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토목재료 내용 정리

1장. 총론토목재료란 토목구조물을 축조하는데 사용되는 재료를 총괄하여 일컫는 말이며, 재료란 물건을 만드는데 필요한 원료로서 원료라는 의미 이외에도 중요하다는 의미를 가지고 있다.토목재료를 넓은 의미에서 보면 토목구조물에 직접적으로 사용되는 재료이외에도 간접적으로 사용되는 가설공사용의 자재 및 구조물의 장치에 이용되는 모든 재료를 포함하고 있다.토목재료의 분류 구조주재료-구조물의 주체가 되는 것으로서 강도와 내구성이 필요한 재료 // 구조부재료-구조용 주재료에 첨가 또는 부가하여 보조적 역할을 하는 재료 천연재료, 인공재료 유기재료, 무기재료(금속재료, 비금속재료) 탄성-물체에 외력이 작용하면 변형이 생기며 이 외력을 제거하면 원래의 모양, 크기로 되돌아가는 성질 // 소성-외력을 제거해도 원형으로 되돌아가지 않는 성질응력-물체에 외력이 작용했을 때 생기는 내력을 원래의 단면적으로 나눈 값변형률-물체가 외력을 받아 변형되는 단위길이당의 변형량탄성계수-재료는 탄성한도 내에서 응력은 변형률에 비례. 어떤 재료의 단면적, 길이의 부재에 하중이 작용하여 길이가 변하였다면 후크의 법칙에 의하여 응력은 변형률에 비례하며 이때 비례상수를 탄성계수 E 라 한다.강도 - 물체에 하중이 작용할 때 그 하중에 저항하는 능력정적강도-재료에 비교적 느린 속도로 하중을 가하여 파괴되었을 때 파괴시의 응력충격강도-재료에 충격적인 하중이 작용할 때에 대한 저항성피로강도-하중이 반복 장용할 때 재료가 정적강도보다도 낮은 강도에서 파괴되는 현상크리프 - 재료에 일정한 하중이 지속적으로 장시간에 걸쳐 작용할 때 시간의 경과와 함께 변형이 증가하는 현상 이로인해 재료가 파괴되는 현상을 크리프 파괴라 함.릴랙세이션 - 재료에 외력을 작용시키고 변형을 억제하면 시간이 경과함에 따라 재료의 응력이 감소하는 현상 // 강성-외력을 받아도 변형을 적에 일으키는 재료를 강성이 큰 재료연성-재료에 인장력을 주어 가늘고 길게 늘어나게 할 수 있는 재료를 연성이 풍부취성-재료가 하중을 받아 파괴될 때까지의 에너과 물질을 접합시키는 성질을 가진 모든 재료를 말하며 좁은 의미에서는 무기질 결합재를 말함.시멘트의 종류-포틀랜드 시멘트, 혼합시멘트, 특수시멘트 건식법 : 석회석, 점토, 슬래그 등의 원료를 건조 후 적당한 비율로 조합하여 원료 분쇄기에서 미분쇄하여 회전로에 투입하여 소성하는 방법.습식법-원료를 건조시키지 않고 적당한 비율로 조합하여 원료분쇄기에 약 40%의 물을 가한 후 반죽상태로 만들어 분쇄기내에서 분쇄,혼합,균질화화여 회전로에 넣어 소성하는 방법.반습식법-반죽의 수분을 여과장치에서 약 절반으로 줄여서 회전로에 넣어 소성하는 방법.강열감량-시멘트를 950~1050℃에서 강열했을 때의 중량감소량.불용해잔분-시멘트를 염산 및 탄산나트륨용액에 넣었을 때 녹지 않고 남는 부분.수경률-시멘트 원료의 조합비를 정하는데 사용.시멘트의 수화-시멘트는 물과 접하면 시멘트 중의 수경성 화합물이 물과 화학반응을 일으키는 현상.시멘트의 응결과 경화-분말도가 크면, CA가 많을수록, 온도가 높을수록, 습도가 낮을수록 응결은 빨라짐. 석고의 첨가량이 많을수록, 물-시멘트비가 많을수록, 풍화된 시멘트일 수록 응결이 지연됨. 응결이 끝난 시멘트의 경화체는 시간이 경과할수록 겔의 생성이 증대하여 시멘트 입자 사이가 치밀하게 채워지면서 경화가 진행됨.