개념 한 쪽
콘크리트 배합은 설계기준강도를 만족하면서 작업성과 경제성을 함께 확보하도록 정한다. 배합강도는 강도 변동을 고려해 여유를 두고, 잔골재율과 굵은골재 최대치수는 작업성과 시멘트 사용량에 영향을 준다.
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출제기준 단원 「배합의 일반사항」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 배합강도 기준 판단 | 1 | 표준편차를 정하는 시험실적 기준과 배합강도 산정 원리를 가린다 |
| 잔골재율과 작업성 판단 | 1 | 잔골재율 증가가 단위수량과 워커빌리티에 미치는 영향을 가린다 |
| 골재 치수와 경제성 판단 | 1 | 굵은골재 최대치수에 따른 시멘트 사용량과 경제성을 가린다 |
배합강도는 설계기준강도보다 충분히 크게 잡아 실제 콘크리트가 요구 강도를 만족하도록 한다. 강도 변동성을 나타내는 표준편차는 신뢰할 수 있는 시험실적을 바탕으로 결정한다. 시험실적이 부족하면 보정계수를 적용하거나 규정된 값을 더해 배합강도를 정한다. 배합강도는 설계기준강도에 표준편차의 일정 배수를 더하는 구조로 구하며, 단순히 일정한 상수를 더하는 방식은 원칙에 어긋난다.
잔골재율은 콘크리트의 작업성과 강도에 영향을 주는 요소다. 잔골재율을 크게 하면 골재 간 마찰이 늘어 워커빌리티가 떨어지고, 소정의 작업성을 확보하기 위해 단위수량이 증가한다. 단위수량을 줄이려고 잔골재율을 무작정 높이면 작업성이 나빠지고 시멘트 페이스트가 부족해져 강도가 약해질 수 있다. 잔골재율은 입도, 공기량, 시멘트량, 펌프성과 혼화제 조건을 고려해 시험으로 정하며, 특정 조정 폭을 일반화하지 않는다.
굵은골재의 최대치수가 크면 골재 사이의 빈 공간을 채우는 시멘트 페이스트의 양이 줄어 시멘트 사용량이 감소하고 경제적이다. 최대치수가 작은 굵은골재는 표면적이 커 시멘트 소비량을 늘리고 작업성 유지에도 불리해 비경제적이다. 다만 굵은골재의 크기와 잔골재의 조립률 변화는 워커빌리티에 영향을 주므로 배합을 조정할 수 있다.
단위시멘트량은 물-결합재비, 소요강도, 내구성, 철근 보호 성능 등을 고려해 시험으로 결정한다. 단위시멘트량이 잔골재와 굵은골재의 수량 비율에 따라 결정되는 것은 아니다. 물-결합재비는 강도와 수밀성에 관계되므로 배합설계에서 중요한 기준이 된다.
배합강도 계산에서는 설계기준강도와 표준편차를 함께 본다. 설계기준강도 40MPa와 표준편차 5MPa를 두고 시험실적이 적어 보정계수를 적용하는 경우 배합강도는 49.52MPa가 된다. 설계기준강도에 표준편차의 일정 배수를 더한 결과이며, 보정계수 적용을 빠뜨리거나 단순 상수를 더하면 틀린다.
잔골재율 문제에서는 인과관계를 뒤집는 선지가 함정이다. 잔골재율을 크게 하면 단위수량이 감소한다고 하면 틀리고, 마찰 증가와 작업성 저하 때문에 단위수량이 증가한다고 해야 맞다. 굵은골재 최대치수가 작을수록 경제적이라고 하거나, 단위시멘트량이 골재 수량 비율로 정해진다고 하는 설명도 배합 원리에 어긋난다.
다음은 콘크리트의 배합강도에 대한 설명이다. 틀린 것은?
정답 ② · 이 문제는 콘크리트 배합강도에 관한 설명 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 압축강도의 표준편차는 실제 사용할 콘크리트의 30회 이상의 시험실적으로부터 결정하는 것을 원칙으로 하므로 25회라고 한 2번이 틀렸다.
표준편차는 최소 30회 이상의 시험실적으로 결정하며, 25회는 규격 요건에 부합하지 않아 틀린 설명이다.
다음의 콘크리트 배합에 관한 일반적인 사항으로 잘못 설명된 것은?
정답 ④ · 이 문제는 콘크리트 배합에 관한 일반 사항 중 잘못 설명된 것을 고르는 문제이다. 굵은골재 최대치수는 철근 순간격의 3/4 이하이어야 한다는 것은 맞지만, 콘크리트를 경제적으로 만들기 위해서는 최대치수가 큰 굵은골재를 사용하는 것이 유리하다.
굵은골재 최대치수를 키우면 시멘트 사용량이 줄어 경제적이므로, 작은 골재를 쓰는 것이 유리하다는 설명은 틀렸다.
일반 콘크리트의 배합 관한 설명으로 틀린 것은?
정답 ④ · 일반 콘크리트 배합에 관한 설명 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 잔골재율을 크게 하면 골재의 표면적이 증가하고 골재 간 마찰이 커져 워커빌리티가 저하되므로, 소요의 워커빌리티를 확보하려면 단위수량이 오히려 증가해야 한다.
잔골재율을 크게 하면 골재 간 마찰이 증가하여 워커빌리티가 떨어지므로, 필요한 단위수량이 증가해야 한다. 따라서 ④번은 틀렸다.
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