KSCE2003-04. [굳지 않은 콘크리트의 공기량의 압력에 의한 시험방법(공기실 압력방법)]

1.  적용범위 

이 규준은 고유동 콘크리트의 공기량을 공기실의 압력감소에 의해 구하는 시험방법에 대하여 규정한다.

비고 : 1. 시험원리는 보일의 법칙에 기초한다.

2. 이 시험방법의 인용규격을 다음에 나타낸다.

KS F 2401 굳지 않은 콘크리트의 시료채취방법 

KS F 2409 굳지 않은 콘크리트의 단위용적질량 및 공기량 시험방법(질량방법)

KS F 2425 시험실에서 콘크리트 시료를 만드는 방법

2.  공기량 측정기 

공기량 측정기는 다음과 같은 것으로 한다.

2.1 공기량 측정기는 그림 4.1에 나타낸 것과 같이 굳지 않은 콘크리트와 덮개 사이의 공간에 물을 넣고 시험하도록 만들어진 것으로 한다.

비고 : 물을 넣지 않고 시험하도록 만들어진 것을 사용하여도 좋다.

2.2 용기는 플랜지 부착 원통형 용기로서 재질은 시멘트 페이스트에 쉽게 침식되지 않는 것으로써 수밀하며 충분히 단단한 것으로 한다. 또한 용기의 직경은 깊이와 거의 같게 하고 용적은 약 7ℓ로 한다. 용기는 내면 및 플랜지의 윗면을 평탄하게 기계가공으로 마무리 한다.

2.3 덮개는 플랜지를 부착하고 재질은 용기와 같은 것으로 하며, 수밀하고 충분히 단단하며 주수구(注水口)및 배기구(排氣口)를 갖춘 것으로 해야 한다. 덮개 및 플랜지의 밑면은 평탄하게 기계적으로 마무리한다.

2.4 덮개의 윗부분에는 용기의 약 5% 내용량을 가진 공기실을 설치하여야 한다. 공기실은 압력조절판을 설치하고 공기 핸드 펌프 및 압력계에 서로 연결해야만 한다. 또한 덮개와 용기를 조립한 후 공기 실내의 고압의 공기를 용기에 불어넣을 수 있는 작동판을 설치해야만 한다. 작동판은 공기실에 물이 침입되지 않는 구조로 한다. 게다가 덮개와 용기를 조립하는 경우 0.1MPa의 압력에서 공기 및 물이 새지 않는 구조여야만 한다.

  그림 4.1 공기량 측정기 

2.5 압력계는 용량 0.1MPa으로 1kpa 정도의 감도로 한다. 눈금판의 직경은 90mm 이상으로 하고 용기 중의 공기량에 상당하는 압력의 점에 공기량의 백분율(4.3 참조)을 눈금으로 새기고 또한 초기압력(4.2 참조)을 명시하는 것으로 한다.

2.6 검정을 위해 필요한 수량을 간단하게 조작하여 용기 외부로 뺄 수 있는 기구를 준비한다.

3.  시료 

시료는 KS F 2401에 의해 채취하거나 또는 KS F 2425에 의해 제작한다.

4.  측정기의 눈금 검정 

4.1 용기 검정

용기에 물을 채우고 채워진 물의 질량을 측정한다. 용기에 물을 채우는 데에는 용기의 플랜지를 따라서 그리스를 얇게 발라 광택 유리판을 대고, 용기의 플랜지를 따라서 거품이 남지 않도록 주의 깊게 움직이면서 물을 채운다. 질량은 용기와 물 질량의 0.1%보다 작은 감도의 저울로 계량한다.

4.2 초기 압력의 결정

초기 압력의 결정은 다음과 같이 한다.

(1) 용기에 물을 채우고 덮개의 안팎을 공기가 통하도록 하고 조용히 덮개를 용기에 부착한다. 덮개를 부착한 후 덮개의 안쪽과 수면 사이의 공기가 빠질 때까지 물을 넣는다. 

비고 : 물을 넣지 않는 경우에는 용기 중의 수면은 용기의 윗면과 정확하게 일치해야만 한다.

(2) 모든 판을 닫고 공기 핸드 펌프에서 공기실의 압력을 초기 압력보다 조금 크게 한다. 약 5초 후에 조절판을 서서히 열고 압력계의 바늘을 초기압력의 눈금으로 정확하게 일치시킨다.

(3) 작동판을 충분히 열고 공기실의 압력과 용기 상부의 기압을 평형시켜 압력계를 읽고, 이 값이 공기량 0% 눈금과 정확하게 일치하는지의 여부를 조사한다. 이것이 일치하지 않는 경우에는 공기 및 물이 새는 유무 등을 점검한 후 눈금 측정을 반복한다. 2~3회 반복할 때 압력계의 바늘이 같은 간을 나타내지만 영점과 일치하지 않는 경우에는 그림 4.2에 나타낸 것과 같이 초기 압력의 눈금의 위치를 바늘이 영점이 되도록 이동한다. 이후조작을 반복 하고 초기압력의 눈금의 위치 이동이 적당한가를 확인한다.

4.3 공기량의 눈금 검정

공기량의 눈금 검정은 다음과 같이 한다.

(1) 4.2 (1)과 전부 같은 조작을 한 후 다음의 조작을 한다. 

