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2007. 5

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(1)

구조물공사 시공관리 지침

(시화호 조력발전소 건설공사)

2007. 5

한 국 수 자 원 공 사

시화호조력발전소건설단

(2)

시 화 호 조 력 발 전 소 건 설 공 사

구 조 물 공 사 시 공 관 리 지 침

2007. 5

한 국 수 자 원 공 사

시화호조력발전소건설단

(3)

머 리 말

시화호 조력발전소는 시흥시 시화공단과 안산시 대부도를 연결하는 시화방조제(길 이 12㎞)의 중간지점인 작은가리섬에 위치하고 있으며, 우리나라 최초의 조력발전소 이면서 동시에 세계 최대 규모로 총 3551억원의 사업비가 투입되어 2004년 12월 말 에 착공해 오는 2009년 하반기 완공을 목표로 추진 중에 있습니다.

시화호 조력발전소는 해상에서 임시물막이(원형셀공법)를 설치한 후 수차 및 수문 구조물을 시공하는 대형 콘크리트 구조물의 형태로 설계ㆍ시공되고 있습니다. 따라 서 콘크리트 구조물의 완벽시공을 위해서는 고도의 기술력과 품질관리가 요구되고 있는 만큼 수밀성과 내구성 확보가 무엇보다 중요한 실정입니다.

본 지침서는 시화호 조력발전소 건설공사중 콘크리트 구조물 공사에 대해 시공순 서에 따른 품질관리 및 유의사항을 세부적으로 기술하여 현장기술자 및 공사감독원 이 구조물 공사시 시공관리를 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 별도의 지침형태 로 발간하게 되었습니다. 또한 본 지침서는 시화호조력발전소건설단 조력공사팀 팀 원들의 작은 연구 성과물로서 모든 콘크리트 구조물 시공시 반드시 적용해야 하는 구속력은 없으나 구조물 공사와 관련된 각종 표준시방 및 전문시방서를 근간으로 감독실무 위주로 작성되었기 때문에 다른 콘크리트 구조물 공사에도 적용이 가능하 리라 봅니다.

본 지침서의 내용 중 미흡하거나 개선이 필요한 부분에 대해서는 점진적으로 보 완해 나갈 것을 약속드리며, 본 지침서가 시화호조력발전소 건설사업의 성공적 완수 를 위한 작은 밑거름이 되기를 기원하면서 본 지침서를 활용하는 시공사 및 감독원 여러분들의 많은 관심과 성원을 부탁드립니다.

끝으로 어려운 여건 속에서도 본 지침서 제정작업에 헌신적으로 참여해 주신 조 력공사팀 팀원 여러분들의 노고에 깊은 감사의 뜻을 표합니다.

2007년 4월

시화호조력발전소 건설단장 신 종이

(4)

< 목 >

Ⅰ . 개 요 --- 1

Ⅱ . 지침서 관리자 --- 1

Ⅲ . 미리 알려두기 --- 1

Ⅳ . 전문용어 해설 --- 2

Ⅴ . 콘크리트 품질요인 --- 17

1. 콘크리트 구성재료--- 17

2. 굳지 않은 콘크리트--- 22

3. 경화한 콘크리트--- 24

4. 레디믹스트 콘크리트--- 29

Ⅵ . 구조물 시공 FLOW --- 35

(5)

Ⅶ . 콘크리트 시공관리 --- 37

1. 구성재료 및 배합설계--- 37

2. 측 량--- 37

3. 버림콘크리트 타설--- 38

4. 먹줄 띄우기--- 39

5. 철근작업--- 40

6. 거푸집 및 동바리--- 52

7. 비계공--- 57

8. 타설준비--- 62

9. 콘크리트 타설--- 63

10. 양 생--- 77

11. 거푸집 철거--- 80

12. 마무리 검사--- 82

Ⅷ . 검측체크리스트 --- 85

※ 참고문헌

(6)

시화호 조력발전소 건설공사

구조물공사 시공관리 지침

Ⅰ 개 요

가. 적용범위

◦ 시화호조력발전소건설공사 콘크리트 구조물 공사 시공관리 업무에 관하여 적용한다.

◦ 본 지침서에서 특별히 정하지 않은 사항은 관련 법률 및 표준 및 전문시방서 를 따른다.

나. 목

◦ 시화호조력발전소 구조물 공사의 완벽시공을 위해 현장기술자 및 감독원이 시 공관리를 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 구조물 공사에 따른 유의사항 을 세부적으로 기술하여 콘크리트 구조물 공사의 이해도 증진 및 양질의 품 질관리를 위한 가이드로 활용코자 본 관리지침을 마련하였다.

Ⅱ 지침서 관리자

◦ 주관리자 부서: 조력공사팀 공 사 1과 직급: 토목3급 성명: 박창준 (☏032-890-6510) ◦ 주관리자 부서: 조력공사팀 공 사 2과 직급: 토목3급 성명: 오연현 (☏032-890-6520) ◦ 부관리자 부서: 조력공사팀 품질관리과 직급: 토목3급 성명: 장홍배 (☏032-890-6530) ◦ 부관리자 부서: 조력공사팀 공 사 1과 직급: 토목4급 성명: 김춘수 (☏032-890-6511) ◦ 부관리자 부서: 수자원연구원 댐기술연구소 선임연구원 성명: 장봉석 (☏032-890-6503)

Ⅲ 미리 알려두기

◦ 본 지침서는 콘크리트 구조물의 시공에 관한 일반적이고 기본적인 사항을 기술 하였으므로 실제의 시공조건을 충족시키지 못 할 경우 타 시방서 또는 별도 기 준을 적용해야 한다.

◦ 또한 개개의 구조물 시공에 있어서 특별한 검토를 하여 그 구조물의 시공에 적 절하다고 인정되는 사항에 대해서는 본 지침서를 따르지 않아도 된다.

(7)

Ⅳ 전문용어 해설

1. 콘크리트 표준시방서 <전문수록>

(1) 가스압접이음 - 철근의 단면을 산소-아세틸렌 불꽃 등을 사용하여 가열하고, 기계적 압력을 가하여 용접한 맞댐이음

(2) 가열콘크리트(hot concrete) - 비빈 직후의 콘크리트 온도를 30∼60℃ 정도 되 게 한 콘크리트로서 초기의 수화반응을 활발케 하는 동시에 최고 증기양생온 도까지의 승온폭을 적게 하고 전치시간이나 온도상승에 필요한 시간을 크게 단축시킨다.

(3) 가외철근 - 콘크리트의 건조수축, 온도변화, 기타의 원인에 의하여 콘크리트에 일어나는 인장응력에 대비해서 가외로 더 넣는 보조적인 철근

(4) 간격재(spacer) - 철근 또는 긴장재나 쉬스에 소정의 철근덮개를 가지게 하거 나 그 간격을 정확하게 유지시키기 위하여 쓰이는 콘크리트제, 모르터제, 금속 제, 플라스틱제 등의 부품

(5) 갇힌공기(entrapped air) - 혼화제를 쓰지 않아도 콘크리트 속에 자연적으로 함유되어 있는 공기

(6) 감수제 - 혼화제의 일종으로, 시멘트의 분말을 분산시켜서 콘크리트의 워커빌 리티를 얻기에 필요한 단위수량을 감소시키는 것을 주목적으로 한 재료로 감 수제에는 표준형 감수제, 촉진제를 첨가시킨 촉진형 감수제나 지연형 감수제 및 고성능 감수제가 있으며, 근래에는 AE제를 첨가한 AE감수제 등도 있다.

(7) 강섬유보강콘크리트 - 불연속의 짧은 강섬유를 혼입시킴으로써 주로 인성이나 내마모성 등을 높인 콘크리트

(8) 강재 - 철을 주성분으로 한 구조용 탄소강의 총칭으로서, 철근콘크리트용 봉 강, PS강재, 형강, 강판 등을 포함한다.

(9) 거듭비비기 - 콘크리트 또는 모르터가 엉기기 시작하지는 않았으나, 비빈 후 상당한 시간이 지났거나 또는 재료가 분리한 경우에 다시 비비는 작업

(10) 거푸집 - 부어넣는 콘크리트가 소정의 형상, 치수를 유지하며 콘크리트가 적 당한 강도에 도달하기까지 지지하는 가설구조물의 총칭

(11) 거푸집널 - 거푸집의 일부로서 콘크리트가 직접 닿는 목재나 금속 등의 널판 (12) 경량골재 - 팽창성혈암, 팽창성점토, 플라이애시 등을 주원료로 하여 인공적

으로 소성하여 만든 구조용 인공경량골재로서, 골재알의 내부는 다공질이고 표면은 유리질의 피막으로 덮힌 구조로 잔골재는 절건비중이 1.8미만, 굵은골

(8)

(13) 경량골재의 표건비중 - 표면건조상태에 있는 경량골재알의 비중

(14) 경량골재의 표면건조상태 - 습윤상태의 경량골재에 있어서 표면수가 없는 상태 (15) 경량골재콘크리트 - 골재의 전부 또는 일부를 인공경량골재를 써서 만든 콘

크리트를 말하며 간단히 경량콘크리트라고도 한다.

