 + 215 c/w여기서도 w/c는 ƒ28에 ƒr(배합강도)를 대입하여 풀어서 얻어야 한다.배합강도(ƒr) = 설계기준강도 ×α( 증가계수 : 보통 1.15)ⓑ 내구성으로부터 물 – 시멘트비 (w/c)를 결정하는 경우ⓒ 수밀성으로부터 물 – 시멘트비를 결정하는 경우(무근 55%이하, 얇은 단면 45%, 매시브 53%) (146쪽)※ 시멘트의 최소사용수량 및 최대사용수량의 제한소요강도 외에 ①내구성, ②수밀성, ③특히 철근의 녹방지, ④부착력 확보를 위해 제한하고 있다.◎ 단위시멘트량 = 단위수량 ÷ w/c (58쪽)◦ 단위시멘트량의 예 (1㎥당)철근콘크리트에서는 300㎏이상, 콘크리트 포장에선 260～320㎏댐 concrete 내부 160㎏이상, 댐외부 230㎏을 표준 (1996. 포장34,댐32)◦ 최대단위수량은포장에서는 150㎏/㎥, 댐 concrete에서는 120㎏/㎥ 보통 120㎏/㎥를 표준나) 슬럼프치의 결정 (워커빌리티)- 워커빌리티는 직접 측정할 수 없으므로 슬럼프시험을 하여 판단한다.(동일한 슬럼프에서도 워커비릴티가 같지 않으므로)재료의 분리나 breeding에 주의한다.- 구조물의 종류, 형상, 치수 및 시공 및 다짐에 따라 다르다.- 진동기를 쓸 경우 슬럼프값은 일반적으로 5～12㎝, 단면이 큰 경우 2.5～10㎝, 무근 2.5～8㎝◦ 슬럼프의 최대치

ⓐ 무근 concrete

ⓑ 철근 concrete

ⓒ concrete포장은 2.5㎝이하로 한다.

ⓓ 댐 concrete은 3～5㎝

다) 굵은 골재의 최대 치수의 결정

굵은 골재 최대 치수가 클수록 일반으로 워어커빌리티가 크게 되고 시멘트의 사용량도 적어지고 또한 수량도 적어져서 경제적인 콘크리트가 된다.

ⓐ 무근 concrete

․ 100㎜이하를 표준으로하고 부재최소치수의 1/4이하

․ 매시브한 콘크리트 (큰 교각, 큰 기초 따위) 80～100

․ 어느정도 매시브한 콘크리트 (교각, 두터운 벽, 큰 아치) 50～80

․ 두터운 슬래브 40～50

ⓑ 철근 콘크리트의 굵은 골재의 최대치수

․ 슬래브, 기둥, 보, 벽 (일반적인 것) 25 ㎜

․ 확대기초 (단면이 큰 경우) 40 ㎜

․ 지하벽 케이슨 50 ㎜

ⓒ 콘크리트 포장

굵은 골재의 최대치수는 50㎜이하로서 concrete 슬래브의 최소 두께의 1/4을 넘어서는 안된다.

ⓓ Dam 콘크리트

일반적으로 150㎜이상를 표준으로 한다.

ⓔ 골재의 입도

골재의 입도는 workablilty에 영향을 미치므로 표준입도에 맞게 하면 좋다.

라) 절대 잔골재율 (s/a) 및 단위수량(w) 결정

◦절대 잔골재율이란 골재중 NO.4체를 통과한 부분을 잔골재로 보고 NO.4체에 걸린 부분을 굵은 골재로 보아서 산출한 잔골재량과 골재전량과의 절대 용적비를 백분율로 나타낸 것을 말한다.

◦ 잔골재율이란 (S / (S+G)) 잘골재량과 골재전량과의 중량비

ⓐ 절대 잔골재율은 소요의 워커빌리티를 얻을 수 있는 범위내에서 단위수량이 최소가 되도록 시험에 의해서 정해야 한다.

