<건축재료학> -콘크리트- (Concrete)

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1 <건축재료학> -콘크리트- (Concrete)
담당교수 : 이찬식 교수님 <1조> 이상률 김영민

2 -콘크리트- (Concrete) 콘크리트(Concrete) = (골 재)+(Cement paste)+(혼화재료)
= (모래, 자갈류)+(시멘트 +물)+(혼화재료) ※Mortar =잔골재 + Cement paste (골재에 모래만을 사용한 것)

3 -콘크리트의 조성- 골재 : 콘크리트의 약 70%를 차지하며 충전재의 역할.
Cement paste : 콘크리트의 약 30%를 차지하며 골재 알갱이 사이를 매우면서 교착하여 콘크리트를 일체화 시키는 역할을 하므로 콘크리트의 성질이 Cement paste 의 특성에 크게 영향을 받는다.

4 -콘크리트의 특징- <장 점> <단 점> 압축강도가 크다.
상온에서의 열팽창계수가 강재와 거의 같아 강재와의 협력성이 뛰어나다. 비교적 내수적이며 자유로운 형상 제작이 가능하다. 재료를 소량으로 나누어 운반을 할 수 있고 그 입수가 편하고 제법과 응용이 간단하고 쉽다. 국내에서는 대체로 자원이 풍부한 편이므로 비교적 염가이다. <단 점> 중량이 크다. 인강강도와 신율이 작아 구조체에서는 철근과 합성시킨 철근콘크리트 구조로 채용. 경화 또는 건조에 따라 큰 수축이 발생되는데, 자체적으로는 능력이 작아 균열이 발생하기 쉽다. 현장 타입 부적절시 시공이 조잡하게 되는 경향이 있다. 검사와 수정이 곤란하며, 파괴 또한 어렵다. 백화, 결로, 균열의 우려가 있어 하자 기간이 장기화된다. 굳을 때까지 기간이 장기화되어 공기가 지연되며, 거푸집공사의 경우 설치, 양생중 존치, 제거 과정이 추가된다.

5 -콘크리트의 종류- AE 콘크리트 쇄석콘크리트 경량콘크리트 수밀콘크리트 (방수콘크리트 ) Ready-Mixed 콘크리트
Prepacked 콘크리트 기포 콘크리트 차폐(가림)용 콘크리트

6 (※콘크리트 제성질의 변화에 물시멘트비의 영향이 크다.)
-콘크리트의 배합- 배합비(mixing proportion) : 시멘트, 물, 골재의 혼합비율. (※콘크리트 제성질의 변화에 물시멘트비의 영향이 크다.) 물시멘트비(water cement ratio)=> w/c로 표기. w/c : 시멘트에 대한 물의 중량비. 잔골재율 : 잔골재와 굵은 골재의 절대용적의 합에 대한 잔골재,절대용적의 백분율. 단위수량 : 타입 직후의 1m³ 콘크리트 내에 포함된 전수량으로 부터 골재의 내부에 포함되어 있는 흡수량을 뺀 수량.

7 -콘크리트의 배합설계- <배합설계 목표> 소요의 시공연도를 얻는다. 소요강도와 내구성이 얻어진다.
가장 경제적인 것으로 한다. 위 3가지 목표를 달성하기 위해서, 소요강도와 내구성에 적합한 w/c비를 정한다. 결정소요의 주도가 얻어지는 범위 내에서 단위수량은 가능한 한 최소가 되게 결정한다. 소요 시공연도가 얻어지는 범위 내에서 단위수량을 최소로 하는 잔골재율을 결정한다.

8 -콘크리트의 배합설계 순서- (1)설계기준강도(Fc)와 배합강도(F). F ≥ Fc + T + 1.73σ(㎏f/㎠)
설계기준강도는 구조계산에서 기중으로 한 콘크리트의 압축강도로서 150, 180, 210, 240(㎏f/㎠) 등을 표준으로 한다. 배합설계는 아래 두 가지 식을 만족하도록 정한다. F ≥ Fc + T  σ(㎏f/㎠) F ≥ 0.8(Fc + T) + 3σ (㎏f/㎠) 여기서, F - 콘크리트의 배합강도 Fc - 설계기준강도(㎏f/㎠) T - 기온에 의한 콘크리트 강도 보정치(㎏f/㎠) σ - 콘크리트 강도의 표준편차

9 -콘크리트의 배합설계 순서- (2)시멘트 강도 K 결정. (3) W/C비 결정. -시멘트의 28일 강도(시험압축강도)
:시멘트의 28일 압축강도는 KS 표준시험방법에 의하여 구하거나 신뢰할 수 있는 자료 및 수업교재 63p 표 4.2의 단기재령의 시험강도로부터 구할 수 있다. (3) W/C비 결정. -2개 이상의 값이 다른 W/C비로 콘크리트의 공시체를 만들고, 강도시험을 하여 소요강도가 얻어지는 W/C비의 값을 설정한다. 시험할 시간적 여유가 없는 경우는 참고문헌 등에 입각하여 설정해도 된다. 특히, W/C = 61/(F/K )라는 식은 신뢰성이 높은 일반적인 방법으로 활용하는 경우가 많다.