(16) 계획배합 - 소요품질을 얻을 수 있도록 계획된 배합

(17) 골재 - 모르터 또는 콘크리트를 만들기 위하여 시멘트 및 물과 혼합하는 모 래, 부순모래, 자갈, 부순자갈, 부순돌, 바다모래, 고로슬래그잔골재, 고로슬래 그굵은골재, 기타 이와 비슷한 재료

(18) 골재의 공극률 - 용기에 채운 골재 사이에 전체 빈틈 용적의 그 용기 용적에 대한 백분율

(19) 골재의 실적률 - 용기에 채운 골재절대용적의 그 용기용적에 대한 백분율 (20) 골재의 유효흡수율 - 공기중 건조상태의 골재가 표면건조포화상태까지 흡수

하는 수량의 절건상태의 골재중량에 대한 백분율 (21) 골재의 입도 - 골재의 크고 작은 알이 섞여 있는 정도 (22) 골재의 절건비중 - 절대건조상태의 골재알의 비중

(23) 골재의 절대건조상태 - 골재알 내부의 빈틈에 포함되어 있는 물이 전부 제거 된 상태

(24) 골재의 조립률 - 75mm, 40mm, 20mm, 10mm, 5mm, 2.5mm, 1.2mm, 0.6mm, 0.3mm, 0.15mm, 등 10개의 체를 1조로 하여 체가름 시험을 하였을 때, 각 체에 남는 누계량의 전 시료에 대한 중량백분율의 합을 100으로 나눈 값

(25) 골재의 표건비중 - 표면건조포화상태에 있는 골재알의 비중을 말하며, 일반적 으로 골재의 비중은 이 골재의 표건비중을 말한다.

(26) 골재의 표면건조포화상태 - 골재의 표면수는 없고 골재알 속의 빈틈이 물로 차 있는 상태

(27) 골재의 표면수량 - 골재알의 표면에 붙어 있는 수량을 말하며, 골재가 가지고 있는 물의 전량에서 골재알 속에 흡수되어 있는 수량을 뺀 나머지 수량

(28) 골재의 표면수율 - 골재의 표면에 붙어 있는 수량의 , 보통골재에서는 표면건 조포화상태, 경량골재에서는 표면건조상태의 골재중량에 대한 백분율

(29) 골재의 함수율 - 골재의 표면 및 내부에 있는 물의 전 중량의, 절대건조상태 의 골재중량에 대한 백분율

(30) 골재의 흡수율 - 표면건조포화상태의 보통골재 또는 표면건조상태의 경량골 재에 함유되어 있는 전 수량의, 절대건조상태의 골재중량에 대한 백분율

(9)

(32) 관리도 - 공정이 안정한 상태에 있는가 아닌가를 조사하기 위해, 또는 공정을 안정한 상태로 유지하기 위해 쓰이는 도면

(33) 굵은골재 - (1) 5mm체 (호칭치수)에서 중량비로 85% 이상 남는 골재, (2) 5mm체에 다 남는 골재

(34) 굵은골재의 최대치수 - 중량비로 90% 이상을 통과시키는 체 중에서 최소치 수의 체눈의 호칭치수로 나타낸 굵은골재의 치수

(35) 굵은골재의 최소치수 - 프리팩트콘크리트에 쓰이는 굵은골재에서 중량으로 적어도 95% 이상 남는 체 중에서 최대치수의 체눈의 호칭치수로 나타낸 굵 은골재의 치수

(36) 급열양생 - 양생기간중 어떤 열원을 이용하여 콘크리트를 가열하는 양생 (37) 기건단위용적중량 - 경량골재가 대기중의 자연건조상태에서의 단위용적중량 (38) 내구성(durability) - 콘크리트가 설계조건하에서 시간경과에 따른 열화가 적

고, 소요의 사용기간중 요구되는 성능의 수준을 지속시킬 수 있는 성질 (39) 내동해성 - 동결융해의 되풀이 작용에 대한 저항성

(40) 내부구속응력 - 콘크리트 단면내의 온도차에 의해 발생하는 내부 구속작용에 의한 응력

(41) 단위굵은골재용적 - 단위굵은골재량을 그 굵은골재의 단위용적중량으로 나눈 값 (42) 단위량 - 콘크리트 1㎥를 만들 때 쓰이는 각 재료의 양으로 단위시멘트량(C),

단위수량(W), 단위골재량, 단위잔골재량(S), 단위굵은골재량(G), 단위AE제량, 단위포졸란량 등과 같이 사용한다.

(43) 도막 - 에폭시 분체도장에 의해 철근표면에 형성된 에폭시수지 피막

(44) 동바리 또는 받침기둥(staging or supports) - 작업장소가 높은 경우 발판, 재 료운반이나 위험물 낙하방지를 위해 설치하는 임시지지대

(45) 되비비기 - 콘크리트 또는 모르터가 엉기기 시작하였을 경우에 다시 비비는 작업

(46) 레디믹스트콘크리트(ready mixed concrete) - 정비된 콘크리트 제조설비를 갖 춘 공장에서 생산되며 굳지 않은 상태로 운반차에 의하여 구입자에게 배달될 수 있는 굳지 않은 콘크리트를 말하며 레미콘이라 약칭하기도 한다.

(47) 레이탄수(laitance) - 블리딩으로 인하여 콘크리트나 모르터의 표면에 떠올라 서 가라앉은 물질로서 시멘트나 골재 중의 미립자로 되어 있다.

(48) 매스콘크리트(mass concrete) - 부재 또는 구조물의 치수가 커서 시멘트의 수 화열로 인한 온도의 상승 및 하강에 따른 콘크리트의 과도한 팽창과 수축을 고려하여 시공해야 하는 콘크리트

(10)

(49) 모르터 - 시멘트, 잔골재, 물 및 필요에 따라 첨가하는 혼화재료를 구성재료 로 하여 이들을 비벼서 만든 것

(50) 무근콘크리트 - 강재로 보강하지 않은 콘크리트

(51) 물-결합재비 - 프리팩트콘크리트에 있어서 플라이애시 또는 기타의 혼화재를 사용하여 비빈 모르터 또는 콘크리트에서 골재가 표면건조포화상태에 있다고 보았을 때 풀(paste) 속에 있는 물과 시멘트 및 플라이애시, 기타 혼화재와의 중량비 (기호 : W/(C+F))

(52) 물-시멘트비 - 콘크리트 또는 모르터에서 골재가 표면건조포화상태에 있다고 보았을 때 시멘트풀 속에 있는 물과 시멘트의 중량비(기호 : W/C)

(53) 반죽질기(consistency) - 주로 물의 양이 많고 적음에 따라 반죽이 되고 진 정 도를 나타내는 굳지 않은 콘크리트의 성질

(54) 배치믹서(batch mixer) - 콘크리트 재료를 1회분씩 비비기 하는 믹서

(55) 배합 - 콘크리트 또는 모르터를 만들 때 소요되는 각 재료의 비율이나 사용량 (56) 배합강도 - 콘크리트의 배합을 정하는 경우에 목표로 하는 압축강도를 말하

며 일반적으로 재령28일의 압축강도를 기준으로 한다(기호 :fcr)

(57) 베이스콘크리트 - 유동화콘크리트 제조시 유동화제를 첨가하기 전의 기본 배 합의 콘크리트

(58) 보온양생 - 단열성이 높은 재료 등으로 콘크리트 표면을 덮어 열의 방출을 적극 억제하여, 시멘트의 수화열을 이용해서 필요한 온도를 유지시키는 양생 (59) 보통골재 - 자연작용으로 암석에서 생긴 모래, 자갈 또는 부순모래, 부순돌,

고로슬래그 잔골재, 고로슬래그 굵은골재 등의 골재

(60) 부립률 - 경량굵은골재 중 물에 뜨는 입자의 전 경량굵은골재에 대한 중량백 분율

(61) 블리딩(bleeding) - 굳지 않은 콘크리트나 모르터에서 물이 상승하는 현상 (62) 생산자위험률 - 합격으로 하고 싶은 좋은 품질의 로트(lot)가 불합격이 되는

확률

(63) 설계기준강도 - 콘크리트부재의 설계에 있어서 기준으로 한 압축강도를 말하 며, 일반적으로 재령 28일의 압축강도를 기준으로 한다. (기호 : fck).

다만, 재령에 관계없이 압축시험에 의해 얻어진 압축강도는 fcu로 한다.