ⓑ 어떤 워어커빌리티에 대하여 시멘트 풀의 사용량(또는 단위수량)을 최소로 되게 하는 절대 잔골재율이 있는데 주어진 물-시멘트비 및 워어커빌리티에 가장 적합한 s/a를 구하는 방법은 시험배치에 대한 시험적 방법이 가장 좋다

마) 시방배합의 산출 및 조정

이상 말한 표를 사용하여 콘크리트 1㎥을 만드는데 필요한 재료의 양을 산출하여 보자.

ⓐ 재료량을 산출하는데는 절대용적법을 사용한다.

※ 절대 용적법 : concrete중에 빈틈이 없이 concrete 1㎥를 만든데 필요한 각 재료 즉, 시멘트, 물, 자갈과 공기량을

더하면 1㎥가 된다는 것이다.

ⓑ 계산법

① 콘크리트 1㎥ 만드는 데 필요한 물, 시멘트, 모래, 자갈의 중량을 W, C, S, G, 이들의 절대용적을 Wv, Cv, Sv, Gv,

비중을 Ws, Cs, Ss, Gs 라고 할 때

② Cs, Ss, Gs 는 시험에 의하여 정하는 것이고, Ws = 1 이므로

③ W = Wv 이어서 시험을 할 필요가 없다.

(ⅰ) C의 계산 C = W × (C / W)

∴ Cv = (C / Cs)로서 Cv를 알 수 있다.

(ⅱ) 그리고 갇힌 공기량이 있을시엔

Wv + Cv + Sv + Gv + A = 1

Sv + Gv = 1 – (Wv + Cv + A ) 로 된다.

∴ Sv = (Sv +Gv ) × Sv / (Sv + Gv)

Gv = (Sv + Gv ) – Sv

∴ G = Gv × Gs

S = Sv × Ss 로서 W, C, S, G를 간단히 구할 수 있다.

바) 시적 배합 조정법

ⓐ 과거 경험이나 표를 참고하여 적당하다고 생각되는 s/a보다 약간 큰 s/a를 선정한다.

s/a를 고정해 두고 소요슬럼프를 얻을 때까지 시멘트 페이스트량을 가감한다.

이때 슬럼프 1㎝를 크게(작게)하려면 사용수양을 1.2% 크게(작게)하면 된다. 소요 슬럼프을 얻었을 때는 사용수량을 산출함은 물론 워커빌리티 대해서도 검토요.

ⓑ ⓐ보다 s/a를 조금 적게 취하여 ⓐ의 계산을 반복한다.

ⓒ 이와 같이 s/a를 조금씩 적게 선정해 가면서 소요워커빌리티를 얻는 데 필요한 단위수량도 감소되고 concrete 1㎥당 재료비도 적게 든다. 그러나 s/a를 너무 적게 하면 콘크리트가 거칠어 지고 재료의 분리가 일어난다.

ⓓ 이상과 같은 시험배치를 되풀이하여 적당한 워커빌리티가 되는 범위내에서 가장 경제적인 배합을 선정한다.

※ 시험배치를 만들 경우 보통재료를 쓴 콘크리트에서는 다음 관계가 성립한다.

◦ w/c를 일정히 해두고 s/a를 1% 증가시켜서 같은 슬럼프의 concrete를 얻으려면 단위수량을 1.5㎏정도 크게 하면 된다

◦ 슬럼프를 일정(수량일정)히 해두고 w/c를 변화시킬 때는 시멘트량 증가에 대하여 골재(주로 잔골재)의 중량을 0.84㎏씩 감소시킨다.

0.84 = 3.14 – 2.65 = 시멘트 비중 – 골재의 비중

ⓔ w/c가 다른 수종의 concrete를 만들어서 시험결과 소요강도(경우에 따라서는 내구성이나 수밀성)를 얻을 수 있는 최적의 물-시멘트비를 결정한다.

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위키백과, 우리 모두의 백과사전

콘크리트의 배합설계는 현장에서 요구되는 작업에 적합한 콘크리트의 성질 및 이러한 콘크리트의 배합시 의도한 강도 및 내구성과 워커빌러티를 갖는 콘크리트를 만들기 위하여 각 재료의 비율 또는 사용량을 고려하여 콘크리트를 배합하기 위한 사전 계획 및 작업이다.

