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콘크리트 배합 설계(Concrete Mix Design)

콘크리트 배합 설계(Concrete Mix Design)목차1.실험의 목적2. 실험 준비 및 실험 방법가. 실험준비┗가-(1) 실험용 도구나. 실험방법 및 순서┗나-(1). 설계조건┗나-(2) 물 시멘트비 및 슬럼프치, 단위수량 결정┗나-(3) 단위량 계산┗나-(4) 실험과정3. 실험 결과 및 분석가. 실험결과가-(1) 실험 데이터나. 분석4. 참고문헌콘크리트 배합 설계(Concrete Mix Design)1.실험의 목적콘크리트의 배합 설계란 콘크리트를 만들기 위한 각 재료의 비율 또는 사용량 결정을 하는 것을 말하며, 좋은 콘크리트를 만들기 위해서는 시멘트(C)●물(W)●골재(S, G)●혼화재 및 혼화제 등의 적절한 배합비를 결정해야 한다.?소요강도를 얻을 수 있을 것.?적당한 워커빌리티를 가질 것.?균일성을 가질 것.?내구성을 지닐 것.?수밀성 및 강재보호 기능을 가질 것.?경제적일 것.2. 실험 준비 및 실험 방법가. 실험준비가-(1) 실험용 도구●배합설계 시: 고무대야, 삽(스쿱), 고무망치(기포제거용), 시멘트, 자갈, 모래, 물, 혼화재등●슬럼프 시험 시: 슬럼프 콘(밑면의 안지름이 200mm, 윗면의 안지름이 100mm, 높이가 300mm인 금속제 절두원추형), 다짐봉(지름 16mm, 길이 60mm인 곧은 원형 강봉. 끝은 반구형으로 둥글게 되어 있는 것)●공기량 측정 시: 공기량 측정기나. 실험방법 및 순서나-(1) 설계조건 (s: 압축강도의 표준편차(MPa))f _{ck`} LEQ 35MPa 인 경우f _{ck`} SUCC 35MPa 인 경우f _{cr} =f _{ck} `+`1.34s`(MPa)f _{cr} =(f _{ck} -3.5)`+`2.33s`(MPa)▶둘 중에 큰 값으로 적용한다.f _{cr} =f _{ck} `+`1.34s`(MPa)f _{cr} =0.9f _{ck} `+`2.33s`(MPa)▶둘 중에 큰 값으로 적용한다. (실험횟수가 29회 이하일 때 표준편차의 보정 계수)시험횟수표준편차의 보정계수151.16201.08251.0330이상1.00 (압축강도의 시험횟수가 14회 이하인 경우의 배합강도)설계기준강도f _{ck`} `(MPa)배합강도f _{cr`} `(MPa)21 미만f _{ck} +721 이상 35 미만f _{ck} +8.535 초과f _{ck} +10▶시험횟수가 14회 이하이므로, 을 적용하여 설계기준강도(f _{ck}) 와 배합강도(f _{cr})을 설정 한다.●설계기준강도(f _{ck})= 27MPa●배합강도(f _{cr})=f _{ck}+8.5 = 27 + 8.5 = 35.5 MPa나-(2) 물 시멘트비 및 슬럼프치, 단위수량 결정▶콘크리트 참고 배합표를 이용하여●물 시멘트비(W/C) = 45%●슬럼프 = 18cm●잔골재율 42.3%●단위수량 202kg/m ^{3}나-(3) 단위량 계산최소량 설계를 해야하므로,Max[공시체 3개, 슬럼프통, 공기량측정기]공시체 1개당 100x200(mm)의 부피를 가지는 원기둥 이므로원기둥 부피 =pi r ^{2} h =pi TIMES (50) ^{2} TIMES 200 = 1570796mm ^{3}TIMES `10 ^{-9} = 0.00157m ^{3}공시체 1개당 0.00157m ^{3} 이므로, 3개는 0.00157m ^{3} x 3 = 0.00471m ^{3}●공시체 3개 = 0.00471m ^{3}●슬럼프통 = 7L, (1L=0.001m ^{3}) 이므로 0.007m ^{3}●공기량 측정기= 약 6.8L, 0.0068m ^{3}따라서, Max[공시체 3개, 슬럼프통, 공기량측정기] 중 슬럼프통(0.007m ^{3})을 기준으로 설계를 한다.