시멘트 콘크리트 포장 배합설계 잠정지침 (2009.5.12)

 

시멘트 콘크리트 포장 배합설계 잠정지침

 

 

 

 

 

2009. 5.

 

 

지침 제정에 따른 경과 조치 이 잠정지침은 발간시점(2009. 5)부터 적용할 수 있으며, 이미 시행중인 설계용역이나 건설공사에 대하여는 발주기관의 장이 필요하다고 인정하는 경우에 적용할 수 있습니다.

1. 총 칙                                                 1
  1.1 적용 범위                                          1
  1.2 용어의 정의                                        1
  1.3 관련 기준                                         10
  1.4 참조 규격                                         10

2. 콘크리트의 품질                                      13
  2.1 일반 사항                                         13
  2.2 강도                                              13

3. 재료                                                 15
  3.1 일반 사항                                         15
  3.2 시멘트                                            15
  3.3 물                                                16
  3.4 잔골재                                            17
    3.4.1 물리적 품질                                   19
    3.4.2 입도                                          20
    3.4.3 유해물 함유량의 한도                          22
    3.4.4 내구성                                        25
  3.5 굵은골재                                          27
    3.5.1 물리적 품질                                   28
    3.5.2 입도                                          28
    3.5.3 유해물 함유량의 한도                          29
    3.5.4 내구성                                        30
    3.5.5 마모감량의 한도                               31
    3.5.6 혼화재                                        31
    3.5.7 혼화제                                        33
    3.5.8 재료의 저장                                   36

4. 배합 설계                                            39
  4.1 일반 사항                                         39
  4.2 배합 기준                                         39
  4.3 배합설계 절차                                     40
  4.4 배합휨강도                                        42
  4.5 굵은골재의 최대치수                               43
  4.6 슬럼프 또는 콘시스턴시                            44
  4.7 공기량                                            44
  4.8 물-시멘트 비                                      45
  4.9 잔골재율 또는 단위 굵은골재용적                   46
  4.10 단위수량                                         49
  4.11 단위시멘트량                                     49
  4.12 혼화재료의 단위량                                49
  4.13 염화물이온량                                     50
  4.14 배합의 표시방법                                  50
  4.15 시방배합                                         51
  4.16 현장배합                                         51

5. 콘크리트의 제조                                      53
  5.1 일반사항                                          53
  5.2 재료의 계량                                       53
  5.3 비비기                                            56
  5.4 레디믹스트 콘크리트                               58

6. 품질관리 및 검사                                     59
  6.1 일반사항                                          59
  6.2 자재의 품질관리                                   59
    6.2.1 시멘트의 품질관리                             60
    6.2.2 혼합수의 품질관리                             61
    6.2.3 잔골재의 품질관리                             61
    6.2.4 굵은골재의 품질관리                           63
    6.2.5 혼화재료의 품질관리                           63
  6.3 제조의 품질관리                                   65
    6.3.1 제조설비의 검사                               65
    6.3.2 제조공정의 검사                               66
  6.4 포장 콘크리트의 시험항목                          68
  6.5 시험방법 및 결과의 보고                           69
  6.6 포장용 콘크리트의 품질관리                        70
    6.6.1 콘크리트의 받아들이기 품질검사                70
    6.6.2 강도에 의한 콘크리트의 품질검사               75

부록 : 시멘트 콘크리트 포장의 배합설계 예제             79

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본 지침에서 사용하는 주요 용어의 정의는 다음과 같다.

• 갇힌공기(entrapped air)
  혼화제를 사용하지 않더라도 콘크리트 속에 자연적으로 포함되는 공기

• 감수제(water-reducing admixture)
  혼화제의 일종으로, 시멘트 분말을 분산시켜서 콘크리트의 워커빌리티를 얻기 위해 필요한 단위수량을 감소시키는 것을 주목적으로 한 재료로 감수제는 표준형 감수제, 촉진제를 첨가시킨 촉진형 감수제나 지연형 감수제 및 고성능 감수제가 있으며, 근래에는 공기연행제를 첨가한 공기연행 감수제가 널리 사용되고 있다.