배합설계는 이처럼 현장에서 요구되는 목적에 맞는 콘크리트배합 방법인 시방배합과 이를 위한 사전 테스트 작업인 시험배합 그리고 현장의 재료상태에 맞게 시방배합을 조정하는 현장배합으로 구분할 수 있다.

진행과정 [ 편집 ]

콘크리트의 시방배합은 일반적으로 아래의 순서로 시험배합의 경험치를 통해서 얻게된다. 순서는 책마다, 나라마다 약간씩 차이가 있을 수 있다.[1][2][3][4]

시멘트의 비중, 골재의 비중, 입도, 흡수량, 단위 용적중량, 마모율 등 사용재료의 품질을 시험한다. 배합강도 결정 굵은 골재 최대치수와 굳지 않은 콘크리트의 슬럼프 및 공기량을 결정한다. 구조물의 종류 및 용도를 고려하여 물-시멘트비를 결정한다. 단위수량이나 단위시멘트량 및 혼화재량을 결정한다. 잔골재율은 콘크리트의 워커빌러티를 얻는 범위에서 최소가 되도록 한다. 잔골재량 및 굵은 골재량을 결정한다. 시방배합 산정 후 실험실 및 현장배합의 시험배치를 통해 배합을 수정한다.

PCA 배합설계 [ 편집 ]

포틀랜드 시멘트 협회(PCA)는 배합설계 절차를 다음과 같이 제시하고 있다.

강도조건 평가 [ 편집 ]

설계강도를 f c ‘, 표준편차를 s라고 하면 배합강도 f cr ‘은 통계적으로

f c r ′ = f c ′ + 1.34 s {\displaystyle {f_{cr}}’={f_{c}}’+1.34s}

만일 표준편차가 큰 경우는 ACI가 제시한 다음의 식을 쓸 수도 있다.

f c r ′ = f c ′ + 2.33 s − 3.45 {\displaystyle {f_{cr}}’={f_{c}}’+2.33s-3.45}

위 두 개의 식 중 큰 값을 배합강도로 정한다. 표준편차는 30회 이상의 시험으로부터 결정되어야 하는데, 만일 표준편차가 15-30회의 시험으로부터 정해졌다면 표준편차 s에 수정계수 F를 곱한 수정 s’을 사용해야 한다.(중간 시험횟수는 선형보간해서 F 구함)

시험 횟수 F 15 1.16 20 1.08 25 1.03 30 이상 1.00

만약 15회 미만의 시험이 진행되었으면 위에서 말한 두 개의 식 대신 다음 식을 통해 배합강도를 구한다.(단위 : MPa)

설계강도 f c ‘ 배합강도 f cr ‘ < 21 f c ' + 7.0 21 - 35 f c ' + 8.5 > 35 f c ‘ + 10.0

물-시멘트비 결정 [ 편집 ]

원래는 압축강도와 물-시멘트비 곡선을 기존 시험데이터들을 이용해 곡선을 그려서 물-시멘트비를 결정하지만 기존 시험 데이터를 이용할 수 없다면 3개의 시험배치를 서로 다른 물-시멘트비로 만들어서 유사한 곡선을 그려 물-시멘트비를 결정한다. 다음 표는 데이터가 전혀 없는 경우 시험배합에 대한 물-시멘트비 추정에 사용된다.(ACI 211.1 & 211.3)

28일 콘크리트 배합설계강도(MPa) 물-시멘트 중량비 공기연행 콘크리트 비공기연행 콘크리트 48 – 0.33 41 0.32 0.41 35 0.40 0.48 28 0.48 0.57 21 0.59 0.68 14 0.74 0.82

작은 프로젝트의 경우 책임기술자의 허락을 얻으면 시험 배합 대신 더욱 보수적인 다음 표를 쓸 수 있다.((ACI 318), 1999) 시험배치에는 아래 표가 아닌 위의 표를 쓴다.

