본문내용
1. 콘크리트 배합설계
1.1. 사용재료의 물리적 성질
사용재료의 물리적 성질이다. 시멘트 비중은 3.15 g/cm³이다. 잔골재 비중은 2.90 g/cm³이며, 굵은 골재 비중은 2.71 g/cm³이다. 잔골재 조립율은 2.15이다.
1.2. 설계기준강도에 대한 물-시멘트비 산출법
설계기준강도에 대한 물-시멘트비 산출법이다. 배합강도 f_cr은 설계기준강도 f_ck에 8.5를 더한 값과 같다고 한다. 설계기준강도가 25MPa이므로, 배합강도 f_cr은 33.5MPa이다. 설계기준강도가 21~33MPa인 경우, 물-시멘트비를 구하는 식은 f_28 = -7.6 + 19.0 * C/W이다. 따라서 이 식을 적용하면, 물-시멘트비는 46.2%이다.
1.3. 잔골재율(S/a)와 단위수량의 보정
보정항목에 따라 보정 방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 잔골재율은 조립률이 0.1 증가함에 따라 0.5% 감소하므로, 조립률이 2.15에서 2.8-3.25로 늘어난 경우 잔골재율은 41%에서 36%로 5% 감소한다.
다음으로 단위수량의 경우, 슬럼프가 1cm 증가함에 따라 1.2% 증가하므로, 슬럼프가 120mm에서 80mm로 감소한다면 단위수량은 183kg에서 175kg으로 8kg 감소한다.
공기량은 1% 증가함에 따라 0.5~1.0% 감소하므로, 공기량이 1.5%에서 1.5%로 동일하다면 단위수량은 변화가 없다.
마지막으로 물-시멘트비의 경우, 0.05 증가함에 따라 1% 증가하므로, 물-시멘트비가 46%에서 55%로 변경되면 단위수량이 183kg에서 183kg-1.8kg=181.2kg으로 1.8kg 감소한다.
이를 종합하면, 잔골재율은 41%에서 36%로 감소하고, 단위수량은 183kg에서 175kg으로 8kg 감소했다고 정리할 수 있다. 따라서 각 보정항목에 따른 변화를 고려하여 콘크리트 배합설계를 수정해야 한다.
1.4. 설계 내용
단위 수량(W) = 183kg
단위 시멘트량(C) = 398kg
단위 골재의 절대 용적(Va) = 0.6756 m^3
단위 잔골재량의 절대 용적(Vs) = 0.2432 m^3
단위 잔골재량(S) = 705.3kg
단위 굵은 골재의 절대 용적(Vg) = 0.4324 m^3
단위 굵은 골재량(G) = 1171.8kg
당사가 설계한 콘크리트의 배합은 골재 비율, 단위 수량, 단위 시멘트량 등을 종합적으로 고려하여 결정하였다. 먼저 사용재료의 물리적 성질을 파악하고, 설계기준강도에 따른 물-시멘트비를 산출하였다. 또한 잔골재율과 단위수량을 적절히 보정하여 배합설계의 최적화를 도모하였다. 이를 토대로 배합표시와 배치당 재료량을 산출하여 경제적이면서도 품질 좋은 콘크리트를 생산할 수 있도록 하였다. 이와 같은 체계적인 배합설계 과정을 거쳐 시공 현장에 적합한 콘크리트를 제공하고자 하였다.
1.5. 배합표시
굵은골재 최대치수 25mm, 슬럼프 12cm, 공기량 1.5±0.5%, 물-시멘트비 46%, 잔골재율 41%, 단위 수량 183kg, 단위 시멘트량 398kg, 단위 잔골재량 705.3kg, 단위 굵은골재량 1171.8kg이다. 배치당 재료량은 물 1.83L, 시멘트 3.98kg, 잔골재 7.053kg, 굵은골재 11.718kg이다.
콘크리트 배합설계 시 사용재료의 물리적 성질과 설계기준강도에 대한 물-시멘트비 산출법, 잔골재율(S/a)와 단위수량의 보정 등을 고려하여 설계 내용을 결정하고, 이를 배합표시와 배치당 재료량으로 나타낸다. 이는 균질한 콘크리트를 제조하기 위한 필수적인 과정이다.
1.6. 배치당 재료량
배치당 재료량은 콘크리트 1 m³를 배합하기 위한 각 재료의 양을 의미한다. 본 실험에서는 10 L(0.01 m³)의 배치량을 기준으로 각 재료의 양을 산출하였다.
물은 1.83 L이며, 시멘트는 3.98 kg, 잔골재는 7.053 kg, 굵은 ...
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