콘크리트 배합설계

배합설계란

콘크리트 배합설계는 시멘트, 물, 골재, 혼화재료의 비율과 사용량을 정하는 과정이다.

목표는 요구 강도, 내구성, 워커빌리티를 함께 만족시키는 것이다.

물과 물-시멘트비

물을 많이 넣으면 묽어져 작업은 쉬워지지만 강도와 내구성은 떨어진다.

물-시멘트비는 시멘트 질량 대비 물 질량의 비다. 작을수록 압축강도가 커진다.

그래서 워커빌리티를 얻는 범위에서 단위수량은 최소로 두고 물-시멘트비를 정한다.

배합설계 순서

배합설계는 재료 품질시험부터 시작한다.

이어서 최대치수, 슬럼프, 공기량을 정하고 배합강도와 물-시멘트비를 결정한다.

다음으로 단위수량과 잔골재율을 정하고 절대용적법으로 골재량을 계산한다.

계산한 배합으로 시험배치를 해 슬럼프와 공기량을 재고, 필요하면 수정한다.

시방배합과 현장배합

시방배합은 골재를 표면건조포화상태로 보고 정한 설계 기준 배합이다.

현장배합은 시방배합을 현장 골재의 함수 상태와 입도에 맞게 고친 배합이다.

현장 골재는 표면건조포화상태가 아니므로 함수량과 입도를 반영해 고쳐야 한다.

시방배합을 그대로 쓰면 실제 단위수량이 달라져 강도와 워커빌리티가 변한다.

단위수량 보정 계산

같은 배합이라도 현장 잔골재의 표면수에 따라 단위수량을 보정해야 한다.

현장 잔골재에 포함된 표면수량은 S × Qs ÷ 100으로 구한다.

700 × 3 ÷ 100은 21이므로 표면수량은 21kg/㎥이다.

현장배합 단위수량은 시방 단위수량에서 이 값을 뺀 139kg/㎥가 된다.

보정 폭은 약 13%로, 현장에서 흔히 보는 범위의 보정량이다.

헷갈리는 점과 채점 포인트

시험에서 자주 틀리는 실수는 세 가지다.

첫째, 시방배합을 그대로 현장에 쓰는 것이다. 현장 골재는 SSD 상태가 아니다.

둘째, 혼화제 희석수를 빼먹는 것이다. 희석수는 단위수량에 포함해야 한다.

셋째, 굵은 골재 최대치수를 임의로 고르는 것이다. 철근콘크리트 기준을 확인한다.

정리

배합설계는 재료 품질시험에서 시작해 시험배치로 시방배합을 확정하는 순서다.

시방배합은 기준값, 현장배합은 현장 골재 상태에 맞게 고친 값이다.

기출은 절차를 순서대로 쓰고 시방배합과 현장배합의 차이를 설명하는 형태였다.