28일 콘크리트 배합설계강도(MPa) 물-시멘트 중량비 공기연행 콘크리트 비공기연행 콘크리트 17 0.54 0.67 21 0.46 0.58 24 0.40 0.51 28 0.35 0.44 31 * 0.38 35 * *

* : 비공기연행, 공기연행 콘크리트 강도가 31, 28MPa을 초과하면 콘크리트 배합은 현장데이터 또는 시험배합으로 결정해야 함.

물-시멘트비는 노출조건에 따라 제한된다. 노출조건이 안 좋을수록 더 작은 물-시멘트비가 주어진다. 강도와 노출조건에 대한 물-시멘트비 중 더 작은값을 배합설계에 사용한다.

노출조건 최대 물-결합재비 최소설계기준압축강도 f c ‘ (MPa) 동결융해, 제빙화학제 또는 공격적 물질로부터 보호된 콘크리트 강도, 작업성, 마감 필요성에 따라 선택 구조 조건에 따라 선택 습윤 상태에서 동결융해 또는 제빙화학제에 노출된 콘크리트 0.45 30 제빙화학제, 염, 소금물, 바닷물에 노출되거나 이런 종류들이 살포된 콘크리트의 철근 부식 방지 0.40 35

황산염 노출조건 시멘트 종류 최대 물-시멘트비 무시 특별히 없음 – 보통(바닷물) 2종 외 0.5 심함 5종 외 0.45 매우 심함 5종 외 0.40

굵은 골재 조건 [ 편집 ]

입도가 크며 치밀한 골재를 쓰면 경제적인 배합을 할 수 있다. 큰 골재는 소요수량을 최소화하고 단위용적당 소요시멘트량을 감소시킨다. 둥근 골재를 쓰면 동일 워커빌리티를 얻는 데 더 적은 수량이 필요하므로 더 유리하다.

조건 굵은 골재 최대치수 거푸집 치수 최소 순간격의 1/5 철근 또는 프리스트레싱 텐던 사이 순간격 최소 순간격의 3/4 철근과 거푸집 순간격 최소 순간격의 3/4 무보강 슬래브 두께의 1/3

다음으로 잔골재의 조립률을 산정한다. 조립률이 작으면 워커빌리티가 좋아지고 시멘트량이 적은 배합에 쓰이기 좋다. 잔골재의 조립률을 계산했으면 다음 굵은 골재 계수 표를 이용해 콘크리트 단위용적당 굵은 골재 용적을 결정한다. 굵은 골재 계수를 굵은 골재 절대건조 봉다짐 밀도에 곱하면 굵은 골재 건조 중량[kg/m3]이 된다.

굵은골재의 공칭 최대치수 (mm) 잔골재 조립률에 따른 단위 용적당 봉다짐 굵은골재의 용적 조립률 2.40 2.60 2.80 3.00 9.5 0.50 0.48 0.46 0.44 12.5 0.59 0.57 0.55 0.53 19 0.66 0.64 0.62 0.60 25 0.71 0.69 0.67 0.65 37.5 0.75 0.73 0.71 0.69 50 0.78 0.76 0.74 0.72 75 0.82 0.80 0.78 0.79 150 0.87 0.85 0.83 0.81

공기연행 조건 [ 편집 ]

공기 노출 조건, 동결 융해 조건, 제빙 화학제 노출 조건에 따라 공기연행 조건이 달라진다. 비공기연행 콘크리트는 갇힌 공기, 공기연행 콘크리트는 갇힌 공기와 연행 공기의 합을 본다. 다음 표에 따라 정한다.

구분 공칭 굵은 골재 최대치수(mm) 9.5 12.5 19 25 37.5 50 75 150 비연행 공기 콘크리트 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0.3 0.2 연행 공기 콘크리트 가벼운 노출 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 보통 노출 6.0 5.5 5.0 4.5 4.5 4.0 3.5 3.0 심각한 노출 7.5 7.0 6.0 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0

가벼운 노출 : 동결 융해 및 제설제에 노출되지 않는 실내, 외 조건.