(64) 성형(molding) - 콘크리트를 몰드에 채워 넣고 다져서 제품의 모양을 만드는 것 (65) 성형성(plasticity) - 거푸집에 쉽게 다져 넣을 수 있고, 거푸집을 제거하면 천

천히 형상이 변하기는 하지만 허물어지거나 재료가 분리되지 않는 굳지 않은

(11)

(66) 솟음(camber) - 보나 트러스 등에서 그의 정상적 위치 또는 형상으로부터 상 향으로 구부려 올리는 것 또는 구부려 올린 크기

(67) 숏크리트(shotcrete) - 압축공기를 이용하여 호스 속에서 운반한 콘크리트, 모 르터 재료를 시공면에 뿜어서 만든 콘크리트 또는 모르터

(68) 수밀콘크리트 - 특히 수밀성이 큰 콘크리트 또는 투수성이 작은 콘크리트 (69) 수중불분리성콘크리트 - 수중불분리성혼화제를 혼합함에 따라 재료분리 저항

성을 높이는 수중콘크리트

(70) 수중콘크리트 - 담수 중, 안정액 중 혹은 해수 중에서 시공하는 콘크리트 (71) 수평환산거리 - 콘크리트 펌프의 배관이 수직관, 벤트관, 테이퍼관, 플렉시블

관 등을 공유하는 경우에 이들을 모두 수평환산길이에 의해 수평관으로 환산 하고, 배관 중의 수평관 부분과 합계한 전체의 거리

(72) 수평환산길이 - 콘크리트의 펌프 압송에 쓰이는 수직관, 벤트관, 테이퍼 (taper)관, 플렉시블관 등을 동등의 관내 압력손실로 대응하는 수평관으로 환 산할 때의 상당하는 길이

(73) 습윤양생 - 콘크리트를 친 후 일정기간을 습윤상태로 유지시키는 양생

(74) 시멘트풀 - 시멘트와 물 및 필요에 따라 첨가하는 혼화재료를 구성재료로 하 여, 이들을 비벼서 만든 것

(75) 시방배합 - 시방서 또는 책임감리원이 지시한 배합, 이 때 골재는 표면건조포 화상태에 있고, 잔골재는 5mm체를 다 통과하고, 굵은골재는 5mm체에 다 남 는 것으로 한다.

(76) 알칼리 ·골재반응 - 골재 중 어떤 종류의 광물과 콘크리트의 작은 구멍의 용 액 중에 존재하는 수산화알칼리와의 화학반응

(77) AE공기(entrained air) - AE제, AE감수제 등의 표면활성작용에 의하여 콘크 리트 속에 생기게 되는 미소하고 독립된 기포로서 연행공기라고도 한다.

(78) AE제 - 혼화제의 일종으로, 미소하고 독립된 수업이 많은 기포를 발생시켜 이를 콘크리트 중에 고르게 분포시키기 위하여 쓰이는 재료

(79) AE콘크리트 - AE공기를 함유하고 있는 콘크리트

(80) 에폭시도막철근 - 에폭시를 정전분사 도장한 이형철근 및 원형철근

(81) 연속믹서 - 콘크리트용 재료의 계량, 공급 및 비비기를 하는 각 기구를 일체 화 하여 굳지 않은 콘크리트를 연속해서 제조하는 장치

(82) 오토클래이브양생(autoclave curing) - 콘크리트의 경화를 촉진하기 위하여 고 온고압증기솥 중에서 실시하는 양생

(83) 온도균열지수 - 매스콘크리트의 균열발생검토에 쓰이는 것으로, 콘크리트의 인장강도를 온도응력으로 나눈 값

(12)

(84) 온도제어양생 - 콘크리트를 친 후 일정기간 콘크리트 온도를 제어하는 양생 (85) 온도철근 - 수축과 온도변화에 의한 균열을 방지하기 위해 쓰이는 철근 (86) 외부구속응력 - 새로 친 콘크리트 부재의 자유로운 열변형이 외부적으로 구

속을 받을 때 발생하는 응력

(87) 용접철망 - 콘크리트 보강용 용접망으로서 철근이나 철선을 직각으로 교차시 켜 각 교차점을 전기저항용접한 철선망

(88) 워커빌리티(workability) - 반죽질기 여하에 따르는 작업의 난이의 정도 및 재 료분리에 저항하는 정도를 나타내는 굳지 않은 콘크리트의 성질

(89) 원심력다지기 - 몰드를 고속으로 회전시켜서 원심력을 이용하여 콘크리트를 다지는 것

(90) 원형철근 - 표면에 리브 또는 마디 등의 돌기가 없는 원형단면의 봉강으로서, KS D 3504에 규정되어 있는 원형철근

(91) 유동화콘크리트 - 미리 비빈 콘크리트에 유동화제를 첨가하여 이를 교반해서 유동성을 증대시킨 콘크리트

(92) 이형철근 - 표면에 리브와 마디 등의 돌기가 있는 봉강으로서 KS D 3504에 규정되어 있는 이형철근 또는 이와 동등한 품질과 형상을 가지는 철근

(93) 잔골재 - ① 10mm체(호칭 치수)를 전부 통과하고 5mm체를 중량비로 85%

이상 통과하며 0.08mm체에 거의 다 남는 골재, ②5mm체를 다 통과하고 0.08mm체에 다 남는 골재

(94) 잔골재율 - 골재 중 5mm체를 통과한 부분을 잔골재로 보고, 5mm체에 남은 부분을 굵은골재로 보아 산출한 잔골재량의 전체 골재량에 대한 절대용적비 를 백분율로 나타낸 것(기호 : s/a)

(95) 제조책임자 - 공장제품의 제조에 책임을 가진 공장의 기술자

(96) 절대용적 - 부어 넣은 직후 콘크리트 속에 공기를 제외한 각 재료가 순수히 차지하고 있는 용적

(97) 조립용철근 - 철근을 조립할 때 철근의 위치를 확보하기 위하여 쓰는 보조적 인 철근

(98) 주입모르터 - 프리팩트콘크리트의 주입에 쓰는 모르터로서 시멘트, 플라이애시 또는 기타의 혼화재료, 모래, 감수제, 알미늄분말, 물 등을 혼합하여 만든 것 (99) 주철근 - 설계하중에 의하여 그 단면적이 정해지는 철근

(100) 즉시탈형 - 반죽이 매우 된 콘크리트에 강력한 진동다짐이나 압력 등을 가 하여 성형시킨 후 즉시 거푸집의 일부 또는 전부를 떼어내는 것

(101) 증가계수 - 배합강도를 정하는 경우 품질의 변동을 고려하여 설계기준강도

(13)

(102) 증기양생 - 콘크리트의 경화를 촉진하기 위하여 상압의 증기로 실시하는 양생 (103) 지연제 - 혼화제의 일종으로 시멘트의 응결시간을 늦추기 위하여 사용하는 재료 (104) 차폐콘크리트 - 주로 생물체의 방호를 위하여 X선, γ선 및 중성자선을 차폐

할 목적으로 사용되는 콘크리트

(105) 책임감리원 - 공사에 관한 전문지식을 가지고 현장에 상주하면서 그 공사의 감리 업무에 책임을 가지는 주 감독자

(106) 철골철근콘크리트 - 철골 골조 둘레에 철근으로 보강한 콘크리트

(107) 철근 - 콘크리트 속에 묻혀서 콘크리트를 보강하기 위하여 사용되는 봉강 (108) 철근콘크리트 - 철근을 사용한 콘크리트로서, 외력에 대해 양자가 일체로 작

용하도록 한 것

(109) 철근피복(cover) - 철근의 표면과 콘크리트 표면 사이의 콘크리트의 최소두께 (110) 체 - KS A 5101(표준체)에 규정되어 있는 망체

(111) 초기동해 - 응결경화의 초기에 받는 콘크리트의 동해

(112) 촉진양생 - 콘크리트의 경화를 촉진하기 위하여 실시하는 양생

(113) 콘크리트 - 시멘트, 물, 잔골재, 굵은골재 및 필요에 따라 첨가하는 혼화재료 를 구성재료로 하여 이들을 비벼서 만든 것

(114) 콜드조인트(cold joint) - 계속하여 콘크리트를 칠 때, 먼저 친 콘크리트와 나 중에 친 콘크리트 사이에 완전히 일체화가 되지 않은 시공불량에 의한 이음 (115) 크리프(creep) - 지속하중으로 인하여 콘크리트에 일어나는 소성변형

(116) 파이프쿨링(pipe-cooling) - 매스콘크리트의 시공에서 콘크리트를 친 후 콘크 리트의 온도를 억제시키기 위해 미리 콘크리트 속에 묻은 파이프 내부에 냉 수 또는 찬공기를 보내 콘크리트를 냉각시키는 방법

(117) 팽창재 - 시멘트 및 물과 함께 혼합하면 수화반응에 의하여 에트린가이트 또는 수산화칼슘 등을 생성하고 모르터 또는 콘크리트를 팽창시키는 작용을 하는 혼화재료

(118) 팽창콘크리트 - 혼화재로서 팽창재를 첨가해서 만든 콘크리트

(119) 포졸란 - 혼화재의 일종으로서 그 자체에는 수경성이 없으나 콘크리트 중의 물에 융해되어 있는 수산화칼슘과 상온에서 천천히 화합하여 물에 녹지 않 는 화합물을 만들 수 있는 실리카질 물질을 함유하고 있는 미분말 상태의 재료

(120) 표준양생 - 20±3℃로 유지하면서 수중 또는 습도 100%에 가까운 습윤상태 에서 양생하는 것

(121) 프리스트레스 - 외력에 의해서 일어나는 인장응력을 소정의 한도로 상쇄할 수 있도록 미리 계획적으로 콘크리트에 주는 응력

(14)

(122) 프리스트레스트콘크리트 - 외력에 의하여 일어나는 응력을 소정의 한도까지 상쇄할 수 있도록 미리 인공적으로 그 응력의 분포와 크기를 정하여 내력을 준 콘크리트를 말하며, PS콘크리트 또는 PSC라고 약칭하기도 한다.