• 검사(inspection)
  품질이 판정기준에 적합한지의 여부를 시험, 확인 및 필요한 조치를 취하는 행위

• 결합재(binder)
  물과 반응하여 콘크리트 강도발현에 기여하는 물질을 생성하는 것의 총칭으로 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애쉬, 실리카 흄, 팽창재 등을 함유하는 것

• 고로 슬래그 미분말(ground granulated blast-furnace slag)
  용광로에서 선철과 동시에 생성되는 용융상태의 고로슬래그를 물로 급냉시켜 건조 분쇄한 것, 또는 여기에 석고를
   첨가한 것

• 고성능 공기연행 감수제(air-entraining and high range water- reducing admixture)
  공기연행 성능을 가지며, 감수제 보다 더욱 높은 감수 성능 및 양호한 슬럼프 유지 성능을 가지는 혼화제

• 골재(aggregate)
  모르타르 또는 콘크리트를 만들기 위하여 시멘트 및 물과 혼합하는 잔골재, 부순모래, 자갈, 부순 굵은골재, 바다모래, 고로
  슬래그 잔골재, 고로슬래그 굵은골재 기타 이와 비슷한 재료

• 골재의 실적률(solid volume percentage of aggregate)
  용기에 채운 골재 절대용적의 그 용기 용적에 대한 백분율, 단위용적질량을 밀도로 나눈 값의 백분율

• 골재의 유효흡수율(absorption ratio of aggregate)
  골재가 표면건조포화상태가 될 때까지 흡수하는 수량의 절대건조상태의 골재질량에 대한 백분율

• 골재의 입도(grading of aggregate)
  골재의 크고 작은 알이 섞여있는 정도

• 골재의 절대건조밀도(density in oven-dry condition of aggregate)
  골재 내부의 빈틈에 포함되어 있는 물이 전부 제거된 상태의 골재알의 밀도로서 골재의 절대건조상태 질량을 골재의 절대
  용량으로 나눈 값

• 골재의 절대건조상태(absolute dry condition of aggregate, oven- dry condition of aggregate)   골재를 100~110℃의 온도
  에서 일정한 질량이 될 때까지 건조하여 골재알 내부에 포함되어 있는 자유수가 제거된 상태

• 골재의 조립률(fineness modulus of aggregate)
  80㎜, 40㎜, 20㎜, 10㎜, 5㎜, 2.5㎜, 1.2㎜, 0.6㎜, 0.3㎜, 0.15㎜등 10개의 체를 1조로 하여 체가름 시험을 하였을 때, 각 체에
  남는 누계량의 전체 시료에 대한 질량백분율의 합을 100으로 나눈값

• 골재의 표면건조포화상태밀도(표건밀도) (density in saturated surface dry condition of aggregate)
  골재의 표면수는 없고 골재알 속의 빈틈이 물로 차 있는 상태에서의 골재알의 밀도로서 표면건조포화상태의 골재 질량을 골
  재의 절대용적으로 나눈 값

• 골재의 표면건조포화상태(saturated and surface-dry condition of aggregate)
  골재의 표면수는 없고 골재알 속의 빈틈이 물로 차있는 상태

• 골재의 표면수율(surface water content ratio of aggregate)
  골재의 표면에 붙어 있는 수량의 표면건조포화상태 골재질량에 대한 백분율

• 골재의 함수율(water content ratio of aggregate)
  골재의 표면 및 내부에 있는 물의 전체 질량의 절건상태의 골재 질량에 대한 백분율

• 골재의 흡수율(absorption ratio of aggregate)
  표면건조포화상태의 골재에 함유되어 있는 전체수량의 절건상태의 골재 질량에 대한 백분율

• 공기연행감수제(air-entraining and water-reducing admixture)
  공기연행제와 감수제의 두 가지 효과를 겸비한 혼화제

• 공기연행제(air-entraining admixture)
  혼화제의 일종으로, 미소하고 독립된 수 없이 많은 기포를 발생시켜 이를 콘크리트 중에 고르게 분포시키기 위하여 쓰이는
  혼화제

• 공기연행콘크리트(air entraining concrete)
  공기연행제 등을 사용하여 미세한 기포를 함유시킨 콘크리트

• 굵은골재(coarse aggregate)
  5㎜체에 거의 다 남는 골재 또는 5㎜체에 다 남는 골재

• 굵은골재의 최대치수(maximum size of coarse aggregate)
  질량비로 90%이상을 통과시키는 체 중에서 최소치수의 체눈을 체의 호칭치수로 나타낸 굵은골재의 치수

• 균열저항성(crack resistance)
  콘크리트에 요구되는 균열 발생에 대한 저항성

• 내구성(durability)
  시간의 경과에 따른 구조물의 성능 저하에 대한 저항성

• 단위량(quantity of material per unit volume of concrete)
  콘크리트 또는 모르타르 1m³를 만들 때 쓰일 때 각 재료의 사용량으로, 단위 시멘트량, 단위수량, 단위 굵은골재량, 단위잔골
  재량, 단위혼화재량 및 단위혼화제량 등과 같이 사용한다.

• 단위굵은골재 용적(unit volume of coarse aggregate)
  콘크리트 1㎥에 사용되는 굵은골재의 겉보기용적으로서 다음 식으로 표시된다.

