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♡ 골재
모르타르 또는 콘크리트를 만들기 위하여 시멘트 및 물과 혼합하는 모래, 부순 모래, 자갈, 부순 자갈, 부순 돌, 바다모래, 고로 슬래그 잔골재, 고로 슬래그 굵은 골재 등 이와 비슷한 재료로 콘크리트 1㎥당 약 70%를 차지한다.
1. 콘크리트 골재에 요구되는 성질
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ⓛ 물리적으로 안정하고, 내구성이 클 것
② 깨끗하고 불순물이 섞이지 않은 것
③ 알의 모양이 둥글거나 정육면체에 가까운것
④ 굵고 잔 알이 섞인 정도, 즉 입도가 좋을 것 |
⑤ 마모에 대한 저항이 클 것
⑥ 화학적으로 안정할 것
⑦ 필요한 무게를 가질 것
⑧ 시멘트 페이스트와 잘 붙는 표면조직을 가질 것 |
2. 잔골재와 굵은 골재.
잔골재
- 10㎜체(호칭치수)를 전부 통과하고 5㎜체를 중량비로 85% 이상 통과하며, 0.08㎜체에 거의 다 남는 골재
굵은 골재
- 5㎜체(호칭치수)에서 중량비로 85%이상 남는 골재, 5㎜체에 다 남는 골재를 말함
잔골재율, 굵은 잔골재비
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잔골재율(S/a) |
굵은 잔골재비(G/S) |
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콘크리트 속 골재 전체(절대)용적에 대한 잔골재 전체(절대)용적의 중량백분율
S/a=(잔골재의 절대용적/전체골재의 절대용적)×100(%) |
잔골재량에 대한 단위 굵은 골재량의 질량비
G/S=단위 굵은 골재량/단위 잔골재량 |
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ㆍ잔골재율 감소(굵은골재비 증가) ⇒ 단위수량 감소, 단위 시멘트량감소 ⇒ 경제적
ㆍ과다한 잔골재율 감소 ⇒ 재료분리 경향 증가, 워커빌리티 감소 |
3. 골재의 성질
알카리 골재 반응
- 포틀랜드시멘트 속의 알칼리 성분이 골재중의 실리카와 화학반응을 일으킴으로서 콘크리트가 이상팽창을 발생시켜 그것으로 인하여 콘크리트에 거북 등 모양의 균열을 일으키고, 휨 붕괴가 유발되는 경우가 발생하는데 이것을 알칼리 골재반응이라고 말한다.
반응 모식도
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반응성 골재(화산암,규질암) |
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+ |
⇒ |
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⇒ |
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고알카리(Na2 , K2O) |
화학반응, 팽창성 겔생성 |
균열 발생, 휨 붕괴 유발 |
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+ |
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수분(H2O),온도 |
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알카리 골재 반응의 종류
① 알카리-실리카 반응 : 대표적인 반응으로 알카리 금속이온과 수산기 이온이 골재의 비결정질 실리카 혹은 열역학적으로 불안정한 상태의 실리카 사이에 발생한다. 이 과정에서 알카리-실리카 겔이 형성되어 수분을 계속 흡수 팽창한다.
② 알카리-탄산염 반응 : 점토질의 돌로마이트 석회석과 시멘트의 알칼리 사에에서 발생하는 유해한 반응이다.
③ 알카리-실리케이트반응 : 암석중의 충상구조인 Vermiculite가 알카리와 수분의 존재하에 팽창하는 것이 원인이다.