보통 노출 : 약간 동결조건에 노출되나, 콘크리트가 동결 이전 장시간 수분이나 자유수에 노출되지 않음. 제설제에 노출되지 않음. 젖은 흙에 노출되지 않는 외부 보, 기둥, 벽 등

심각한 노출 : 콘크리트가 제설제, 자유수에 노출됨. 교량, 교량 상판, 연석, 수로, 터널 라이닝 등.

공기량은 보통과 심각한 노출에 대해 목표치와 1-2% 오차 이내로 운송되어야 한다.

워커빌리티 조건 [ 편집 ]

구조체에 따라 슬럼프값을 결정한다.

구조체 슬럼프(mm) 최대 최소 철근콘크리트 기초벽, 푸팅 75 25 무근 푸팅, 케이슨, 지하구조 벽 75 25 보와 철근콘크리트 벽체 100 25 건물 기둥 100 25 포장 및 슬래브 75 25 매스 콘크리트 75 25

수량 조건 [ 편집 ]

모난 골재나 부순돌에 대해서 근사 배합수 조건은 다음 표를 참고하여 정한다.

구분 슬럼프(mm) 공칭 최대 골재 크기(mm) 9.5 12.5 19 25 37.5 50 75 150 비연행공기 콘크리트 25-50 207 199 190 179 166 154 130 113 75-100 228 216 205 193 181 169 145 124 150-175 243 228 216 202 190 178 160 – 연행공기 콘크리트 25-50 101 175 108 160 150 142 122 107 75-100 202 193 184 175 165 157 133 119 150-175 216 205 197 184 174 166 154 –

배합수량의 단위는 kg/m3이다. 만약 다른 골재 형상을 쓴다면 수량을 감소시킬 수 있다.

골재 형상 수량 감소량(kg/m3) 압각형 12 부순돌 포함 골재 21 둥근 자갈 27

결합재량 조건 [ 편집 ]

결합재량은 물의 질량(배합수량[kg/m3])을 물-시멘트비로 나누어서 결정한다. PCA 배합설계에선 심각한 동결융해, 제빙제, 황산염에 노출된 콘크리트 최소시멘트량을 334kg/m3, 수중 타설 콘크리트에는 385kg/m3 이상의 시멘트량을 권장한다.

슬래브같은 평탄작업이 필요한 구조에서는 다음의 최소시멘트량을 규정한다.

공칭 굵은 골재 최대치수 결합재(kg/m3) 37.5 280 25.0 310 19.0 320 12.5 350 9.5 360

혼화재료 및 잔골재 조건 [ 편집 ]

혼화재료 제조업자들이 제공하는 소요 혼화재료 양을 이용해 혼화재료 조건을 정하고, 잔골재 조건으로 넘어간다. 예를 들어 어떤 AE제가 100kg의 시멘트에 1% 공기량을 발생시키는 데 6.6mL 들어간다고 하면, 4%공기량이 목표치이고 시멘트량이 334.9kg/m3인 경우 필요한 AE제 양은 6.6 m L × 4 × 334.9 k g / m 3 100 k g = 88.2 m L / m 3 {\displaystyle 6.6mL\times 4\times {\frac {334.9kg/m^{3}}{100kg}}=88.2mL/m^{3}} 이다.

중량배합 설계법에서는 굳지 않은 콘크리트 총 중량 산정을 위해 다음 표를 쓴다. 잔골재 중량은 총 중량에서 나머지 재료들의 중량을 빼서 정한다.

공칭 굵은 골재 최대치수(mm) 비공기연행 콘크리트 중량 추정(kg/m3) 공기연행 콘크리트 중량 추정(kg/m3) 9.5 2276 2218 12.5 2305 2228 19.0 2347 2276 25.0 2376 2311 37.5 2412 2347 50.0 2441 2370 75.0 2465 2394 150 2507 2441