• 레디믹스트콘크리트(ready-mixed concrete)
  정비된 콘크리트 제조설비를 갖춘 공장으로부터 구입자에게 배달되는 지점에 있어서의 품질을 지시하여 구입할 수 있는 굳
  지 않은 콘크리트

• 레이턴스(laitance)
  블리딩으로 인하여 콘크리트나 모르타르의 표면에 떠올라서 가라앉은 물질

• 모래(sand)
  자연작용에 의하여 암석으로부터 만들어진 잔골재

• 모르타르(mortar)
  시멘트, 잔골재, 물 및 필요에 따라 첨가하는 혼화재료를 구성 재료로 하여, 이들을 비벼서 만든 것 또는 경화된 것

• 무근콘크리트(plain concrete)
  강재로 보강하지 않은 콘크리트. 다만 최소철근비 미만으로 보강된 콘크리트도 무근 콘크리트로 한다.

• 물-결합재비(water-binder ratio, water cementitious material ratio)
  굳지 않은 콘크리트 또는 굳지 않은 모르타르에 포함되어 있는 시멘트풀 속의 물과 결합재와의 질량비(기호 : W/B)

• 물-시멘트비(water cement ratio)
  굳지 않은 콘크리트 또는 굳지 않은 모르타르에 포함되어 있는 시멘트풀 속의 물과 시멘트의 질량비

• 반죽질기(consistency)
  주로 수량의 다소에 의해 좌우되는 굳지 않은 콘크리트, 굳지 않은 모르타르, 굳지 않은 시멘트풀의 변형 또는 유동에 대한
  저항성

• 배치(batch)
  1회에 비비는 콘크리트, 모르타르, 시멘트 풀의 양

• 배치믹서(batch mixer)
  콘크리트 재료를 1회분씩 비비기하는 믹서

• 배합(mixing)
  콘크리트 또는 모르타르를 만들 때 소요되는 각 재료의 비율이나 사용량

• 배합강도(required average concrete strength)
  콘크리트의 배합을 정하는 경우에 목표로 하는 강도를 말하며, 설계기준강도보다 작아지지 않도록 현장콘크리트의 품질변
  동을 고려하여 설계기준강도보다 충분히 크게 정하여야 한다. 일반적으로 재령 28일의 압축강도(기호 : fcr)를 기준으로 하
  나 포장 콘크리트는 재령 28일의 휨강도(기호:fｂr)를 기준으로 함

• 보통골재(normal aggregate)
  자연작용으로 암석에서 생긴 모래, 자갈 또는 부순모래, 부순자갈, 고로슬래그 잔골재, 고로슬래그 굵은골재 등의 골재

• 부순모래(crushed fine aggregate)
  암석을 크러셔 등으로 분쇄하여 인공적으로 만든 잔골재

• 블리딩(bleeding)
  굳지 않은 콘크리트, 굳지 않은 모르타르, 굳지 않은 시멘트 풀에서 고체 재료의 침강 또는 분리에 의해 혼합수의 일부가 유
  리되어 상승하는 현상

• 생산자 위험률(producer's risk factor)
  합격으로 해야 하는 좋은 품질의 로트(lot)가 불합격으로 판정되는 확률

• 성형성(plasticity)
  거푸집에 쉽게 다져 넣을 수 있고, 거푸집을 제거하면 천천히 형상이 변하기는 하지만 허물어지거나 재료가 분리되지 않는
  굳지 않은 콘크리트의 성질

• 수밀성(watertightness)
  투수성이나 투습성이 작은 것

• 시방배합(specified mix)
  소정의 품질을 갖는 콘크리트가 얻어지도록 된 배합으로서 시방서 또는 책임기술자가 지시한 배합이며, 비빈 콘크리트의
  1m³에 대한 각 재료 사용량으로 나타냄

• 알칼리 골재 반응(alkali aggregate reaction)
  알칼리와의 반응성을 가지는 골재가 시멘트, 그 밖의 알칼리와 장기간에 걸쳐 반응하여 콘크리트에 팽창균열, 박리(pop-
  out)를 일으키는 현상

• 일반콘크리트(normal-weight concrete)
  모래ㆍ자갈 또는 부순모래ㆍ부순자갈, 여러 가지 슬래그골재 등을 사용하여 만든 단위질량 또는 밀도가 2300kg/m³전후의
  콘크리트

• 온도제어양생(temperature-controlled curing)
  콘크리트를 친후 일정기간 콘크리트의 온도를 제어하는 양생

• 워커빌리티(workability)
  재료분리를 일으키는 일없이 운반, 타설, 다지기, 마무리 등의 작업이 용이하게 될 수 있는 정도를 나타내는 굳지 않은 콘크
  리트의 성질