(123) 프리스트레스힘 - 프리스트레싱에 의하여 부재단면에 작용하고 있는 힘 (124) 프리스트레싱 - 프리스트레스를 주는 일

(125) 프리웨팅(pre-wetting) - 경량골재를 사용하기 전에 미리 흡수시키는 작업 (126) 프리캐스트콘크리트 - 콘크리트가 굳은 후에 제자리에 옯겨 놓거나 또는 조

립하는 콘크리트 부재를 말하며 PC 콘크리트라고 약칭하기도 한다.

(127) 프리쿨링(pre-cooling) - 콘크리트의 치기온도를 낮추기 위하여 콘크리트용 재료를 냉각시키는 것 또는 치기 전에 콘크리트를 냉각시키는 것

(128) 프리팩트콘크리트(prepacked concrete) - 소요의 품질을 가지는 콘크리트를 얻을 수 있도록 특정 입도의 굵은골재를 거푸집에 먼저 채워 넣은 후 특정 한 모르터를 주입하여 만든 콘크리트

(129) 피니셔빌리티(finishability) - 굵은골재의 최대치수, 잔골재율, 잔골재의 입도, 반죽질기 등에 따르는 마무리하기 쉬운 정도를 나타내는 굳지 않은 콘크리 트의 성질

(130) PS강재 - 프리스트레스를 주기 위하여 사용하는 고강도의 강재

(131) 해양콘크리트 - 항만, 해안 또는 해양에 위치하여 해수 또는 조풍의 작용을 받는 구조물에 쓰이는 콘크리트

(132) 현장배합 - 시방배합을 현장조건에 맞도록 현장에서 재료의 상태와 계량방 법에 따라 정한 배합

(133) 호칭강도 - KS F 4009(레디믹스트콘크리트)에 있어 콘크리트의 강도구분을 나타내는 호칭으로서 호칭강도는 설계기준강도를 의미한다.

(134) 혼화재 - 혼화재료 중 사용량이 비교적 많아서 그 자체의 부피가 콘크리트 의 배합 계산에 관계되는 것

(135) 혼화재료 - 시멘트, 골재, 물 이외의 재료로서 혼합할 때 필요에 따라 콘크 리트의 한 성분으로 더 넣는 재료

(136) 혼화제 - 혼화재료 중 사용량이 비교적 적어서 그 자체의 부피가 콘크리트 의 배합 계산에서 무시되는 것

(15)

2. 콘크리트 구조 설계기준 <부분발췌>

(1) 간격재 - 철근에 소정의 피복두께를 유지하게 하거나 또는 철근 간격을 정확 하게 유지시키기 위하여 쓰이는 금속제, 플라스틱제 또는 시멘트 모르타르 등 의 부품

(2) 갈고리(hook) - 철근의 정착 또는 겹침이음을 위해 철근 끝을 구부린 부분 : 철근의 끝부분을 180°, 135°, 90° 등의 각도로 구부려 만듦.

(3) 건조수축(drying shrinkage) - 콘크리트는 습기를 흡수하면 팽창하고 건조하면 수축하게 되는데, 이와 같이 습기가 증발함에 따라 콘크리트가 수축하는 현상 (4) 고정하중(dead load) - 구조물의 수명기간중 상시 작용하는 하중으로서 자중

은 물론 벽, 바닥, 지붕, 천장, 계단 및 고정된 사용장비 등을 포함한 하중

(5) 공칭강도(nominal strength) - 강도설계법의 규정과 가정에 따라 계산된 부재 또는 단면의 강도를 말하며, 강도감소계수를 적용하기 이전의 강도

(6) 구조용 콘크리트(structural concrete) - 재령 28일의 설계기준강도가 180㎏f/㎠

이상인 콘크리트

(7) 굽힘철근(bent bar) - 구부려 올리거나 또는 구부려 내린 부재길이방향으로 배 근된 철근

(8) 기계적 정착(mechanical anchorage) - 철근 또는 긴장재의 끝부분에 여러 형태 의 정착장치를 설치하여 콘크리트에 정착하는 것

(9) 기둥(column) - 높이가 단면 최소 치수의 3배 이상인 수직 또는 수직에 가까 운 압축재

(10) 나선철근(spiral reinforcement) - 기둥에서 종방향 철근을 나선형으로 둘러싼 철근 또는 철선

(11) 단면의 유효깊이(effective depth of section) - 콘크리트 압축 연단에서부터 인장철근 중심까지의 거리

(12) 띠철근(tie reinforcement, tie bar) - 기둥에서 종방향 철근의 위치를 확보하고 전단력에 저항하도록 정해진 간격으로 배근된 횡방향의 보강철근 또는 철선 (13) 레디믹스트 콘크리트(ready mixed concrete) - 정비된 콘크리트 제조설비를

갖춘 공장에서 생산되어 굳지 않은 상태로 운반차에 의하여 구입자에게 공급 되는 굳지 않은 콘크리트

(14) 묻힘길이(embedment length) - 철근이 뽑히는 것을 방지하기 위하여 위험단 면을 지나 철근을 더 연장하여 묻어 넣은 길이

(16)

(15) 배력철근(distributing bar) - 집중하중을 분포시키거나 균열을 제어할 목적으 로 주철근과 직각에 가까운 방향으로 배치한 보조철근

(16) 배합강도(mix design strength) - 콘크리트의 배합을 정할 때 목표로 하는 콘 크리트의 압축강도

(17) 복부보강근(web reinforcement) - 전단력을 받는 부재의 복부에 배근하여 사 인장 응력에 저항하는 철근 : 사인장철근 이라고도 함.

(18) 부착긴장재(bonded tendon) - 직접 또는 그라우팅을 통하여 콘크리트에 부착 된 긴장재

(19) 사용하중(service load) - 고정하중 및 활하중과 같이 이 기준에서 규정하는 각종 하중으로서 하중계수를 곱하지 않은 하중 : 작용하중이라고도 함.

(20) 설계강도(design strength) - 구조체 또는 부재의 공칭강도에 강도감소계수 ø 를 곱한 강도

(21) 설계하중(design load) - 부재설계시 적용하는 하중 : 강도설계법에 의할 때는 계수하중을 적용하고, 별도설계법에 의할 때에는 사용하중을 적용함.

(22) 소요강도(required strength) - 철근콘크리트 부재가 사용성과 안전성을 만족 할 수 있도록 요구되는 단면의 단면력

(23) 수축온도철근(shrinkage and temperature reinforcement) - 건조수축 또는 온 도변화에 의하여 콘크리트에 발생하는 균열을 방지하기 위한 목적으로 배근 되는 철근

(24) 스터럽(stirrup) - 보의 주철근을 둘러싸고 이에 직각되게 또는 경사지게 배근 한 복부보강근으로서 구조부재에 있어서 전단력 및 비틀림모멘트에 저항하도 록 배치한 보강철근

(25) 압축철근비(compressive reinforcement ratio) - 콘크리트의 유효단면적에 대 한 압축철근 단면적의 비

(26) 앵커(anchor) - 기초 또는 콘크리트 구조체에 페데스탈, 기둥 등 다른 부재를 정착하기 위하여 묻어 두는 볼트 등을 말하며, 또는 그를 묻어 두는 일

(27) 연결철근(cross tie) - 한쪽 끝에서는 적어도 직경의 10배 이상의 견장길이(또 한 7.5cm)를 갖는 135 갈고리가 있고 다른 끝에서는 적어도 직경의 6배 이상 의 연장길이를 갖는 90 갈고리가 있는 연속철근 : 갈고리는 주위의 종방향 철근을 감싸야 하고, 동일한 종방향 철근에 고정된 2개의 연속철근의 90°갈 고리는 그 긑이 반대방향으로 되도록 엇갈려 배치하여야 함.

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(28) 연직하중(gravity load) - 고정하중이나 활하중과 같이 구조물에 중력방향으로 작용하는 하중 : 중력하중이라고도 함.