절대용적 배합설계법에선 콘크리트 단위용적에서 공기 용적과 배합수, 굵은 골재, 시멘트 용적을 빼서 잔골재 용적을 정한다. 잔골재 용적은 단위중량을 써서 변환한다. 잔골재, 굵은 골재의 중량-용적 변환에는 표면건조 포화상태(SSD) 비중이 쓰인다. 예컨대 시멘트 비중이 3.15, 시멘트량이 334.9kg/m3, 배합수량 144kg/m3, 건조 자갈 1232kg/m3, 비중 2.6, 공기량 4%, 잔골재 비중 2.4인 조건에서 잔골재 용적과 잔골재량을 구하면 물의 단위중량이 1000kg/m3이므로

V c e m e n t = 334.9 k g / m 3 3.15 × 1000 k g / m 3 = 0.106 m 3 / m 3 {\displaystyle V_{cement}={\frac {334.9kg/m^{3}}{3.15\times 1000kg/m^{3}}}=0.106m^{3}/m^{3}} V w a t e r = 144 k g / m 3 1 × 1000 k g / m 3 = 0.144 m 3 / m 3 {\displaystyle V_{water}={\frac {144kg/m^{3}}{1\times 1000kg/m^{3}}}=0.144m^{3}/m^{3}} V g r a v e l = 1232 k g / m 3 2.6 × 1000 k g / m 3 = 0.474 m 3 / m 3 {\displaystyle V_{gravel}={\frac {1232kg/m^{3}}{2.6\times 1000kg/m^{3}}}=0.474m^{3}/m^{3}} V a i r = 4 % = 0.04 m 3 / m 3 {\displaystyle V_{air}=4\%=0.04m^{3}/m^{3}}

이들 용적합은 0.724m3/m3이고 단위용적에서 이 용적합을 빼서 잔골재 용적을 정한다.

V s a n d = 1 m 3 / m 3 − 0.724 m 3 / m 3 = 0.236 m 3 / m 3 {\displaystyle V_{sand}=1m^{3}/m^{3}-0.724m^{3}/m^{3}=0.236m^{3}/m^{3}} m s a n d = 0.236 m 3 / m 3 × 2.4 × 1000 k g / m 3 = 566.6 k g / m 3 {\displaystyle m_{sand}=0.236m^{3}/m^{3}\times 2.4\times 1000kg/m^{3}=566.6kg/m^{3}}

표면수량 보정 [ 편집 ]

시멘트 수화반응에는 표면건조 포화상태(SSD) 골재의 함수량을 초과하는 자유수가 쓰인다. 배합설계에서는 골재의 함수상태를 고려해서 배합수와 골재 중량을 보정해야 한다. 골재의 함수량이 SSD 함수량 이상인 경우, 배합수량을 골재 표면수량만큼 감소시키고, 이하인 경우 수량을 추가한다. 굵은 골재 조건, 잔골재 조건을 산정할 때 중량을 건조상태로 가정했었기 때문에 골재에 흡수되는 수량을 고려하여 배합수량을 보정해주어야 한다.

보정된 배합수량 = 배합수량 – 건조자갈량 × (자갈 함수량 – 자갈 흡수율) – m sand × (잔골재 함수율 – 잔골재 흡수율) 습윤 자갈 = 건조자갈량 × (1 + 함수량) 습윤 모래 = m sand × (1 + 함수율)

시험배합 [ 편집 ]

시험배치를 만든다. 3개의 φ150×300mm 원주형 공시체를 만들고 28일 양생한 뒤 압축강도 시험을 한다. 여기에 굳지 않은 콘크리트 공기량, 슬럼프를 시행한다. 압축강도, 공기량, 슬럼프가 요구 조건을 만족하지 않을 경우는 배합을 다시 조절하여 시험배합해야 한다.

PCA 소규모 현장 콘크리트 배합 [ 편집 ]

배합설계는 대규모 현장에 적용된다. 단위용적 콘크리트보다 적은 콘크리트가 소요되는 현장에는 다음 두 표를 각각 중량 콘크리트 배합, 용적 콘크리트 배합에 쓸 수 있다. 콘크리트 배합의 소요 중량 또는 용적이 주어지면 표에 나온 비율과 곱해서 각 재료의 중량 또는 용적을 얻을 수 있다.

