)
Vc : 단위시멘트량(l/㎥) Va : 단위공기량(l/㎥)
2) 세골재율(S/A)
세골재율(S/A)을 정하여 모래 및 자갈의 양을 결정한다.
가) 절대 잔골재율은 소요의 워커비리티를 얻을 수 있는 범위내에서 가능한한 작게 하며 골재입도, 공기량, 시멘트량, 혼화제에 따라 변화한다.
나) 잔골재율이 커지면 간극이 많아지므로 단위수량과 단위 시멘트량이 증가한다.
다)
잔골재 입도가 변화하여 조립율이 2.0이상 차이가 날때는 시공연도가 변하므로 배합을 수정할 필요가 있다.
라) 고성능 AE감수제를 사용한 것보다 1-2% 잔골재율을 크게 하는 것이 좋다.
3)
콘크리트 종류
굵은골재 최대치수 선정
일반콘크리트
무근콘크리트
40표준 100이하
부재 최소치수의 1/4이하
철근콘크리트
일반적 큰 단면
20, 25, 40
부재 최소치수 1/5이하
철근순간격의 4/3이하
포장 콘크리트
40이하
댐 콘크리트
150이하
굵은 골재 최대치수 선정
4. 시험비빔과 계획배합
소요의 성능을 가질 수 있다고 생각되는 콘크리트의 각 재료의 단위수량이 구해지면 이에 따른 시험비빔을 실시하여 소요의 성능이 얻어지는지를 확인하고 필요한 수정을 행하여 계획 배합을 결정한다. 시험비빔을 행하기 위해서는 위에서 구한 각 재료의 단위량을 실제로 이용하는 골재의 비중이나 흡수율·함수율에 따라 1배치량을 정한다. 1배치 V(l)의 콘크리트를 비비기 위한 각재료의 소요량은 다음과 같이하여 구한다.
1배치용 시멘트량(kg) = 단위 시멘트량(kg/㎥)
{V(l)} over {1.000}
1배치용 수량(kg) = { 단위수량(kg/㎥)-절건단위 조골재량(kg/㎥)
(함수율(세골재)-
{흡수율(세골재)} over {100}
) 절건단위 세골재량(kg/㎥)
(
{함수율(조골재)`-흡수율(세골재)} over {100}
) 조골재-㎥당 표면활성제용액량(kg/㎥)}
{V(l)} over {1.000}
1배치용 세골재량(kg) = [절건단위 세골재량(kg/㎥) (1+
{세골재`함수율} over {100}
)]
{V(l)} over {1.000}
1배치용 조골재량(kg) = [절건단위 조골재량(kg/㎥) (1+
{세골재`함수율} over {100}
)]
{V(l)} over {1.000}
W/C, 슬럼프 값, 골재와 크기 등이 결정되면 시방배합을 표시하고 이것을 현장배합으로 고치거나 표준배합표를 참고하여 결정한다.
굵은
골재의 최대 값
(mm)
슬럼프(cm)
공기량(%)
물
시
멘
트
비
(%)
잔
골
재
율
(%)
단
위
물
의
양
(kg/㎥)
절대용적(l/㎥)
중량(kg/㎥)
표면활성제의 사용량
(cc/㎥)
또는
(gr/㎥)
소
요
지
정
소
요
지
정
시
멘
트
굵
은
골
재
잔
골
재
시
멘
트
굵
은
골
재
잔
골
재
계획배합(시방뱁합)의 표시법
5. 배합으로 생기는 균열과 대책
가. 배합 불량 및 변경에 따른 균열
콘크리트 설계기준 강도는 구조물의 종류, 규모, 중요도에 따라 구조계산에서 정하고 이를 바탕으로 하여 배합설계하게 되는데, 균열 대책으로서의 콘크리트 배합의 기본은 균질한 양질의 재료, 혼합이 무엇보다 중요하다. 따라서 보통의 콘크리트 일지라도 저질의 골재를 사용하거나 시멘트량, 단위수량 등의 부족 및 증가는 구조물에 균열을 유발시키는 주요인으로 작용하며, 또 혼화재료의 분균일 분산, 장시간 비비기, 염화물이 원인이 되는 경우도 많다.
1) 침하균열
콘크리트는 타설 후 침하하는데 단위수량이 많고, 블리딩이 크면 그 침하는 심하게 나타난다. 블리딩은 콘크리트를 부어넣고 재료의 비중 차이에 따라서 그 현상이 일어나며, 비중이 큰 재료는 블리딩에 상당하는 침하를 일으킨다. 콘크리트의 블리티이 크면 침하균열의 원인이 된다.
침하균열은 길이가 짧고 균열폭은 1mm 이상 도달하여 보통 철근의 위치까지 이르러 철근의 발청원인이 되기도 하고, 블리딩이 진행되는 동안 시멘트 페이스트 부분에 입자의 응집이 생기거나 커져서 응결을 지연시키는 경우도 생긴다.
2) 초기 건조균열
콘크리트를 타설하고, 콘크리트 표면에서 일으키는 수분증발이 블리딩 속도를 넘을 때 또는 콘크리트 응결이 시작되어 콘크리트 내부에 수분이 흡수되어 있는 상태에서 시멘트 페이스트를 구성하고 있는 입자의 결합이 풀려난 까닭으로 약간의 건조에도 균열이 생기는데, 이를 초기 건조균열 혹은 플라스틱균열이라고 한다.
블리딩이 너무 적어도 초기 수축균열이 생기기 쉬우며, 콘크리트 혼합시간이 긴 경우에는 초기 수축도가 크게 되는 경향이 있다. 이와 같은 균열은 미세하면 구조상 유해하지 않은 경우가 많으나 경화 후 내구성에 영향을 끼치는 경우도 있다.
나. 균열저감 및 내구성을 위한 배합대책
침하균열이나 초기건조균열의 발생 원인이 모두 단위수량이 크고, 블리딩이 큰 경우이므로 배합시 시공이 가능한 범위 내에서 단위수량과 슬럼프가 적은 콘크리트로 할 것과 염화물의 혼입량을 줄이는 제한이 필요하다.
또한 초기 건조균열을 제어하기 위해서는 단위수량이 적고, 적당한 AE제를 혼합한 배합이 요구되는데, 단위수량만을 감소시켜 균열을 방지하는 것은 무리지만, 단위수량을 적게 한다는 것은 건조수축률의 감소뿐만 아니라 블리딩, 침하균열감소 및 내구성까지 향상시키는 결과를 가져온다.
배합에서 중요한 것은 오차인데, 특히 시멘트와 물의 계량오차가 영향이 가장 크다. 이를테면 시멘트의 경우 재령 28일에서 1%에 대하여 압축강도가 8kgf/㎠, 물의 계량오차 1%에 대하여 압축강도가 7kgf/㎠ 정도의 변동이 생기므로 시험배합시 계량오차가 나지 않도록 해야 한다.
지금까지의 알아본 것과 같이 콘크리트의 배합설계는 재료의양이나 그 특성에서 관계되는 모든 요소들을 고려하여 배합을 결정한다. 하나라도 소홀히 하게 된다면 그것은 콘크리트의 균열과 또 다른 문제들을 발생시킬 수 있다. 그러므로 콘크리트 배합의 방법과 균열이 발생하는 배합불량의 상황들을 정확하게 알고 배합설계를 해야 한다.
<참고문헌> 「건축재료학」 정상진, 보성각
「건축시공학해설」 이해주, 정학사
「콘크리트구조균열」 문승호, 기문당
「콘크리트의 균열과 대책」전조연, 건설도서
「건축기사실기」 한규대, 보성각