개념 한 쪽
콘크리트의 배합설계는 설계 강도 확보를 위해 배합 강도를 먼저 정하고 물-시멘트비와 단위수량, 골재량을 순서대로 산정하는 작업이다. 골재의 절대부피와 잔 골재율, 유효 흡수량은 배합 계산에서 수치로 다루는 핵심 항목이다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「콘크리트의 배합설계」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 골재 절대부피 산정 | 1 | 시멘트와 물과 공기의 부피를 차감한 골재 부피를 계산하기 |
| 잔 골재율 계산 | 1 | 전체 골재 부피와 굵은 골재 부피로 잔 골재 비율을 구하기 |
| 유효 흡수량 계산 | 1 | 표면 건조 포화상태와 절대 건조상태의 질량 차로 흡수 비율을 구하기 |
콘크리트의 배합설계는 설계 강도 확보를 위해 배합 강도를 먼저 결정하고, 그에 따라 물-시멘트비를 정한 뒤 단위수량과 골재량을 산정하는 순서를 따른다. 물-시멘트비는 강도에 직접 영향을 주는 값이므로 배합 강도가 정해진 뒤에 결정한다. 단위수량과 단위 골재량은 작업성과 경제성을 고려하는 후속 산정 항목이다.
배합 강도는 설계기준 압축강도에 콘크리트 품질 변동을 고려한 여유를 더해 정한다. 압축강도 시험 기록이 없는 경우에는 규정된 표준편차를 적용한다. 설계기준 압축강도가 낮은 구간에서는 별도의 보정 여유를 함께 고려하는 원리를 적용한다.
시방 배합에서 기준으로 삼는 골재 상태는 표면 건조 포화상태이다. 이 상태는 골재 내부의 공극은 물로 차 있으나 표면에는 자유수가 없는 상태를 말한다. 골재가 습윤상태이면 표면 수분이 물량 계산에 더해지고, 절대건조상태이면 콘크리트 속 물을 흡수하여 작업성에 영향을 준다.
골재의 절대부피는 콘크리트 1m³에서 시멘트, 물, 공기가 차지하는 부피를 차감하여 구한다. 시멘트와 물의 부피는 각각의 질량을 비중으로 나누어 산정한다. 공기량은 주어진 부피 비율을 그대로 적용한다.
잔 골재율은 잔 골재의 절대부피를 전체 골재의 절대부피로 나눈 값이다. 전체 골재 절대부피에서 굵은 골재 절대부피를 빼면 잔 골재 절대부피가 된다. 유효 흡수량은 표면 건조 포화상태 질량에서 절대 건조상태 질량을 뺀 값을 절대 건조상태 질량으로 나누어 백분율로 나타낸다.
1m³당 물의 투입량이 150kg이고 시멘트 투입량이 315kg이며 공기가 전체의 3%인 경우를 계산한다. 시멘트 부피는 315를 비중 3.15로 나누어 0.1m³가 되고, 물 부피는 150을 비중 1.0으로 나누어 0.15m³가 된다. 공기 부피는 0.03m³이므로 골재의 절대부피는 1에서 0.1, 0.15, 0.03을 차감한 0.72m³가 된다.
골재 전체가 차지하는 절대부피를 0.80m³, 그중 굵은 골재의 절대부피를 0.55m³로 두는 경우를 계산한다. 잔 골재 절대부피는 0.80에서 0.55를 뺀 0.25m³가 된다. 잔 골재율은 0.25를 0.80으로 나눈 0.3125이므로 약 31%가 된다.
습윤상태에 있어서 중량이 200gf인 모래를 건조시켰을 때 표면 건조상태에서 190gf, 공기중 건조상태에서 185gf, 노 건조상태(절대 건조상태)에서 182gf이 되었다. 이때 유효 흡수량을 구하면?
정답 ④ · 유효 흡수량은 골재가 표면건조포화상태(SSD)에서 절대건조상태(OD)가 될 때까지 흡수한 수분의 양을 절대건조상태의 질량에 대한 백분율로 나타낸 값입니다. 계산식은 (SSD 질량 - OD 질량) / OD 질량 × 100입니다.
유효 흡수량은 표면 건조 포화 상태(SSD) 질량에서 절대 건조 상태(OD) 질량을 빼고, OD 질량으로 나눈 백분율이다.
단위 골재량의 절대부피가 0.80m³, 단위 굵은 골재량의 절대부피가 0.55m³일 경우 잔 골재율은 얼마인가?
정답 ① · 문제는 전체 단위 골재의 절대부피와 굵은 골재의 절대부피가 주어졌을 때 잔골재율을 계산하라는 것이다. 잔골재 부피는 전체 부피에서 굵은 골재 부피를 빼서 구한다: 0.80 − 0.55 = 0.25m³.
잔 골재율은 잔 골재의 절대부피를 전체 골재의 절대부피로 나눈 값으로, 전체 골재 부피에서 굵은 골재 부피를 빼 잔 골재 부피를 구한 후 계산한다.
콘크리트의 배합설계에서 단위 수량 150kg/m³, 단위 시멘트량 315kg/m³, 공기량 3%로 결정했을 경우, 단위 골재량의 절대부피는 얼마인가? (단, 시멘트의 비중은 3.15이고 혼화재는 사용하지 않았다.)
정답 ② · 콘크리트 1m³ 중에서 시멘트, 물, 공기 등을 제외한 나머지 부피가 골재의 절대부피입니다. 전체 부피 1m³에서 시멘트 절대부피(315kg ÷ 3.15 = 0.1m³), 물의 절대부피(150kg ÷ 1.0 = 0.15m³), 공기량(0.03m³)을 차감합니다.
골재의 절대부피는 콘크리트 1m³에서 시멘트, 물, 공기의 부피를 모두 차감하여 구한다.
콘크리트기능사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.