슬럼프 및 공기량 측정시 없어지는 량을 감안하여기존 공시체 3개 부피를 더하여 계산한다.0.007m ^{3}+0.00471m ^{3} = 0.01171m ^{3}C(시멘트)= 449kg/m ^{3} x 0.01171m ^{3} = 5.257 = 5.26kgS(잔골재)= 710kg/m ^{3} x 0.01171m ^{3} = 8.3141 = 8.31kgG(굵은골재)= 970kg/m ^{3} x 0.01171m ^{3} = 11.3487 = 11.36kg혼화재 및 혼화제 = 0 (혼화재 및 혼화제는 넣지 않았다.)물 시멘트 비가 45% 이므로W(물) =5.26kg` TIMES `0.45`=`2.367`kgTHEREFORE W=2.37`kg배합강도(f _{cr})(Mpa)설계강도(f _{ck})(Mpa)G _{max}(mm)Slump(cm)공기량(%)W/C(%)잔골재율(%)단위재료량(kg/m ^{3})WCSG혼화재35.5272518±14.54542.32024497109700총 재료량(kg)WCSG혼화재2.375.268.3111.360나-(4) 실험과정실험 과정 사진-콘크리트 배합설계 및 공시체 만들기1. 대야를 놓고, 영점 조정한 후에굵은골재를 총 재료량 만큼 넣는다.2. 다시 대야를 놓고, 영점을 맞춘 다음에잔골재를 총 재료량 만큼 넣는다.3. 1과 같이 한후에, 시멘트를 총 재료량 만큼 넣는다.4. 물을 넣기 전 재료들을 한번 섞어 준다.5. 물을 총 재료량 만큼 넣은 뒤 손비빔(재료량이 많지 않아서)으로 잘 섞어준다.6. 완성된 콘크리트로 슬럼프 시험을 한다.7. 슬럼프통에 콘크리트를 1/3 씩 넣을 때마다 다짐봉으로 10~15회 눌러준다.8. 다 채운 후에 뺄 준비를 한다.9. 사진과 같이 슬럼프 통을 거꾸로 한뒤 다짐봉을 올리고 자로 치수를 잰다. (약 21cm)10. 공기량 측정 시에도 콘크리트를 1/3 채운 후 다짐봉으로 다져준다.11. 고무망치로 잘 퍼지도록 1~2회만 쳐준다(너무 많이 치면 공기가 빠져 공기량 측정에 오차가 생김)12. 덮개를 씌우기 전에 테두리를 잘 닦아준다.13. 덮개를 씌우고 공기량을 측정한다. (2.8%)14. 공시체로 완성된 콘크리트를 옮겨 담는다.15. 양생실에서 콘크리트를 양생시킨다.16. 3일 양생 후 탈형하기 전 모습.18. 탈형 후 공시체 모습.19. 공시체 윗부분이 울퉁불퉁해서 압축강도 실험 시 편심이 발생할 수 있으므로, 공시체 연마기에 윗부분을 평평하게 간다.20. 연마기에 윗부분을 갈은 후 모습.21. 다시 양생실에 공시체를 양생 시킨다.(총 7일)3. 실험 결과 및 분석가. 실험결과가-(1) 실험 데이터물시멘트비 45% 실험결과, 슬럼프치는 21cm 로 예상했던 값 18cm 보다 3cm의 오차가 생겼으며, 공기량은 설계했던 값 4.5% 보다 1.7% 낮은 2.8%가 나왔다.슬럼프(cm)공기량(%)배합설계214.5실험182.8오차31.7나. 분석슬럼프 실험과 공기량 실험을 통해 배합 시 설계 했던 치수와 실제 실험으로 나온 치수의 차이를 확인 할 수 있었는데, Slump치의 경우 배합보다 실험시 약 3cm 더 증가 한 것을 볼 수 있다.이 뜻은 콘크리트가 더욱 퍼진 것으로 볼 수 있는데, 그 이유로는 물/시멘트비에서 물의 증가 또는 재료 비빔 시 손비빔으로 인해 고무대야 바닥에 눌러 붙은 재료까지 골고루 섞이지 않아서 등으로 볼 수 있다.

공학/기술| 2014.06.26| 10페이지| 2,000원| 조회(563)

콘크리트, 배합설계, 슬럼프, 공기량, 공시체, 배합표

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