(29) 원형철근(plain reinforcement) - 표면에 리브 또는 마디 등의 돌기가 없는 원 형단면의 봉강으로서 KS D 3404(철근콘크리트용 봉강)에 규정되어 있는 철근 (30) 유효단면적(effective section area) - 유효깊이에 유효폭을 곱한 면적

(31) 유효인장력 (effective tensile force) - 프리스트레스를 준 후 프리스트레싱 긴 장재 응력의 릴랙세이션, 큰크리트의 크리프와 건조수축 들의 영향으로 프리 스트레스 손실이 완전히 끝난 후 긴장재에 작용하고 있는 인장력

(32) 응력(stress) - 단위면적당에 발생하는 내력의 크기

(33) 이형철근(deformed reinforcement) - 표면에 리브와 마디 등의 돌기가 있는 봉강으로서 KS D 3501(철근콘크리트용 봉강)에 규정되어 있는 철근 또는 이 와 동등한 품질과 형상을 가지는 철근

(34) 인장철근비(tensile reinforcement ratio) - 콘크리트의 유효단면적에 대한 인장 철근 단면적의 비

(35) 저항계수(resistance factor) - 강도감소계수를 총칭함

(36) 전단머리 (shear head) - 전단 보강을 위하여 기둥 상부의 슬래브 내에 배치 하는 강재

(37) 전단보강근 (shear reinforcement) - 전단력에 저항하도록 배근한 철근

(38) 접속장치(coupler) - 프리스트레싱 긴장재와 프리스트레싱 긴장재 또는 정착 장치와 정착장치를 접속시키는 장치

(39) 정착길이(development length) - 위험단면에서 철근의 설계기준항복강도를 발휘하는 데 필요한 길이로서 철근을 더 연장하여 묻어 넣은 길이

(40) 정착장치 - 긴장재의 끝부분을 콘크리트에 정착시켜 프리스트레스를 부재에 전달하기 위한 장치

(41) 조립용 철근(erection bar) - 철근을 조립할 때 철근의 위치를 확보하기 위하 여 사용하는 보조철근

(42) 주철근(main bar) - 설계하중에 의해 그 단면적이 정해지는 철근

(43) 종방향 철근(longitudinal reinforcement) - 부재에 길이방향으로 배근한 철근 (44) 지압강도(bearing strength) - 지지면적이 하중이 가해지는 면적보다 모든 방향

으로 넓을 경우, 지지면 콘크리트의 압축강도

(18)

(45) 지진하중(earthquake load) - 지각변동으로 인해 발생하는 지진에 의해 구조 물에 작용하는 힘 : 지진이 심한 지방 또는 지진에 민감한 구조물은 지진에 견디도록 설계하여야 함.

(46) 콘크리트의 설계기준강도(specified compressive strength of concrete) - 콘 크리트 부재를 설계할 때 기준으로 하는 콘크리트의 압축강도

(47) 크리프(creep) - 지속하중으로 인하여 콘크리트에 일어나는 장기변형

(48) 탄성계수(modulus of elasticity) - 재료의 비례한도 이하의 변형률에 대응하 는 인장 또는 압축응력의 비

(49) 포스트텐셔닝(post-tensioning) - 콘크리트가 굳은 후에 긴장재를 인장하고 그 끝부분을 콘크리트에 정착시켜서 프리스트레스를 부재에 도입시키는 방법 (50) 표면철근(skin reinforcement) - 유효깊이가 d가 90cm를 초과하는 깊은 휨부

재 복부의 양 측면에 부재 축방향으로 배근하는 철근

(51) 풍하중(wind load) - 바람에 의하여 구조물에 작용하는 하중

(52) 프리스트레스(prestress) - 외력에 의하여 일어나는 인장응력을 소정의 한도로 상쇄할 수 있도록 미리 콘크리트에 도입된 응력

(53) 프리스트레스 도입(prestress transfer) - 긴장재의 인장력을 콘크리트에 전달 하기 위한 조작

(54) 프리스트레스트 콘크리트(prestressed concrete) - 외력에 의하여 발생하는 응 력을 소정의 한도까지 상쇄할 수 있도록 미리 계획적으로 그 응력의 분포와 크기를 정하여 내력을 준 콘크리트를 말하며, PS콘크리트 또는 PSC라고 약 칭하기도 함.

(55) 프리스트레스 압축 인장역(precompressed tensile zone) - 프리스트레싱을 하 는 동안에 압축응력을 받았던 단면이 그 후 외부에서 작용한 하중에 의해 인 장응력을 받게 되는 부분

(56) 프리스트레스트 보강재(prestressed reinforcement) - 프리스트레스를 주기 위 하여 쓰이는 강재

(57) 프리스트레싱(prestressing) - 프리스트레스를 주는 일

(58) 프리스트레싱 긴장재(prestressing tendon) - 프리스트레싱 강재를 단독 또는 몇 개의 다발로 하여 기존 콘크리트에 프리스트레스를 주기 위하여 사용하는 프리스트레싱 강선, 프리스트레싱 강봉, 프리스트레싱 강연선과 같은 강재

(19)

(59) 프리스트레싱 긴장재의 릴랙세이션(relaxation of prestressing tendon) - 프 리스트레싱 긴장재에 인장력을 주어 변형률을 일정하게 하였을 때 시간의 경 과와 함께 일어나는 응력의 감소

(60) 프리캐스트 콘크리트(precast concrete) - 콘크리트가 굳은 후에 제자리에 옮 겨 놓거나, 또는 조립하는 콘크리트 부재

(61) 프리텐셔닝(pretensioning) - 긴장재를 먼저 긴장한 후에 콘크리트를 치고 콘 크리트가 굳은 다음, 긴장재에 가해 두었던 인장력을 긴장재와 콘크리트의 부착에 의해서 콘크리트에 전달시켜 프리스트레스를 주는 방법

(62) 피복두께(cover thickness) - 콘크리트 표면과 그에 가장 가까이 배근된 철근 표면 사이의 콘크리트 두께

(63) 하중계수(load factor) - 하중의 공칭값과 실제 하중 사이의 불가피한 차이 및 하중을 작용 외력으로 변화시키는 해석상의 불확실성, 환경작용 등의 변동을 고려하기 위한 안전계수

(64) 확대모멘트(magnified moment) - 세장한 부재에서 절점의 이동을 고려하여 계산한 증가된 모멘트

(65) 활하중(live load) - 풍하중, 지진하중과 같은 환경하중이나 고정하중을 포함 하지 않고, 건물이나 다른 구조물의 사용 및 점용에 의해 발생되는 하중으로 서 사람, 가구, 이동칸막이, 창고의 저장물, 설비기계 등의 하중과 적설하중, 또는 교량 등에서 차량에 의한 하중

(66) 횡하중(lateral load) - 풍하중이나 지진하중과 같이 수직방향 구조물에 수평 으로 작용하는 하중

(67) 후프(hoop) - 폐쇄띠철근 또는 연속적으로 감은 띠철근 : 하나의 폐쇄띠철근 은 양단에 내진 갈고리를 가진 여러 개의 철근으로 만들어야 하며, 연속으로 감은 띠철근의 양단은 철근직경의 6배 이상(또한 7.5cm 이상)의 연장길이를 갖고 종방향 철근을 감싸도록 하여야 하며 반드시 내진갈고리를 가져야 함.

(68) 휨부재(flexural member) - 축력을 받지 않거나 축력의 영향을 무시할 수 있 을 정도의 축력을 받는 부재로서 주로 휨모멘트와 전단력을 저항하는 부재 (69) 휨불연속(flexural discontinuity) - 휨인장력이 작용되지 않는 상태

(70) 휨철근(flexural reinforcement) - 휨모멘트에 저항하도록 배근하는 부재축 방 향의 철근

(20)

3. 콘크리트 전문서적 <부분발췌>

(1) 백화(Efflorescence,의화) - 콘크리트 노출면에 흰색의 가루가 생기는 상태(콘크 리트, 모르터, 타일면에 나타난 백색물질)

(2) Pop-out - 콘크리트표면에 원추형의 작은 구멍이 생기는 현상으로 흡수 성이 큰 골재에 있어서 입자내의 수분이 동결되어 그 팽창력으로 얇게 덮힌 몰 탈층을 뚫고 골재가 파괴되면서 나타남

(3) Air Pocket - 거푸집면에 기포나 물방울이 모여서 형성된 곰보

(4) Rock Pocket - 골재가 모르터에 피복되지 않고 표면에 나타나 형성된 곰보 (5) 알칼리골재반응(AAR) - 시멘트중의 알칼리 성분(Na, K)과 골재중의 실리카,

탄산염, 실리케이트와 반응하여 Gel상의 반응물을 생성, 반응물이 팽창하여 콘크리트에 균열이 발생하는 현상(거북등 형태의 균열)

(6) 중성화 - 알칼리성의 콘크리트가 산성비, CO2 등의 영향으로 알칼리성을 상실 중성화되어 가는 현상으로 중성화는 철근을 부식시키고 균열을 촉진한다.