알카리 골재 반응의 영향 / 방지대책
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반응의 영향 |
방지대책 |
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① 콘크리트 구조물의 균열발생
② 알카리 실리카겔의 석출
③ 콘크리트 구조물의 백화가 발생
④ 부재의 엇갈림이나 이동이 발생
⑤ 콘크리트의 내구성 저하
-균열 손상부 수분 침투
-콘크리트 중성화 촉진
-철근 부식 |
① 쇄석보다 강자갈 사용
② 저 알카리형 시멘트 사용
③ 알카리 총량제한(Con'c 1㎥당 Na2O당량 3.0kg 이하)
④ 방수성 마감
⑤ Pozzolan 사용
⑥ 수분이동 방지
⑦ 알카리 공급원 억제
⑧ 단위 시멘트량 최소 |
함수상태
- 골재는 결코 수분을 가지지 않는 상태에서 표면에 수분이 흐르게 되는 상태까지 각각의 함수 상태가 있다.
- 건조 골재 ⇒ 워커빌리티 / 강도 감소
① 절대건조상태(절건상태) : 골재의 내부조직에 변화가 생기지 않을 정도의 온도인 100~110℃로 유지한 건조로에서 일정한 무게가 될 때까지 건조시킨 상태로 함수율이 0인 상태이다.
② 공기중 건조상태(기건상태) : 실내에 방치한 경우 골재입자의 표면과 내부의 일부가 건조되어 공기 중의 습도와 재료의 습도가 평형이 된 상태이다.
③ 표면건조 포화상태(표건상태) : 골재입자의 표면에는 물이 없으나 내부의 공극에는 물이 꽉차있는 상태로서 콘크리트 배합설계 시 기준의 상태이다.
④ 습윤상태 : 골재입자의 내부에 물이 채워져 있고, 표면에도 물이 부착되어 있는 상태이다.
흡수율
골재의 흡수율은 표면 건조 포화 상태내의 골재에 포함되어 있는 전체 수량의 절대 건조 상태의 골재 질량비
흡수율에 영향을 주는 요인 (단위수량 증가원인)
① 골재의 석질이 치밀하지 못하면 흡수율 증가
② 다공질일수록 흡수율 증가
③ 풍화가 심하게 진행된 사석과 연석을 포함한 것은 흡수율 증가
④ 비중이 클수록 흡수율 증가
비중과 흡수율 관계 : 역수관계
4. 단위 용적중량과 실적률
단위 용적중량 : 골재의 단위 용적중량은 기건상태에서 골재의 1㎥의 중량
실적률 : 실적률은 골재의 단위 용적 중의 골재 사이의 빈틈을 제외한 골재의 실질 부분의 비율, 골재의 입도, 입형이 좋고 나쁨을 알 수 있는 지표.
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실적률 증가
(공극률 감소) |
⇒ |
시멘트 풀의 양 감소 |
⇒ |
경제적 |
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단위 시멘트량 감소 |
수화열 감소 |
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건조수축/균열 감소 |
강도/수밀성/내구성 등 증가 |
① 실적률=w/?×100(%)
② 공극률=(1-w/?)×100(%)=100-d(%)
5. 혼합수(배합수)
혼합수
혼합수(mixing water)는 콘크리트의 비비기에 사용하는 물로, 콘크리트의 용적의 약 15%정도를 차지하며 콘크리트에 필요한 유동성을 주고, 시멘트와 수화 작용을 하여 경화를 촉진시키는 콘크리트의 기본 재료이다.
- 배합수의 유해물질 함유 ⇒ 응결, 경화 및 강도 감소, 체적변화, 녹등 발생 ⇒ 깨끗한 물 사용 필요
배합수의 종류
① 상수도물 : 배합수로 사용에 적합하다.
② 하천수, 지하수, 회수수는 사용시 유해물질 함량의 주의가 필요하다.
③ 해수 : 무근콘크리트에 사용가능하나, 장기강도/내구성 저하 및 에플로레센스 유발
♡ 방수재
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물이 건물에 미치는 악영향 |
⇒ |
방수재 필요 성능 |
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① 강도 저하
② 단열성 저하
③ 부재의 중량 증가
④ 동결 융해로 인한 내구성 저하
⑤ 생활공간의 거주성 저하
⑥ 벽?천장 등의 마감재 오염 |
①수밀성 (내흡수성, 내투수성, 내수압성)
②기계적 열화성 (통기성, 접착성, 균열저항성, 인열강도)
③시공성
④경제성
⑤보수성
⑥화학적 열화성 |
1. 방수재료의 종류별 특징과 장단점
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구분 |
내용 |
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도
막
방
수 |
정의 |
도료상의 방수제를 바탕에 여러 번 도포하여 방수막을 형성하는 멤브레인 방수공법 |
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장점 |
- 냉공법이고 운반상의 위험이 없으며 작업시간이 짧다.