중량 배합에 대한 표

공칭굵은골재 최대치수(mm) 공기연행 콘크리트 비공기연행 콘크리트 시멘트 습윤 잔골재 습윤 굵은 골재 배합수 시멘트 습윤 잔골재 습윤 굵은 골재 배합수 9.5 0.210 0.384 0.333 0.073 0.200 0.407 0.317 0.076 12.5 0.195 0.333 0.399 0.073 0.185 0.363 0.377 0.075 19 0.176 0.296 0.458 0.070 0.170 0.320 0.442 0.068 25 0.169 0.275 0.493 0.063 0.161 0.302 0.470 0.067 37.5 0.159 0.262 0.517 0.062 0.153 0.287 0.500 0.060

부순돌 사용 시 단위용적 콘크리트에 굵은 골재 50kg 감소, 잔골재 50kg 증가시킴.

용적 배합에 대한 표

공칭굵은골재 최대치수(mm) 공기연행 콘크리트 비공기연행 콘크리트 시멘트 습윤 잔골재 습윤 굵은 골재 배합수 시멘트 습윤 잔골재 습윤 굵은 골재 배합수 9.5 0.190 0.429 0.286 0.095 0.182 0.455 0.272 0.091 12.5 0.174 0.391 0.348 0.087 0.167 0.417 0.333 0.083 19 0.160 0.360 0.400 0.080 0.153 0.385 0.385 0.077 25 0.154 0.346 0.423 0.077 0.148 0.370 0.408 0.074 37.5 0.148 0.333 0.445 0.074 0.143 0.357 0.429 0.071

혼합 용적은 각 재료 용적 합계의 2/3

콘크리트 표준시방서의 배합설계 [ 편집 ]

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다음은 대한민국에서 사용하는 콘크리트 표준시방서의 배합설계 과정이다.

강도조건 평가 [ 편집 ]

f c k ≤ 35 M P a {\displaystyle f_{ck}\leq 35MPa}

f c r = f c k + 1.34 s {\displaystyle f_{cr}=f_{ck}+1.34s} f c r = ( f c k − 3.5 ) + 2.33 s {\displaystyle f_{cr}=(f_{ck}-3.5)+2.33s}

f c k > 35 M P a {\displaystyle f_{ck}>35MPa}

f c r = f c k + 1.34 s {\displaystyle f_{cr}=f_{ck}+1.34s} f c r = 0.9 f c k + 2.33 s {\displaystyle f_{cr}=0.9f_{ck}+2.33s}

위 두 개의 식 중 큰 값을 배합강도로 정한다. 표준편차는 30회 이상의 시험으로부터 결정되어야 하는데, 만일 표준편차가 15-30회의 시험으로부터 정해졌다면 표준편차 s에 수정계수 F를 곱한 수정 s’을 사용해야 한다.(중간 시험횟수는 선형보간해서 F 구함)

시험 횟수 F 15 1.16 20 1.08 25 1.03 30 이상 1.00

만약 15회 미만의 시험이 진행되었거나 데이터가 없으면 위에서 말한 두 개의 식 대신 다음 식을 통해 배합강도를 구한다.(단위 : MPa)[22]

설계강도 f ck 배합강도 f cr < 21 f ck + 7.0 21 - 35 f ck + 8.5 > 35 1.1 f ck + 5.0

물-결합재비 결정 [ 편집 ]

원칙적으로는 서로 다른 물-결합재비를 가진 공시체를 배합, 28일간 표준양생하여 압축강도 시험한 다음 압축강도와 물-결합재비의 관계를 정한다. 그러나 굵은 골재 최대치수가 40mm인 경우 압축강도 범위에 따른 물-결합재비(B/W)와 f 28 의 관계를 다음 식으로 계산할 수도 있다.

AE제 미사용 콘크리트

i f 16 ≤ f 28 ≤ 23 M P a , f 28 = − 13.9 + 23.0 B / W {\displaystyle if\quad 16\leq f_{28}\leq 23MPa,\ f_{28}=-13.9+23.0B/W} i f 23 < f 28 ≤ 33 M P a , f 28 = − 7.6 + 19.0 B / W {\displaystyle if\quad 23

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