수화열-시멘트를 물과 혼합하면 수화하여 열이 발생, 이때 수화에 의해 발생하는 열.수화열은 시멘트가 응결, 경화하는 과정에서 발열하며, 발열량은 시멘트 종류, 화학조성, 분말도, 물-시멘트비 등에 의해 달라짐.시멘트의 풍화-시멘트의 저장 중에 공기와 접촉하면 공기 중의 수분 및 이산화탄소를 흡수하여 일어나는 가벼운 수화반응. 풍화된 시멘트는 입상, 괴상으로 굳어지고 이상응결을 일으키는 원인이 됨. 풍화 시멘트는 다음 성질을 가짐. 강열감량 증가/비중 감소/응결 지연/강도 발현 저하. 수축-경화한 시멘트풀은 건조시키면 시멘트겔의 주위에 있는 미세한 모세관 속의 수분이 증발하여 모세관수의 표면장력이 커지게 되어 수축발생. 반대로 습도가 커지면 멘트)특수시멘트 (알루미나시멘트, 초속경시멘트, 팽창시멘트)시멘트의 저장 시 주의사항 - 시멘트는 방습적인 구조로 된 사일로 또는 창고에 품종별로 구분하여 입하된 순서대로 저장한다. 시멘트는 저장하는 사일로는 바닥에 쌓여서 나오지 않는 부분이 생기지 않도록 해야 하며, 포대시멘트의 경우에는 지상 0.3m 이상 되는 마루에 쌓아 올려서 검사나 반출에 편리하도록 저장. 저장 중에 약간이라도 굳은 시멘트는 공사에 사용해서는 안됨. 잠깐 저장한 시멘트는 사용하기 앞서 시험을 통하여 품질 확인 필요. 시멘트의 온도가 너무 높을 때는 그 온도를 낮추어서 사용해야 한다.3장. 혼화재료혼화재료란 콘크리트를 만들 때 시멘트, 물, 골재 이외의 재료를 적당량 첨가하여 콘크리트의 제성질을 개선, 향상시킬 목적으로 사용되는 재료.혼화재의 사용목적-콘크리트의 워커빌리티 개선, 강도의 증진 및 내구성 증진, 응결, 경화시간 조절, 발열량 저감, 수밀성의 증진 및 철근의 부식방지, 기타 콘크리트에 특수능력 부여.혼화재료의 분류혼화재-혼화재료 중에서 사용량이 비교적 많아, 그 자체의 부피가 콘크리트의 배합계산에 관계되는 것으로, 시멘트 중량의 5% 정도 이상 사용되는 것.혼화제-혼화재료 중에서 사용량이 비교적 적어, 그 자체의 부피가 콘크리트의 배합계산에서 무시되며, 시멘트 중량의 1% 정도 이하로 사용되는 것.혼화재(포졸란,플라이애시,고로슬래그,팽창재,실리카흄)포졸란-실리카질물질을 주성분으로 하며 그 자체는 수경성이 없으나 시멘트의 수화에 의해 생기는 수산화칼슘과 상온에서 서서히 반응하여 불용성의 화합물을 만드는 포졸란 반응을 하는 광물질 미분말의 재료로써 혼화재의 일종임.양질의 포졸란 사용 시 콘크리트의 특징 - 워커빌리티 좋음. 블리딩 감소. 초기강도는 작으나 장기강도, 수밀성 및 화학저항성이 큼. 발열량이 적어지므로 단면이 큰 콘크리트에 적합. 입자, 모양 및 표면 상태가 좋지 않거나 조립이 많은 것 등은 단위수량을 증가 시키므로 건조수축이 크다.혼화제(AE제, 감수제, AE감수제 표면에 물은 없으나 내부의 공극에는 물이 차있는 상태.습윤상태-골재입자 내부에 물이 채워져 있고, 표면에도 물이 부착되어 있는 상태.흡수량-절대건조상태에서 표면건조포화상태가 될 때까지 흡수되는 수량.흡수량 =, 유효흡수량 =A:노건조상태중량, B:공기중 건조상태중량, C:표면건조포화상태중량표면수량-골재알의 표면에 묻어 있는 수량.표면수량 =C: 표면건조포화상태 중량, D: 습윤상태 중량단위질량-1m의 골재의 중량.공극률-골재의 단위용적중의 공극의 비율을 백분율로 나타낸 것. 골재의 공극률이 작으면 시멘트풀의 양이 적게 들고 경제적으로 원하는 강도의 콘크리트를 얻고 밀도, 마모저항, 수밀성, 내구성이 증대됨. 건조수축이 적어져 균열발생의 위험감소.