- 시공이 간단, 마무리 및 누수개소의 발견이나 보수가 용이
- 긴급을 요하는 부분 보수에 적합한 공법 |
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단점 |
- 방수층의 두께가 얇고 흠이 나기 쉽다
- 인화나 중독의 우려가 있다.
- 바탕의 균열에 의해 방수층이 파단되는 일이 많다 |
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종
류 |
고무
아스팔트 |
천연 및 합성고무와 아스팔트로 만들어진 아스팔트로 석유 아스팔트 보다 감온성 및 탄력성이 우수. 벽시공에 적합 |
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우레탄
고무계 |
상온에서 액체상태의 폴리머와 경화제(컴파운드)를 혼합하여 도포하여 방수층을 형성 |
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아크릴
고무계 |
수분의 증발에 의해 도막을 형성하는 방수재로서 에멀젼에 충진제, 안정제, 착색제 등을 배합한 재료 |
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아크릴
수지계 |
아크릴 수지 에멀젼을 주성분으로서, 증점제, 충전네, 소포제등을 첨가하여 혼합 제조. 온난지에서 사용 |
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FRP |
폴리 에스텔 수지와 유리 섬유 또는 폴리에스텔 섬유의 보강으로, 인장 및 신장율을 조정하여 제조한 것
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장점 |
단점 |
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-비강도가 크므로 가볍고 강하다.
-성형성이 양호
-내약품성 / 내열성이 우수하다.
-전기전열성이 있고 전파를 투과 |
-탄성계수가 작다.
-난연성이 떨어진다
-성형속도가 늦다
-표면에 손상이 생기기 쉽다. | |
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시공순서 |
①하지정리 →②프라이머 도포 → ③시트시공 → ④마감처리 |
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S
h
e
e
t 방수 |
정의 |
멤브레인방수의 대표격, 합성 고무계와 열가소성 수지인 염화비닐 등을 1개 시트로 하여 방수효과를 기대, 합성고무 혹은 합성수지를 시트형 성형한 루핑에 의한 방수 |
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장/단점 |
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장점 |
단점 |
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- 시트의 신장능력 / 내후성 우수
- 경량, 공정수가 적다.
- 기온/장소의 영향이 적다 |
- 정밀도가 좋은 바탕을 요한다.
- 시트의 파탄 및 부풀음 발생
- 시트 접합부의 신뢰성 부족 | |
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시공순서 |
1. 바탕처리(마무리) → 프라이머 칠 → 접착제 칠 → sheet붙임 → 보조층 설치
2. 바탕처리 → 단열재 깔기 → 접착제 도포 → sheet붙임 → 조인트실(seal) → 보강붙이기 → 물채우기 시험 |
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실(Seal) 방수 |
축물의 부재와 부재 간 접착부에 사용, 종 부재의 접합부나 줄눈과 같은 틈새에 충전 또는 장착하여 수밀 또는 기밀성을 부여, 유리등을 고정시키는 역할 |
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금속판 방수 |
완전한 수밀 연속층을 만들고자 하는 의도에서 도입
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장점 |
단점 |
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-내식성과 내구성이 높다.
-소스트면에서 높게 평가된다.