(7) 염 해 - 콘크리트중의 염화물 존재는 철근을 부식시키고 철근부식는 콘크리트 의 내부체적을 증가시켜 균열을 발생, 콘크리트 전체의 내구성을 저하시킨다.

(8) 정철근 - 주철근 중에서 정(+) 휨모멘트에 의하여 인장을 받는 철근 (9) 부철근 - 주철근 중에서 부(-) 휨모멘트에 의하여 인장을 받는 철근

(10) 혼합시멘트 - 포틀랜드시멘트의 시멘트와 반응메카니즘이 다른 고로슬래그 미분말과 플라이애쉬 등을 최적의 비율로 혼합하여 시멘트의 소화조직 치밀 화에 의한 내염특성 향상과 시멘트의 수화열을 억제시킬 수 있는 고기능성 혼합시멘트

(11) 고로슬래그 미분말 - 용광로에서 선철이 생산될 때 부산되는 용융상태의 고르 슬래그를 물로 급냉시킨 후 건조 미분쇄한 것 또는 여기에 석고를 첨가한 것 (12) 플라이애쉬 - 미분탄 연소 보일러의 연도가스로부터 집진기로 채취하는 재를

정제한 것

(13) 블록 - 1회에 연속하여 콘크리트를 타설하는 구획

(14) 시공이음 - 콘크리트를 분할 시공할 때에 생기는 조인트로 설계상 연속한 구 조체로서 취급되는 것

(15) 수직이음 - 콘크리트 타설시에 거푸집의 형태 혹은 온도균열 제어상 설치하 는 수직인 이음

(21)

(16) 매스콘크리트 - 부재 또는 구조물의 치수가 커서 시멘트의 수화열로 인한 온 도의 상승 및 하강에 따른 콘크리트의 과도한 팽창과 수축을 고려하여 시공해 야 하는 콘크리트 (슬래브는 80cm 이상, 벽체는 50cm 이상으로 온도균열에 대처가 필요한 크기의 콘크리트)

(17) 저발열콘크리트 - 저열포틀랜드시멘트를 사용하여 수화열을 제어한 콘크리트 (플라이애쉬시멘트, 3성분계시멘트 등의 저발열형시멘트를 사용한 저발열콘크 리트와는 구분됨)

(18) 해양콘크리트 - 해양환경에 노출된 콘크리트 (19) 수화열 - 시멘트의 수화작용에 의해 발생하는 열

(20) 온도균열 - 시멘트의 수화열에 의한 온도응력으로 발생하는 균열

(21) 온도응력 - 시멘트의 수화열에 의한 콘크리트의 부피변화가 구속되기 때문에 부재 내에 생기는 압축 또는 인장응력

(22) 온도균열 지수 - 매스콘크리트의 균열발생 여부를 검토하는 지표로써 콘크리 트의 인장강도를 온도응력으로 나눈 값

(22)

Ⅴ 콘크리트 품질요인

1. 콘크리트 구성재료

1) 시멘트

가. 시멘트의 제조 (1) 원료

석회석(CaO)과, 실리카(SiO2), 산화알루미나(Al2O3) 및 산화제2철(Fe2O3)을 함유한 점 토와 규석, 철광석 등이 원료로 사용된다. 석회질 원료와 점토질 원료의 비는 약 4:1이 다. 이들 원료를 분쇄, 조합 혼합한 후 소성로(kiln)에서 소성하여 클링커(clinker)가 얻 어지며 응결조정용으로 3~5%의 석고(CaSO4.

2H2O)를 첨가, 분쇄하면 시멘트가 제조 된다.

(2) 시멘트의 화학성분

석회(CaO), 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 산화철(Fe2O3) 등 4가지이며 마그네시아 (MgO), 무수황산(SO3), 알칼리(K2O, Na2O) 등을 함유한다.

각각의 클링커 화합물은 화학조성이 다르므로 수화반응속도에 차이가 있을 뿐만 아니 라 수화생성물의 물성에 미치는 영향도 다르다.

화합물

특 성 화합물의 함유 비율(%) 조기

강도

장기

강도 수화열 화학 저항성

건조

수축 보통 중용열 조강 내황 산염 C3S

C2S C3A C4AF

대 소 소 대

중 대 소 소

중 소 소 대

중 대 대 소

중 소 소 대

48~55 26~27 8~10 7~11

41~49 29~37 3~6 12~14

59~69 7~17 8~9 7~9

55~65 15~23 1~3 12~15 표 1 클링커 화합물 특성 비교

나. 시멘트의 성질 (1) 수 화

시멘트에 물을 혼합하면 발열반응을 하는데 이때 발생한 열을 수화열이라 하고 이

(23)

(2) 비 중

일반적으로 CaO, Al2O3를 많이 함유한 시멘트는 비중이 작고, SiO2, Fe2O3가 많은 것 은 비중이 크다. 보통포틀랜드시멘트의 비중은 3.14~3.16 정도이다.

(3) 분말도

분말도(fineness)는 시멘트 입자의 굵고 가는 정도를 나타내는 것이다.

(4) 풍화

시멘트가 저장 중에 공기 중의 수분과 이산화탄소를 흡수하여 수화반응을 일으켜 탄 산염이 생성되는 과정이다. 이때 풍화된 시멘트는 비중이 감소되고 응결이 지연되며 강도발현이 저하되고 강열감량이 증가한다.

다. 시멘트의 종류

(1) 포틀랜드시멘트

포틀랜드 시멘트 ▼

보통 조강 중용열 저열 내황산염

(2) 혼합시멘트

혼합 시멘트

고로슬래그 시멘트 포틀랜드포졸란 시멘트

(실리카시멘트) 플라이애시 시멘트 (3) 특수시멘트

특수 시멘트 ▼ 알루미나

시멘트

팽창 시멘트

초속경 시멘트

유정 시멘트

콜로이드 시멘트

2) 골

콘크리트의 부피중 65~80%를 차지하며 모르터 또는 콘크리트를 제조하기 위하여 시멘트, 물과 함께 혼합하는 강모래, 강자갈, 부순모래 및 부순돌 등의 재료를 말한다.

(24)

가. 골재로서 필요한 성질

(1) 단단하고 마모에 대한 저항성이 있을 것

(2) 깨끗하며, 유해량의 유해물이 포함되어 있지 않을 것 (3) 물리적, 화학적으로 안정하며 내구성이 클 것

(4) 입형이 입방체 또는 원형에 가까우며 부착에 좋은 표면조직을 가질 것 (5) 입도(크고 작은 입자의 혼합상태)가 적절하고 소요의 중량을 가질 것 (6) 시멘트 페이스트와의 부착강도가 클 것

나. 골재의 분류

- 잔골재(fine aggregate) : 5mm체를 거의(85%정도 이상) 통과하는 것 - 굵은 골재(coarse aggregate) : 5mm 체에 거의(85%정도 이상) 남는 것

다. 골재의 입형

입형(粒形)은 원형 또는 입방체일수록 단위수량이 적고 워커빌리티가 좋으며 골재의 입형판정은 실적률(實積率)을 사용한다.

라. 입도 입도곡선, 조립률

골재의 입도는 크고 작은 골재의 혼합된 정도를 말하며 입도가 좋은 골재는 크고 작 은 골재가 고르게 혼합된 것이다.

마. 조립률(F.M)

골재의 입도를 표시하는 계수로서 조립률 계산에 사용하는 체는 총 10개이다.

바. 굵은골재 최대치수(Gmax)

중량으로 90% 이상을 통과시키는 체 중에서 최소치수의 체눈을 체의 호칭치수로 나 타낸 굵은골재의 치수를 말하며 굵은골재 최대치수가 클수록 단위수량 및 시멘트량이 감소하여 경제적이다.

굵은골재 최대치수는 부재최소치수의 1/5, 철근의 최소수평, 수직 순간격의3/4를 초과 해서는 안된다.

사. 알칼리 골재반응

알칼리 골재반응이란 실리카질의 반응성 골재가 콘크리트중의 알칼리 성분과 반응하

(25)

3) 혼화재료

혼화재료(admixture)란 콘크리트나 모르터의 제조시 시멘트, 골재, 물 이외의 재료를 필요에 따라 첨가하여 콘크리트나 모르터의 제 성질을 개선 향상시킬 목적으로 사용되 는 재료이다. 사용량에 의해서 혼화재(混和材, mineral admixture)와 혼화제(混和劑, chemical admixture)로 분류된다.

가. 사용목적

(1) 콘크리트의 워커빌리티의 개선 (2) 강도 및 내구성의 증진

(3) 응결 경화시간의 조정

(4) 수화작용 및 발열량의 촉진 및 감소 (5) 수밀성 및 화학저항성의 증진

(6) 철근의 부식방지

(7) 기타 콘크리트에 특수한 성능 부여

나. 혼화재료의 분류

혼 화 재 료

혼 화 재 혼 화 혼화재료 중 사용량이 비교적 많

아 콘크리트의 배합계산에 고려해 야 되는 것을 말하며 콘크리트의 혼합시 사용량이 시멘트중량의 5%

이상 사용하는 것.