10 -콘크리트의 배합설계 순서- (4) 슬럼프(Slump). (5) 단위 시멘트량 C의 결정.
콘크리트의 운반 · 타설 등의 시공을 용이하게 하기 위해서는 슬럼프가 큰 콘크리트가 요구되게 쉽다. 18cm 이하로 규정.(건축공사 표준시방서) (5) 단위 시멘트량 C의 결정. -단위 시멘트량 C(㎏/m³)는 단위수량 W(kg/m³)와 물시멘트비 χ(%)로부터 C = W*100/χ(kg/m³) 식에 의하여 구할 수 있다,

11 -콘크리트의 배합설계 순서- (6) 공기량. (7) 골재량. -AE제, AE감수제 및 고성능 AE 감수제를 사용한 콘크리트의
공기량은 4%이상 6%이하로 규정하고 있다. (건축공사 표준시방서) (7) 골재량. -콘크리트의 소요 성능으로부터 단위수량, 단위 시멘트량, 공기량이 정해지면 다음 식으로부터 골재량을 정할 수 있다. => 골재량(절대용적) (ℓ/m³) = 1,000 - 단위수량- 단위 시멘트량 – 단위 공기량 쇄골재율을 정하여 모래 및 자갈의 양을 결정한다. 모래 및 자갈의 용적이 구해지면, 각각의 비중을 곱하여 모래, 자갈의 중량을 구하여 배합이 결정된다.

12 -콘크리트의 배합설계 순서- (8) 계획배합의 표시.
-콘크리트의 각 재료의 단위량이 구해지면 이에 따른 시험 비빔을 실시하여 소요의 성능이 얻어지는지를 확인하고 계획배합을 결정한다. 계획배합의 표시방법(건축공사 표준시방서)은 수업교재 66p 표 4.6과 같다. (9) 콘크리트 배합의 조정. -각 재료의 단위량이 정해졌지만, 이것은 골재의 함수상태가 절건 또는 표건상태로 계산되었기 때문에 시험배합을 하는 경우 에는 실제 사용하는 골재의 함수상태에 의한 보정을 필요로 한다.

13 -현장사례-

14 -현장사례-

15 -현장사례-

16 -현장사례-

17 3.굳지 않는 콘크리트의 성질 3.1시공연도 (1)콘크리트를 완성하기 위한 타설 작업의 난이정도 (2)시공연도의 시험방법
1)슬럼프시험 2)진동식 컨시스턴시시험

18 (3)시공연도에 영향을 주는 사항 1)단위수량, 시멘트 페이스트양 2)혼화재료 3)공기량 4)비빔시간 3.2 재료분리, 블리딩 1)굳지 않은 콘크리트 재료가 운반,타입, 굳힘을 하는 동안의 진동은 재료 분리를 촉진 시킴 2)블리딩:분리된 물이 떠오르는 현상 3)Laitance,침강

19 4.경화 콘크리트의 성질 4.1 강도성상 강도특성에는 압축, 인장,휨,전단, 철근과의 부착강도 등의 특성을 들수 있다. 일반적으로 콘크리트의 강도는 압축강도를 의미하는 경우가 대부분이다. 4.2강도원칙 (1)강도이론 물시멘트비설 Fc=A/B^X 시멘트물비설 Fc=K(ax+b) k=시멘트 강도 공극설 Fc=A+B(c/v) c=시멘트 절대 용적

20 4.3 강도에 영향을 주는 인자 (1)골재 (2)시멘트 (3)배합 (4)시공방법:충전방법 ,양생,재령 양생이란? 콘크리트 다짐 후부터 시멘트의 수화작용이 지속되어 강도 발생이 충분히 진행되도록 보호하는 것 양생의 중요 요소: 온도, 습도

21 4.4 강도 (1)압축강도 (2)인장강도 (3)휨강도 (4)전단강도

22 4.5 탄성적 성질 응력도 증가에 따라 변형도가 커지다가 종국에는 축의 파괴에 이른다.
강도가 작은 콘크리트일수록 같은 응력도에 대한 변형도는 크게 나타난다. 압축의 경우 최대 응력도 때의 변형도는 20~30*10^-4 이지만 그것 이후의 응력도-변형도의 관계는 하중을 가하는 방법에 따라 여러가지 형태로 나타난다.

23 4.6 강도 이외의 제성질 (1)중량 콘크리트의 중량은 골재의 비중 및 단위골재량에 크게 지배된다. (2) 체적변화 콘크리트는 수분의 변화, 온도의 변화, 또 하중에 의해서 체적변화가 생긴다 1)건조수축 2)온도변화에 의한 체적 변화 3) 불에 대한 성질 4)수밀성

24 5)내구성 콘크리트의 중성화 콘크리트의 동결, 융해에 대한 저항 해수의 작용에 대한 저항