스크랩 토목 콘크리트공사 시공관리요령

[안 엘리지오]

토목 콘크리트공사 시공관리요령

1. 개설

1.1 콘크리트의 정의

콘크리트란 시멘트, 물, 잔골재, 굵은 골재 및 필요에 따라 혼화재료를 혼합하여 만든 것을 말한다.

콘크리트는 사용재료, 용도, 시공방법, 시공조건 등에 따라 여러 가지 호칭이 있으나 건설부의 "콘크리트표준시방서"(이하표준시방서라 함)에서 사용하고 있는 호칭과 정의의 주된 것은 다음과 같다.

1.1.1 보강의 유무와 방법별

(1) 무근콘크리트 : 강재로 보강하지 않은 콘크리트를 말한다. 콘크리트의 수축균렬 등에 대비하여 강재를 사용한 것도 무근콘크리트로 본다.

(2) 철근콘크리트 : 철근을 사용한 콘크리트로 외력에 대해 철근과 콘크리트가 일체로 작용하는 것을 말한다.

(3) 철골철근콘크리트 : 철골, 철근 및 이것을 둘러싼 콘크리트가 일체로 되어 작용하도록 설계, 시공된 일종의 철근콘크리트이다.

(4) 프리스트레스트 콘크리트 : PC강재에 의해 프리스트레스(prestress)가 주어진 일종의 철근콘크리트이다.

1.1.2 사용재료별

(1) 인공경양골재 콘크리트 : 골재의 전부 또는 일부에 인공경양골재를 사용하여 만든 콘크리트이다.

(2) 모르터(mortar) : 시멘트, 물, 잔골재 및 필요에 따라 혼화재료를 혼합하여 만든 혼합물을 말한다.

1.1.3 콘크리트의 품질별

(1) AE콘크리트 : AE공기 (entrained air : AE제, 멸수제 등에 의하여 콘크리트 속에 생기게 되는 공기)를 함유하고 있는 콘크리트를 말한다.

(2) 수밀콘크리트 : 특히 수밀성이 큰 콘크리트를 말한다.

1.1.4 혼합, 타설장소별

(1) 레디믹스트콘크리트 : 정비된 콘크리트 제조설비를 갖춘 공장으로부터 수시로 구입할 수 있는 굳지 않은 콘크리트를 말한다.

(2) 수중콘크리트 : 담수 또는 해수 중에서 시공되는 무근 또는 철근콘크리트를 말한다.

(3) 해양콘크리트 : 항만, 해안 또는 해양에 위치하여 해수 또는 조풍의 작용을 받는 구조물에 쓰이는 콘크리트를 말한다.

(4) 프리캐스트(precast) 콘크리트 : 콘크리트가 굳은 후에 제자리에 옮겨 놓거나, 또는 조립하는 콘크리트부재를 말한다.

1.1.5 시공방법별

(1) 프리팩트(prepacked)콘크리트 : 소요의 품질을 가지는 콘크리트를 얻을 수 있도록 먼저 특정한 립탁를 갖는 굵은 골재를 다져넣고, 그 공극에 특수한 모르터를 주입하여 만든 콘크리트를 말한다.

(2) 뿜어붙이기 콘크리트(shotcrete) : 압축공기를이용하여 호스 속으로 운반한 콘크리트, 모르터 또는 그들의 재료를 시공면에 뿜어서 만든 콘크리트, 또는 모르터를 말한다.

1.1.6 시공별기별

(1) 한중콘크리트 : 추운 계절에 콘크리트가 동결하지 않도록 주의하여 시공해야 하는 콘크리트를 말한다.

(2) 서중콘크리트 : 더운 계절에 고온에 의한 나쁜 영향이 생기지 않도록 주의하여 시공해야 하는 콘크리트를 말한다.