(a) 2.6의 기구를 사용하여 용기내의 물을 적량만 메스실린더에 넣고 용기의 용량에 대한 백분율을 나타낸다.

(b) 용기내의 기압을 대기압과 같도록 하고 밀폐한 후 공기실 내의 기압을 초기 압력까지 높인다.

(c) 작동판을 열고 고압의 공기를 용기 안으로 이동시킨다.

(d) 압력계의 바늘이 안정되면 공기량의 눈금을 읽는다.

(2) 다시 (1)에 준하여 용기내의 물을 배출하고 배출된 수량의 합을 용기의 용량에 대한 백분율로 나타낸다. (1)과 같이 하여 공기량의 눈금을 읽는다.

(3) 앞에 서술한 조작을 몇 회 반복하고 배출된 수량의 백분을과 공기량의 눈금을 비교한다. 이들 같이 각각 일치하면 공기량의 눈금이 정확하다 일치하지 않는 경우에는 양자의 관계를 도시한다. 이 그림을 공기량의 검정으로 사용한다. 

비고 : 압력계를 읽을 때는 항상 이것을 손가락으로 가볍게 두드린 다음 읽는다.

  그림 4.2 압력계의 눈금판 

5.  골재수정계수의 측정 

골재수정계수의 측정은 아래와 같이 한다.

(1) 공기량을 구하는데 사용한 용적(V)의 콘크리트 시료 중 잔골재 및 굵은골재의 질량을 아래의 식에 의해 산출한다. 

mf = (V/B)×Mf, mc = (V/B)×Mc 

여기서, mf : 용적 V의 콘크리트 시료 중 잔골재의 질량(kg)

V : 콘크리트 시료 용적(용기의 용적과 같다)(ℓ)

B : 1배치의 콘크리트 용적(ℓ)

Mf : 1배치에 사용된 잔골재의 질랑(kg)

mc : 용적 V의 콘크리트 시료 중의 굵은골재의 질랑(kg)

mc : 1배치에 사용된 굵은골재의 질량(kg)

(2) 잔골재 및 굵은골재의 대표적인 시료를 각각 질량으로 mf 및 mc만 채취한다. 시료 골재입자의 함수상태를 콘크리트 시료 중 골재 입자의 함수상태와 같도록 하기 위해 잔골재 및 굵은골재를 각각 물에 침수시킨다. 약 1/3까지 물을 넣어 용기 중에 골재를 넣는다. 골재를 넣는 것에는 1삽의 잔골재를 넣고 다음에 2삽의 굵은골재를 넣는 것으로 하여 모든 골재가 물에 잠기도록 한다. 골재를 넣을 때에는 가능한 한 공기가 들어가지 않도록 하고 나오는 공기는 재빠르게 제거해야만 한다. 공기를 나오도록 하기 위해 용기의 옆면을 나무망치로 두드리고, 다시 그 위에 잔골재를 가하여 약 25mm 두께에 달할 때까지 다짐봉으로 약 10회 두드린다.

(3) 모든 골재를 용기에 넣은 후 수면의 공기를 모두 제거하고 용기의 플랜지와 덮개의 플랜지를 잘 닦고 고무 패킹을 넣고 덮개를 용기에 꽉 조인다. 6.(2)와 같은 조작을 하여 압력계의 공기량 눈금을 읽고 이것을 골재수정계수(G)로 한다.

6.  콘크리트의 공기량 측정 

콘크리트의 공기량 측정은 다음과 같이 한다.

(1) 시료를 채우는 방법은 A법 또는 B법 어느 한쪽의 방법으로 다지고, A법은 다짐 및 진동을 받지 않도록 용기로부터 약간 넘쳐흐르는 정도까지 한 층으로 채워 넣는다. B법은 거의 같은 높이의 3층으로 나누어 다지고 각 층은 10회씩 균등하게 다지고, 용기의 옆면을 5회 정도 나무망치로 두드린다. 다음에 자로 여분의 시료를 사용하여 평탄하게 한다.

(2) 용기의 플랜지 윗부분과 덮개의 플랜지 아랫부분을 완전히 닦은 후 덮개의 안팎을 통기할 수 있도록 가만히 덮개를 용기에 부착하고 공기가 새지 않도록 꽉 죄고 4.2 (1)에 준하여 물을 넣는다. 다음으로 4.2(2)에 준하여 공기실내의 기압을 초기 압력에 일치시킨다. 약 5초 후 작동판을 충분하게 연다. 콘크리트 각 부분에 압력이 구석구석 잘 채워지도록 용기의 옆면을 나무망치로 두드린다. 다시 작동판을 충분하게 열고 바늘이 안정될 때부터 압력계의 공기량의 눈금을 소수점 이하 1자리까지 읽는다. 이 읽음값을 콘크리트의 겉보기 공기 량(A1)으로 한다.

7.  결과 

콘크리트의 공기량(A)은 아래 식에 의해 산출한다.

A = A1 - G

여기서 A : 콘크리트의 공기량(%)

A1 : 콘크리트의 겉보기 공기량(%)

G : 골재수정계수

8.  보고 

보고는 다음의 사항에 관해 한다.

(1) 공기 

(2) 콘크리트 배합

(3) 혼화제의 종류

(4) 슬럼프 플로우 

(5) 콘크리트의 온도

토목공사 표준일반시방서 中 에서