③LCC의 사고방식 시대에 적합하다. |
-온도상승의 영향을 받는다
-가격이 고가이다. | |
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시멘트액체방수 |
방수액을 콘크리트 또는 모르타르에 섞어 방수기능을 하게 하는 것
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장점 |
단점 |
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-공번이 간단, 결함부 발견/수리 용이
-바탕처리 불필요
-경제적 |
-신축성이 작다
-방수성능에 대한 신뢰성이 적음
-보수범위가 국부적 | |
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벤토나이트 방수 |
토목, 건축 분야의 지하방수공법으로써 최근 이것을 이용한 방수공법이 주목
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장점 |
단점 |
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-자체보수성, 보수/보강 용이
-시공편리, 공기가 짧다
-영구적 방수능력 |
-국내에 늦게 소개되어 타방수재보다 시공실적이 적다 | |
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코킹 |
각 재료의 이음매 부분이나 균열 등에 의해서 생긴 작은 틈새에 충전하여 수밀/기밀게 압착 |
♡ 목재
※ 목재의 벌목시기
- 수목의 성장이 정지, 수액이 빠져나간 겨울이 좋으나 작업환경이 난이하여 종합적으로 가을이 좋음
※ 강도 : 활엽수>침엽수 ⇒ 활엽수가 주로 수입 및 사용
1. 목재의 구조
나이테 : 수간의 횡단면상에 나타나는 동심원의 조직. 춘재와 추재의 1쌍의 나비
심재와 변재
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심재 |
변재 |
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- 변재에서 변화되어 세포는 고화되고 수지, 색소, 광물질 등이 고결된 것
- 변형, 부패에 강함. 양질의 목재
- 생활기능이 줄어든 세포의 집합 수액/수분이 적음 |
- 생활 세포의 집합
- 양분의 통로와 저장
- 변형, 부패 쉬움- 색깔은 비교적 엷고 가소성이 풍부 |
2. 목재의 결함
갈라짐(Crack) : 불균일한 건조 및 수축에 의하여 생기는 것
옹이(Knot) : 가지가 줄기의 조직에 말려들어간 것 ⇒ 외관을 손상시키며 인장 및 휨강도가 저하
송진구멍 : 목질 틈서리에 송진이 모인 것
입피(껍질박이) : 수목이 성장도중 수목 세로방향의 외상으로 수피가 말려들어 발생된 흠
뒤틀림 : 휘거나 비틀어지는 등 기형으로 변형되는 것
혹 - 섬유가 집중되어 볼록하게 된 부분으로 뒤틀리기 쉬우며 가공하기도 어렵다.
썩정이 - 부패균이 목재 내부에 침입하여 섬유를 파괴시킴으로써 갈색으로 변색, 부패된 것.
3. 목재의 장단점
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장점 |
단점 |
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? 가공이 쉬우며 감촉이 좋다.
? 비중이 작아 가벼운 편이다.
? 비중에 비해 강도가 크고 인장강도가 높다
? 가공성 및 작업성이 용이하다.
? 열전도율과 열팽창률이 작다.
? 전기적 성질을 띠지 않는다.
? 재료의 공급이 풍부하여 가격이 비교적 안정적이다.
? 부재의 규격화 및 공업화가 가능하다.
? 종류가 다양하고 외관이 아름답다.
? 흡음 및 차단성이 크다.
? 산이나 알칼리에 대한 저항성이 크다.
? 온도에 대한 신축이 적다
? 탄성, 인성이 크며 충격, 진동 등의 흡수성이 크다. |
? 착화점이 낮은 가연성으로 내화력이 약하다.
? 흡수성이 커서 신속, 변형이 심하다.
? 재질 및 섬유방향에 따라 강도 차이와 변화가 있다.
? 충해 및 풍화로 부패하기 쉽다.
? 부패로 인한 내구력 저하 발생한다.
? 큰 부재를 얻기 어렵다.
