6장. 철근콘크리트구조 (콘크리트 -1)

1. 개  요

콘크리트는 물·시멘트·모래·자갈 및 혼화재를 혼화하여 성형 고착시킨 것이다. 시멘트를 물로 반죽한 시멘트풀은 모래와 자갈의 공간을 메꾸어 화학작용으로 엉기고 굳어져서 석재와 같은 물체가 된다. 콘크리트는 경화를 계속하여 28일이 지나면 거의 최종압축강도에 도달하며 이때까지는 시멘트의 화학작용이 계속되도록 습기와 온도를 유지해야 하고 이렇게 하는 것을 양생 또는 보양이라 한다.

 

2. 시 멘 트

건축공사에 쓰이는 시멘트의 종류는 맣으나 포틀랜드 시멘트가 주로 쓰이고, 고로슬래그시멘트, 실리카 시멘트는 특수한 때 외에는 사용하지 않는다. 시멘트강도시험은 3개의 시험체를 만들어 휨시험을 하고, 여기서 생긴 6개의 토막을 압축시험한 강도를 평균하여 평균강도로 한다. 사용하는 시멘트 500포대당 1회 시험하며, 28일 압축강도는 250~350kg/cm²이다.

 

3. 골  재

 

(1) 개 요

골재는 시멘트와 물로 반죽할 때 혼합하는 모래와 자갈의 총칭이고, 잔골재와 굵은골재로 구분되고, 또 경량골재와 중량골재, 또 천연골재와 인공골재로 구분한다. 보통골재는 자연적으로 암석에서 생긴 모래 및 자갈 또는 깬자갈 등의 골재로서 절건비중이 2.5 정도인 것이다. 굵은 골재는 체규격 5mm 체를 중량비로 85% 이상 남는 콘크리트용의 골재이고, 잔골재는 5mm체를 중량비로 85% 이상 통과하는 콘크리트용 골재이다. 조립률은 각 체로 따로따로 체가름시험을 하여 각 체에 남는 양의 전체 시료에 대한 중량백분율의 합계를 100으로 나눈 값을 말한다. 부순자갈은 자연석을 인공적으로 파쇄한 자갈이고, 큰 강자잘을 깨트려 작은 자갈로 만 것을 깬자갈이라 하여 구분하기도 한다. 부순돌은 암석 또는 호박돌을 인공적으로 파쇄한 자갈이다. 부순모래는 인공적으로 암석을 부수어 만든 잔골재이다. 모래·자갈은 강모래·강자갈이 주로 쓰이고, 산모래·산자갈·바다모래·바다자갈 등이 있으나 산모래는 진흙기가, 바다모래는 염분이 포함되어 있어 세정하지 않고는 철근콘크리트용 골재로는 부적당하다. 건축공사에 주로 쓰이는 골재의 입도는 모래가 5·2.5·1.2·0.6mm 이하의 4종류로 자갈은 30·25·20mm 이하의 3종류로 대별하고 있으며 40mm 이하 또는 15mm 이하의 자갈은 특수한 콘크리트에 쓰인다. 

 

(2) 골재의 단위용적중량

골재의 단위용적중량은 골재의 입도·담는 방법 방법·함수율에 좌우되고 알이 큰 것일수록 중량은 클고 알이 작을수록 담는 방법과 함수율에 의한 중량의 변화가 크다. 즉 자갈은 큰 영향이 없으나 모래는 단위용적변화가 크다. 모래는 포수상태의 것과 절대건조상태의 것이 용적이 가장 적고 중량은 커지며 동일한 무게로 된다. 모래는 함수율이 5~8° /wt 일 때 가장 가볍고, 그 무게는 절대건조시의 약 75~80%이다. 현장 모래의 함수율은 5~8%이고, 이때에 담는 방법에 따라 용적변화가 심하여, 이것을 가볍게 담아서 막대 등으로 다지면 약 70~80% 정도로 부피가 줄어든다. 완전건조 또는 습윤포화상태의 모래는 담는 방법에 의한 용적변화는 별로 없다. 

 

단위용적중량 및 습윤 최대팽창률

 

(3) 골재의 빈틈률

단위용적과 골재의 실제 부피와의 비를 실적률이라 하고 , 단위용적과 공간부분공과의 비를 빈틈률, 또는 공극률이라 하며, 다음과 같은 관계식이 있다.

 

골재의 단위용적중량 = 실적률 x 골재의 비중

실적률 + 빈틈률 = 100

 

표준계량일 때 모래의 실적률은 55~70%, 빈틈률은 30~45%이고, 자갈의 설적률은 60~65% 빈틈률은 35~40%이다. 잔골재율이란 잔골재 및 굵은골재의 절대용적의 합에 대한 잔골재의 절대용적의 백분율을 말한다.

 

(4) 혼 화 재

혼화재는 콘크리트의 질이나 양의 변화를 도모할 때 혼입하는 재료로서 다량을 사용하여 양에 관계되는 것은 재라 하고 소량을 써서 질에 영향을 주는 것을 혼화제라 한다. 시공 연도를 좋게 하는 것으로는 AE제·분산제가 있다. 포졸란은 분산제의 상품명이다. 방동용 염화칼슘·식염은 철근을 녹슬게 하므로 철근콘크리트에는 사용이 금지된다. 급결·조강을 목적으로 혼합하는 각종 방수제, 중량재로 쓰는 플라이애시 등이 있다.