• 자갈(gravel)
  자연작용에 의하여 암석으로부터 만들어진 굵은골재

• 자기수축(autogenous shrinkage)
  시멘트 수화반응의 진행에 의해 콘크리트, 모르타르, 시멘트 풀의 체적이 감소하여 수축하는 현상

• 잔골재(fine aggregate)
  ①10㎜체를 전부 통과하고, 5㎜체를 거의 다 통과하며, 0.08㎜체에 거의 다 남는 골재
  ②5㎜체를 통과하고 0.08㎜체에 남는 골재

• 잔골재율(fine aggregate ratio)
  골재 중 5㎜체를 통과한 부분을 잔골재로 보고, 5㎜체에 남는 부분을 굵은골재로 보아 산출한 잔골재량의 전체 골재량에 대
  한 절대 용적비를 백분율로 나타낸 것(기호 : S/a)

• 순환골재(recycled aggregate)
  콘크리트를 크러셔로 분쇄하여 인공적으로 만든 골재로서 입도에 따라 순환잔골재와 순환굵은골재로 나누어짐

• 절대용적(absolute volume)
  부어 넣은 직후 콘크리트 속에 공기를 제외한 각 재료가 순수히 차지하고 있는 용적

• 책임기술자(supervisior)
  공사에 관한 전문지식을 가지고 현장에 상주하면서 그 공사의 감리 업무에 책임을 가지는 건설기술자

• 체(sieve)
  KS A 5101-1(표준체)에 규정되어 있는 망체

• 초기동해(early frost damage)
  응결경화의 초기에 받는 콘크리트의 동해

• 콘크리트(concrete)
  시멘트, 물, 잔골재, 굵은골재 및 필요에 따라 첨가하는 혼화재료를 구성 재료로 하여 이들을 비벼서 만든 것, 또는 경화된
  것

• 콘크리트설계기준강도(specified design strength of concrete)
  구조설계에서 기준으로 하는 콘크리트의 강도를 말하며, 일반적으로 재령 28일의 압축강도(기호 : )를 기준으로 하나, 콘크
  리트 포장에서는 재령 28일의 휨강도(기호 : )를 기준으로 함 

• 콜드 조인트(cold joint)
  시공전에 계획하지 않은 곳에서 생겨난 이음으로 먼저 타설된 콘크리트와 나중에 타설되는 콘크리트 사이에 완전히 일체화
  가 되어있지 않은 이음

• 크리프(creep)
  응력을 작용시킨 상태에서 탄성변형 및 건조수축 변형을 제외시킨 변형으로 시간과 더불어 증가되어가는 현상

• 팽창재(expansive additive)
  시멘트 및 물과 함께 혼합하면 수화 반응에 의하여 에트링가이트 또는 수산화칼슘 등을 생성하고 모르타르 또는 콘크리트를
  팽창시키는 작용을 하는 혼화재료

• 포졸란(pozzolan)
  혼화재의 일종으로서 그 자체에는 수경성이 없으나 콘크리트 중의 물에 용해되어 있는 수산화칼슘과 상온에서 천천히 화합
  하여 물에 녹지 않는 화합물을 만들 수 있는 실리카질물질을 함유하고 있는 미분말 상태의 재료

• 표준양생(standard curing)
  20±2℃유지하면서 수중 또는 습도 95% 이상의 습윤 상태에서 실시하는 양생

• 품질관리(quality control)
  사용목적에 부합하는 콘크리트 구조물을 경제적으로 만들기 위해 공사의 모든 단계에서 실시하는 콘크리트의 품질 확보를
  위한 효과적이고 조직적인 기술 활동

• 현장배합(mix proportion at job site, mix proportion in field)
  시방배합의 콘크리트가 얻어지도록 현장에서 재료의 상태 및 계량방법에 따라 정한배합

• 화학적 침식(chemical attack)
  산, 염, 염화물 또는 황산염 등의 침식 물질에 의해 콘크리트의 용해․열화나 침입한 침식 물질이 시멘트의 조성 물질이나 강
  재와 반응하여 체적팽창에 의한 균열이나 철근피복의 박리, 특히 강재 부식을 일으키는 현상

• 혼화재(admixture, mineral admixture)
  혼화재료 중 사용량이 비교적 많아서 그 자체의 부피가 콘크리트 등의 비비기 용적에 계산되는 것

• 혼화재료(admixture)
  시멘트, 골재, 물 이외의 재료로서 콘크리트 등에 특별한 성질을 주기 위해 타설하기 전에 필요에 따라 더 넣는 재료

• 혼화제(chemical admixture, chemical agent)
  혼화재료 중 사용량이 비교적 적어서 그 자체의 부피가 콘크리트 등의 비비기 용적에 계산되지 않는 것

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출처 : 국토해양부 정보마당