물-시멘트비와 물-결합재비

정의

물-시멘트비는 단위시멘트량에 대한 단위수량의 질량비다.

단위수량은 콘크리트 1㎥를 만드는 물의 양이고, 단위시멘트량은 시멘트의 양이다.

일반 콘크리트의 물-시멘트비는 대략 0.40에서 0.60 범위에 있다.

원리

물-결합재비가 작을수록 시멘트 수화 후 남는 모세관 공극이 줄어든다.

조직이 치밀해지므로 압축강도가 높아지고, 투수성과 염해 침투 속도가 낮아진다.

다만 물이 너무 적으면 수화가 불완전해지고 워커빌리티가 나빠진다.

혼화재와 물-결합재비

혼화재를 쓰면 시멘트만 기준으로 한 비율로는 품질을 설명하기 어렵다.

플라이애쉬, 고로슬래그 미분말, 실리카퓸 같은 혼화재도 결합재 역할을 한다.

그래서 시멘트와 혼화재를 합한 결합재 질량으로 나눈 것이 물-결합재비다.

예를 들어 W=165, C=300, P=60이면 W/B는 46%이고, W/C는 55%가 된다.

배합 결정 절차

강도 기준과 내구성 기준을 각각 구한 뒤 더 엄격한 값을 고른다.

강도 기준은 시험배합이나 관계식으로 구하고, 내구성 기준은 노출 등급별 상한으로 정한다.

두 값 중 작은 쪽을 채택하고, 단위결합재량은 C = W ÷ (W/B)로 계산한다.

노출 조건이 엄격할수록 W/B 상한은 낮아진다.

노출 조건별 상한

W/B 상한은 콘크리트 표준시방서와 노출 등급 규정에 따른다.

제빙화학제가 쓰이면 45% 이하, 수밀성이 요구되면 50% 이하로 한다.

탄산화 저항성을 고려하면 55% 이하로 한다.

표의 값은 상한이다. 동결융해나 해양 환경처럼 엄격하면 더 낮은 값을 쓴다.

흔한 실수

첫째, 혼화재를 쓴 배합에서 물-시멘트비만 적는 것이다.

둘째, 강도 조건만 보고 동결융해나 수밀성 같은 내구성 조건을 빠뜨리는 것이다.

셋째, 물-결합재비와 강도의 관계를 반대로 쓰는 것이다.

채점에서는 정의, 강도와의 반비례 관계, 노출 조건별 상한이 핵심이다.

정리

두 지표의 차이를 정리한다. 물-시멘트비는 시멘트 기준, 물-결합재비는 결합재 전체 기준이다.

W/B가 작을수록 공극이 줄어 강도와 내구성이 높아지지만 워커빌리티는 떨어진다.

설계에서는 강도 기준과 노출 기준 중 더 작은 W/B를 채택한다.