실적률-골재를 어떤 용기속에 채워 넣었을 때 골재의 실제 부분의 비율을 백분율로 나타냄.실적률이 클수록 골재의 모양이 좋고 입도분포가 적당하여 시멘트풀 양이 적게 듬.굵은골재의 최대치수-중량으로 90%이상 통과시키는 체중에서 최소치수의 체눈을 공칭치수로 나타낸 굵은골재의 치수를 말함.입도-골재의 작고 큰 입자가 혼합된 정도를 말함.조립률-골재의 입도를 수량적으로 나타내는 방법. =경량골재-콘크리트 중량경감을 목적으로 기건비중 2.0이하의 콘크리트를 만들기 위해 필요한 골재.(천연경량골재, 인공경량골재)부립률-굵은골재 중에서 물에 뜨는 정도의 가벼운 입자의 함유율을 말함.중량골재-방사선에 대해서 차폐효과를 높이기 위해 사용되는 갈철광, 자철광, 중정석 등의 비중이 큰 골재를 말함.기타골재-부순돌, 해사, 고로슬래그 골재, 재생골재 등이 있음.5장. 콘크리트콘크리트란 시멘트, 물, 잔골재, 굵은골재 및 필요에 따라 혼화재료를 혼합하여 만든 것.시멘트풀-골재를 사용하지 않고 시멘트와 물을 혼합한 것모르타르-굵은골재를 사용하지 않고, 잔골재를 시멘트풀에 혼합한 것콘크리트의 장점-크기,모양에 제한을 받지 않고 부재나 구조물 만들 수 있음.재료의 확보, 운반이 용이, 내구성, 내화성, 내진성이 좋음. 필요로 하는 임의의 강도를 의 성질과 양, 골재의 입도와 모양, 혼화재료의 종류와 양, 물-시멘트 비, 공기량, 배합비율, 콘크리트의 온도.시멘트량이 많을수록 콘크리트는 워커블하게 되고, 시멘트량이 적으면 재료분리의 경향발생단위수량이 클수록 콘크리트는 묽게 됨. 단위수량이 너무 많아지면 재료분리가 발생하여 콘크리트의 시공이 어려움. 반대로 단위수량이 너무 적으면 된반죽이 되며, 유동성이 감소해 시공성이 떨어짐. 온도가 높을수록 슬럼프가 감소, 수송에 의한 슬럼프의 감소도 현저함.워커빌리티 측정법-슬럼프 시험(콘크리트의 반죽질기 측정), 흐름시험(콘크리트에 상하운동을 주어 콘크리트가 흘러 퍼지는 데에 따른 변형저항 측정), 구관입시험, 비비시험, 리몰딩 시험, 다짐계수.재료의 분리-콘크리트는 비중과 입자의 크기 등이 다른 여러 종류의 재료로써 구성되므로 믹싱, 운반, 다지기 등의 시공중에 재료분리를 일으키기 쉬움.작업중 재료분리의 원인-굵은골재의 최대치수가 지나치게 큰 경우, 입자가 거친 잔골재를 사용, 단위골재량이 너무 많은 경우, 단위수량이 너무 많은 경우, 배합이 적절치 않은 경우.해결방법-콘크리트의 성형성 증가, 잔골재율 증가, 물-결합재비 감소, 잔골재중의 0.15~0.3mm 정도의 세립분을 많게 함. 혼화재료를 적절히 사용.타설후 재료분리 블리딩-물이 분리 상승되어 콘크리트 표면에 떠오르는 현상. 블리딩 감소키 위해 단위수량을 적게, 골재의 입도가 적당해야 함.레이턴스-블리딩에 의하여 콘크리트 표면에 떠올라 침전한 미세한 물질.침하수축균열-콘크리트 타설 후 콘크리트의 표면 가까이에 있는 철근, 매설물 또는 입자가 큰 골재 등이 콘크리트의 침하를 국부적으로 방해하기 때문에 발생. 블리딩이 클수록 균열이 발생하기 쉬움.소성수축균열-콘크리트 표면수의 증발속도가 블리딩 보다 빠른 경우, 급속한 수분증발이 일어나는 경우로 콘크리트 마무리 면에 생기는 가늘고 얇은 균열.경화한 콘크리트 성질중량-사용하는 골재의 종류에 따라 변화, 굵은골재의 최대치수, 콘크리트의 배합, 건습 정도에 따라 달

공학/기술| 2010.06.07| 8페이지| 1,500원| 조회(571)

토목, 토목재료, 열전도율

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