혼화재료 중 사용량이 비교적 적 어서 콘크리트의 배합계산에 무시 되는 것으로서 사용량이 시멘트중 량의 1% 전후 첨가하는 것.

(1) 혼화재

① 포졸란 작용이 있는 것 : 플라이애쉬, 규조토, 화산회, 규산백토

② 주로 잠재수경성이 있는 것 : 고로슬래그 미분말

③ 경화과정에서 팽창을 일으키는 것 : 팽창재

④ 오토클래브양생에 의하여 고강도를 나타내게 하는 것 : 규산질 미분말

⑤ 착색시키는 것 : 착색재(着色材)

⑥ 기타 : 고강도용 혼화재, 포리마, 증량재(增量材) 등

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(2) 혼화제

① 워커빌리티와 내동해성을 개선시키는 것 : AE제, AE감수제

② 유동성을 대폭으로 개선시키는 것 : 유동화제(流動化劑)

③ 큰 감수효과로 강도를 크게 높이는 것 : 고성능감수제

④ 응결, 경화시간을 조절하는 것 : 촉진제, 지연제, 급결제, 초지연제

⑤ 방수효과를 나타내는 것 : 방수제

⑥ 기포작용에 의해 충전성을 개선하거나 중량을 조절하는 것 : 기포제, 발포제

⑦ 염화물에 의한 철근의 부식을 억제 시키는 것 : 방청제

⑧ 단위수량을 현저히 감소시켜 내동해성을 개선시키는 것 : 고성능AE감수제

⑨ 점성을 증대시켜 수중서 재료분리를 억제시키는 것 : 수중불분리성 혼화제

⑩ 기타 : 프리팩트콘크리트용 혼화제, 수중콘크리트용 혼화제 등

4) 혼합수

콘크리트 중의 혼합수는 콘크리트 부피의 약 15%를 차지하며 소요의 유동성확보 및 시멘트와 수화반응을 일으켜 경화를 촉진하는 등의 역할을 한다.

가. 혼합수 중의 불순물의 영향

혼합수 중의 불순물은 현탁물질(점토, 후민산, 산화아연 등), 가용성 증발 잔유물 (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HCO3-

, SO42-

, Cl- 등의 조합에 의한 염류), 가용성 유기물질(당류, 후민산나트륨 등) 등이 있다.

불순물이 콘크리트에 다음과 같은 영향을 미친다.

(1) 염화물은 작은 농도에서는 영향이 작으나 10,000ppm을 넘으면 응결이 촉진되어 초 기강도는 증가하지만 장기강도의 신장은 작다.

(2) 염화나트륨과 염화칼슘은 농도가 증가하면 수축을 증가시키는 경향이 있다.

(3) 당류, 후민산은 응결지연 및 콘크리트의 경화와 강도발현을 저하시킨다.

(4) 탄산염은 응결촉진작용을 나타내며 농도가 높으면 이상응결을 발생우려 있다.

(27)

2. 굳지 않은 콘크리트

1) 굳지 않은 콘크리트의 물성

가. 재료분리(segregation)

재료분리란 콘크리트의 균일성을 잃는 현상, 즉 굵은골재가 국부적으로 집중되거나 수분이 콘크리트 윗면으로 보이는 현상(블리딩, bleeding)을 말한다.

앞의 것은 주로 운반, 치기작업 중에 생기는 것이며 후자는 치기작업 후에 생기는 것 이다.

(1) 재료분리의 원인

① 최대치수가 너무 큰 굵은골재를 사용하거나 단위골재량이 너무 크면 콘크리트는 분리되기 쉽다.

② 단위수량이 크고 슬럼프가 큰 콘크리트는 분리되기 쉽다.

③ 단위수량이 작은 매우 된 반죽의 콘크리트에서도 모르타르의 점착성이 부족하여 분리의 경향이 크게 된다.

④ 중량골재에서는 굵은골재의 침강이 현저하며 반대로 경량골재는 떠올라 분리되는 경향이 있다. 입경이 큰 골재일수록 이 현상이 보다 현저하다.

(2) 재료분리에 대한 대책

① 콘크리트의 슬럼프가 너무 크거나 작지 않게 한다.

② 입형이나 입도가 나쁜 골재는 사용하지 않는다.

③ 잔골재율을 적절히 증가시키는 것도 분리를 막는데 효과적이다.

④ AE제 또는 양질의 포졸란을 사용한다.

나. 블리딩

블리딩(bleeding)이란 콘크리트가 균일성을 잃는 재료분리의 일종으로 수분이 콘크리 트 윗면으로 보이는 현상을 말한다.

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(1) 블리딩에 영향을 미치는 요인

① 물-시멘트비가 클수록 또 반죽질기가 클수록 블리딩과 침하는 크게 된다.

② 골재 상호간의 가교작용이 클수록 블리딩이 적어진다.

③ AE제의 사용은 블리딩량 및 침하량을 감소시키는데 효과적이다.

(2) 블리딩이 콘크리트의 성질에 미치는 영향

① 블리딩에 의해 떠오른 미립분이 콘크리트 표면에 만드는 앏은 층 즉, 레이탄스 (laitance)를 제거하지 않으면 신․구 콘크리트의 부착력이 크게 저하된다.

② 수평철근과 굵은골재의 밑쪽에 수막과 공극을 형성하여 철근과 콘크리트 또는 골 재와 시멘트풀과의 부착력을 저하시키며 콘크리트의 수밀성을 저하시킨다.

③ 블리딩에 의한 침하가 철근 등에 의해 구속되면 그 윗면에 균열이 발생한다. 이 것을 침하균열이라 하며 블리딩이 큰 콘크리트일수록 발생하기 쉽다.

2) 굳지 않은 콘크리트의 균열

가. 침하에 의한 균열

콘크리트는 크기와 비중이 다른 재료의 혼합물이기 때문에 거푸집에 타설한 직후부 터 분리현상을 일으키며 콘크리트 전체로서는 침하현상을 일으킨다. 이때 철근이나 크 기가 큰 골재입자 등 침하를 막는 물질이 있으면 콘크리트 표면에 전단력이 작용하여 균열이 발생한다.

나. 플라스틱 수축에 의한 균열

콘크리트 타설 시 또는 타설 직후 표면에서 급속한 수분증발이 일어나 그 증발속도 가 블리딩 속도보다 빨라질 때 콘크리트 표면에 미세한 균열이 생기는데 이를 플라스 틱수축(plastic shrinkage)에 의한 균열이라 한다.

(29)

3. 경화한 콘크리트

1) 강

콘크리트의 강도라 하면 압축, 인장, 휨, 전단, 지압 등의 강도, 철근과의 부착강도, 지속 및 반복하중 하에서의 시간강도 등이 포함된다. 그러나 단지 콘크리트의 강도라 하면 일반적으로는 압축강도를 말하는 경우가 많다.

가. 인장강도

콘크리트의 인장강도는 압축강도의 약 1/8~1/13 정도이며 콘크리트의 압축강도(fc) 와 인장강도(ft)의 비인 취성계수(coefficient of brittleness)(fc/ft)의 값은 압축강도가 클수록 크다.

나. 휨강도

콘크리트의 휨강도는 파괴계수(modulus of rupture)라고도 하며 압축강도의 1/5~

1/8정도이다. 장방형 보를 중앙집중 재하(center point loading) 또는 3등분점 재하 (third point loading)에 의하며 3등분점 재하방법에 대하여 규정하고 있다.

콘크리트의 휨강도는 도로, 공항 등의 콘크리트 포장의 설계기준강도, 이들 콘크리트의 품질결정 및 관리 등에 사용된다.

다. 전단강도

콘크리트와 같은 취성재료의 전단강도는 직접전단시험에 의하여 구한다. 최대하중 P 를 측정하여 전단응력이 휨(세로)방향에 일정하게 분포한다고 가정하고 다음 식으로 구한다. 이와 같이 구한 직접전단강도(shear strength)는 압축강도의 1/4~1/6, 인장강 도의 2.3~2.5배 정도이다.

라. 부착강도

철근과 콘크리트 경계면에서 활동(slip)에 저항하는 것을 철근콘크리트의 부착(bond) 이라고 한다.

철근과 콘크리트의 부착은 주로 다음 세 가지 작용에 의해 얻어진다.

① 시멘트풀과 철근 표면의 교착(膠着) 작용

② 콘크리트와 철근 표면의 마찰작용

③ 이형철근 표면의 요철에 의한 기계적 작용

(30)

마. 피로강도

콘크리트는 다른 재료와 마찬가지로 반복하중을 받거나, 일정한 하중을 지속적으로 받게 되면 피로 때문에 정적파괴하중보다 작은 하중에서 파괴된다. 전자를 피로파괴 (fatigue fracture)라 하며, 후자를 크리프파괴(creep fracture)라 한다. 피로에 의한 파괴 강도는 주로 작용하는 응력의 상한치와 하한치의 범위와 반복횟수에 의하여 변화한다.