? 목재의 흠은 외관의 손상과 강도 및 내구성을 저하시킴
? 채취에서 가공까지 시간이 많이 소비 된다. |
4. 목재의 건조
목재를 건조 목적
? 목재 수축에 의한 변형및 손상 방지 ? 목재의 강도 향상
? 못, 나사의 유지력 증가 ? 접착성의 개선, 운반비 절감
? 도장성의 개선(도료의 침수성) ? 열 / 전기 절연성의 증가
? 방부, 방충, 난연제 등 약제주입 용이 ? 부패, 변색 및 충해 방지
건조시 발생되는 손상
할렬 : 건조시 발생되는 힘이 목재자체의 강도보다 클 때 목재의 축 방향으로 터지는 것
틀어짐 : 목재가 건조 중에 휘거나 비틀어지는 등 기형으로 변형되는 것
변색 : 균 또는 목재에 함유되어 있는 수용성 추출물과 열의 반응에 의하여 생김
자연건조
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장점 |
단점 |
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? 시설과 작업비용이 적게 들고, 작업이 간단
? 열에너지가 절약된다.
? 인공건조의 예비조건으로서 효과가 크다.
? 재질도 변질이 작다. |
? 건조시간이 길다.
? 기건 함수율 이하로 건조할 수 없다.
? 기후와 입지 등 자연조건의 영향
? 건조변형이 생길 수 있다. |
인공건조 : 인위적으로 설정한 건조조건을 이용하여 천연건조에서는 도달할 수 없는 낮은 함수율까지 급속하게 그리고 손상없이 목재를 건조시키는 것이 목적
열기건조 : 온도와 습도가 조절되는 건조실내에 목재를 잔적한 후 건조스케줄에 의해 목재를 건조하는 방법, 일반적인 방법이다.
진공건조법 : 부분적인 진공상태에서 물의 끓는점이 낮아지는 원리를 이용하여 목재를 건조하는 방법이다. 진공건조는 고온건조의 장점을 지니면서, 고온건조에서 발생하는 건조결함이 최소화된다. 조재의 열기건조를 위한 예비건조로서의 효과
제습건조 : 열교환기에서 발생되는 열을 이용하여 목재를 가열하고, 목재에서 증발된 수분을 응축시켜 제거하는 건조방법. 중규모 건조실에 적합
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장점 |
단점 |
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? 에너지를 보다 효율적
? 표면할렬 발생률이 낮고 건조응력을 완화 |
? 건조속도는 느리고
? 낮은 함수율까지 건조할 수 없다 |
5. 목재의 가공 제품
합판 : 통상 목재를 얇게 절삭한 단판에 접착제를 도부하고 홀수매가 되도록 적층하되 인접 단판간의 목리(섬유방향)가 서로 직교하도록 구성하여 제조한 1매의 판상제품
합판의 특징
① 절삭, 휨가공, 접합 등의 작업이 용이
② 무게에 비해 강도적 성질이 우수
③ 건조한 목재를 사용하므로 전기절연성이 우수
④ 음향이나 기계적 진동에 대한 흡수능력이 우수
⑤ 열전도도가 작고 비열이 큼
⑥ 특유의 친숙한 시각 및 촉감을 나타내며 단판의 적절한 조합으로 미관적 가치가 높은 재료로 제조할 수 있음
집성재 : 제재판 또는 소각재 등을 섬유방향이 일치되도록 길이, 폭, 두께 방향으로 집성, 접착하여 제조한 목질재료
※ 합판과 집성재 차이
라미우드 : 원목의 2차 가공제품 표면에 특수 래핑필름을 접착한 라미네이트 목재시스템
- 특징 : 뒤틀림, 휨 등의 변형이 없고, 무늬와 질감을 가짐
파티클보드 : 식물성 섬유를 접착제로 성형, 열압하여 제판한 비중 0.4 이상의 판.
- 특징 : 강도에 방향성이 없고 큰 면적의 판을 만들 수 있음
코펜하겐 리브판 : 긴 판에다 표면을 리브로 가공한 것
- 목재루버라고도 하며 리브재 옆에 생기는 빈틈과 뒷면 띠장 부분의 공기층이 고음을 처리하게 되어 음향 효과가 좋다 | 
첫댓글 감사합니다잘쓸게요