2) 응력-변형률 곡선

콘크리트의 응력-변형률 관계 또는 응력-변형률 곡선(stress-strain curve)은 최대하중 점에 이르기까지의 응력 상승영역과 그 이후의 응력 하강영역으로 구분된다. 최대하중 점에서의 변형률은 약 1.5~2.5×10-3 정도이다.

무근콘크리트 및 철근콘크리트 기둥과 보에 있어서 콘크리트가 파괴되는 최대압축변형 률은 0.003에서 0.006 정도이나 실제적인 사용을 위한 극한변형률은 0.003 내지 0.004이 기 때문에 설계에서는 콘크리트의 극한변형률을 0.003으로 본다.

3) 탄성계수

콘크리트의 응력-변형률 관계는 낮은 응력의 단계에서부터 비선형으로 되기 때문에 엄밀하게는 탄성계수(modulus of elasticity)를 정할 수가 없지만 설계에서는 압축강도 의 30~50% 정도의 응력점과 원점과를 연결한 할선계수(secant modulus)값을 탄성계 수 Ec로 사용한다.

콘크리트 구조설계기준에서는 콘크리트의 탄성계수를 다음과 같이 계산하도록 규정하 고 있다.

① 콘크리트의 압축강도가 30 MPa 이하이고, 단위질량 wc의 값이 1,450~2,500 kg/m3인 콘크리트의 경우 다음 식에 따라 계산한다.

Ec= 0.043 wc1.5 fck ( MPa)

다만, 보통골재를 사용한 콘크리트(wc=2,300 kg/m3)의 경우는 다음 식을 이용한다.

Ec= 4, 700 fck ( MPa)

② 콘크리트의 압축강도가 30 MPa를 초과한 경우로서 단위질량 wc의 값이 1,450 ~ 2,500 kg/m3인 콘크리트의 경우 다음 식에 따라 계산한다.

Ec=0.030 w1.5c fck+7, 700 ( MPa )

다만, 보통골재를 사용한 콘크리트(wc=2,300 kg/m3)의 경우 다음 식을 사용한다.

Ec=3, 300 fck+7, 700 ( MPa)

(31)

4) 건조수축

경화한 콘크리트는 건조시키면 0.05% 정도 수축하며 단위수량이 큰 콘크리트는 더 많이 수축한다.

콘크리트의 건조수축이 주위의 구속을 받으면 균열이 발생한다. 건조수축에 의한 균 열은 치기 후 2, 3개월 정도에서부터 조건에 따라서는 상당한 기간에 걸쳐 계속 진행 된다.

건조수축에 의한 균열의 폭은 0.05~0.5㎜ 정도가 많지만 경우에 따라서는 1~3㎜에 달하는 것도 있다.

(1) 건조수축에 영향을 미치는 요인

① 단위수량 : 건조수축은 단위수량이 클수록 크게 된다.

② 시멘트 : 수축량은 시멘트의 성분중 C3A의 함유량이 많을수록 크며, 시멘트의 분말 도가 높을수록 크다. 동일 물-시멘트비에서는 시멘트량이 많을수록 크다.

③ 골재 : 수축량은 골재의 탄성계수가 클수록 작게 되며 골재의 흡수율이 클수록 크 게 된다. 또 골재량이 많을수록 작게 된다.

④ AE제 : 콘크리트중의 공기량을 증가시키면 건조수축량은 증가하지만 실제로 공기량 의 증가에 따라 단위수량을 감소시킬 수 있기 때문에 AE콘크리트의 수축량은 AE 제를 사용하지 않은 콘크리트와 거의 차이가 없다.

⑤ 감수제 : 분산효과에 의해 단위수량을 감소시킬 수 있기 때문에 수축도 적을 것으 로 생각되나 성분에 따라서는 증가시키는 것도 있다. 또한 응결촉진제에 속하는 염 화칼슘을 사용하면 수축량이 증가한다.

⑥ 철근량 : 철근량이 많을수록 건조수축이 작게 된다.

⑦ 양생방법 : 수중양생을 계속한 것이나 수중구조물은 수축이 거의 없고 매우 습한 공기 중에 있는 구조물은 건조수축이 작다.

5) 내구특성 가. 동결융해

콘크리트는 급격한 온도변화로 인해 팽창과 수축이 반복되거나 건습의 반복작용으로 인해 수분이 출입해서 콘크리트의 가용성분이 용출할 때도 열화되지만 동결작용에 의 한 열화가 더 심하다. 콘크리트의 동결융해작용이란 결국은 물이 동결할 때의 팽창압 을 의미한다.

콘크리트에 AE제를 사용함으로서 동결융해에 대한 저항성은 증대시킬 수있지만 압 축강도는 저하시키므로 공기량의 표준사용량을 3 - 4%정도로 정하여야 한다.

(32)

나. 중성화

콘크리트 중의 수산화칼슘은 대기 중의 CO2와 반응하여 탄산칼슘이 되기 때문에 콘 크리트는 대기 중에서 표면으로부터 서서히 알카리성을 상실한다. 또한 콘크리트가 물 과 접촉하고 있으면 수산화칼슘이 용출한다.

콘크리트가 이같은 작용에 의해 중성화되면 부동태가 파괴하고 철근의 부식속도가 현 저히 증대한다.

이러한 중성화 깊이의 측정은 콘크리트 표면을 일정깊이로 까내어 조사하는 방법과 채취한 코어를 이용하는 방법으로 분류할 수 있으며, 이때 콘크리트 표면에서 중성화 되지 않은 부분까지의 거리를 몇 개소 측정하고 평균값을 내어 중성화 깊이로 한다.

다. 철근부식

콘크리트 안에 매입되어 있는 철근이 초기에 부식되지 않게 되는 주요원인인 부동 태 피막이 파괴되고 그 결과로서 활성부식이 일어나는 두 가지 주요 요인은 첫째, 염 화물의 혼입 둘째, pH값의 감소를 들 수 있다.

철근의 부동태 피막을 파괴하는 유해성분에는 할로겐이온(Cl-, Br-, I-), 황산염이온 (SO42-

), 황화물(S2-)과 같은 음이온 등이며, 이들 중에서 염소이온의 작용이 가장 강하 다. 또한 염소이온은 콘크리트 중에 혼입되는 기회가 많기 때문에 콘크리트 중의 철근 부식에 대한 가장 유해한 이온이다.

부동태 피막의 구조와 그것이 염소이온에 의해 파괴되는 메카니즘은 아직 완전히 이 해되고 있지는 않지만, 일반적으로 염소이온이 부동태피막에 혼입되어 일부 산소와 치 환되고, 그것의 전도성과 용해성이 증가하는 것으로 생각된다.

철근부식의 결과는 (1) 직경의 감소(역학적 특성이 약해짐), (2) 산화철의 팽창성으로 인해 콘크리트 덮개가 균열이 발생하거나 탈락, (3) 철근과 콘크리트의 부착력 감소 등 으로 나타난다.

(33)

라. 균열

콘크리트 구조물에 발생한 균열(龜裂)은 구조물의 내력, 내구성, 방수성 및 미관 등 에 악영향을 미치기 때문에 균열은 콘크리트 구조물을 건설할 때 가장 중요한 문제이 다. 콘크리트의 역학적 성질의 결점은 파괴시 변형이 압축에서 2~4× 10- 3, 인장에서 1~2× 10- 4정도로 작으며, 인장강도가 작고 체적변화(건조수축, 온도신축, 습도신축 등) 가 큰 점 등이다. 이러한 결점은 바로 균열에 영향을 미친다.

콘크리트 구조물에 일단 균열이 발생하면, 그것이 구조물의 안전도와 사용성에 미치 는 영향을 분석하여야 한다. 이를 위해서는 우선 그 균열의 정확한 원인을 규명하고, 그에 따라 적절한 대책을 강구하는 것이 바람직하다.

균열의 원인은 복잡하며 단지 하나의 원인에 의한 것이 아닌 때가 많기 때문에 균열 을 한눈에 보고서 그 원인을 정확히 아는 것은 곤란한 경우가 많다.

균열폭의 허용치는 내구성 면에서 본 경우와 방수성 면에서 본 경우에 서로 다르며 일 반적으로 후자의 경우가 보다 엄격하다. 내구성으로 본 허용균열폭은 주로 철근의 녹 발생조건의 관점에서 본 환경조건에 따라 다르며 보수를 필요로 하지 않는 폭으로서 0.1~0.3㎜ 정도를 한계값으로 하고 있다. 0.4~1.0㎜ 이상이 되면 보수가 필요하다.

방수성 면에서의 허용균열폭은 보수를 필요로 하지 않는 한도로서 슬래브에서 0.05㎜

이하, 외벽에서 0.15㎜ 정도이다. 0.2㎜ 이상에서는 보수를 필요로 한다.

참조

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