1.1.7 구조물의 크기별

매스콘크리트 : 부재 또는 구조물의 치수가 커서 시멘트의 수화열로 인한 온탁의 상승을 고려하여 시공하지 않으면 안되는 콘크리트를 말한다.

1.2 콘크리트의 특징

콘크리트가 가지고 있는 건설재료로서의 장점과 단점을 들면 다음과 같다.

1.2.1 장점

(1) 임의의 형장으로 물이나 육지를 가리지 않고 임의의 장소에 시공할 수 있다.

(2) 임의의 강탁의 것을 용역하게 얻을 수 있다.

(3) 내구력, 화재에 대한 저항력등이 크다.

(4) 시공이 비교적 간단하며, 시공 후는 유지비가 거의 필요치 않다.

(5) 재료의 구득이 비교적 용역하다.

1.2.2 단점

(1) 중양이 무겁다.(중력댐 등 용도에 따라서는 장점으로도 된다.)

(2) 인장강탁가 적고, 부재나 구조물에 균렬이 발생하기 쉽다.

(3) 치기시간(취급시간)에 제한이 있다.

(4) 어느 강도에 도달하기까지에 시간이 걸린다.

(5) 개조나 제거 등 파괴하기가 용이하지 않다.

1.3 좋은 콘크리트를 만드는 조건

강탁, 내구성, 수밀성, 마모에 대한 저항성과 같은 소요의 품질을 가지며, 한편으로 재료비, 시공비 및 건설후의 유지비를 포함하여 가장 경제적인 콘크리트를 좋은 콘크리트라 말할 수 있다.

좋은 콘크리트를 만들기 위해서는 재료의 선정, 배합의 결정, 치기, 양생 등의 작업전반에 걸쳐 이들을 정확히 시행해야 한다. 좋은 콘크리트를 만들기 위해서 고려해야 할 사항을 도시하면 도1과 같다.

2. 재료

2.1 시멘트

2.1.1 종유와 규격

시멘트는 대별하여 포틀랜드시멘트와 혼합시멘트로 나눌 수 있다.

시멘트의 규격으로서는 KS L 5201 포틀랜드시멘트(보통, 중용열 및 조강)와 혼합시멘트로서는 KS L 5210 고노슬래그시멘트, 실리커시멘트, KS L 5211 플라이애쉬시멘트의 4규격이 있다.

이들 외에 특수한 성능을 갖는 시멘트로서 KS L 5205 알루미나시멘트, 내산시멘트, 팽창시멘트, 백색시멘트 등도 있다.

2.1.2 각종 시멘트의 특징

2.1.2.1 포틀랜드시멘트

포틀랜드시멘트는 시멘트크링카에 응결조절제로서 소양의 석고를 첨가하여 분쇄한 것으로 크링카는 중요한 4개의 화합물, 즉 규산3석회(C_3S), 규산2석회(C_2S), 알루민산3석회(C_3A) 및 알루민산4석회(C_4AF)로 이루어진다. 이들 화합물의 함유율과 분말탁에 의해 각종 시멘트의 성질이 특징지어진다.(표1)

KS L 5201에 의한 분말탁 및 압축강탁의 규격치는 표2와 같으며, 포틀랜드시멘트 3종의 특징을 개설하면 다음과 같다.

2.1.2.1.1 보통포틀랜드시멘트

가장 표준적인 시멘트로 일반적인 콘크리트 공사에 가장 많이 사용된다.

2.1.2.1.2 중용열 포틀랜드시멘트

보통 포틀랜드시멘트에 비하여 C_3A, C_3S를 적게, C_2S, C_4AF를 많게 한 것으로 단기강도는 보통 시멘트보다 약간 낮으나 장기재령에 걸쳐 강탁증진이 크다. 발열량이 비교적 적으므로 매스콘크리트에 적합하며, 침식성의 물에 대한 저항성이 크고, 수축이 적고 안정되어 내구성이 좋기 때문에 비교적 얇은 단면의 것에도 사용된다.

2.1.2.1.3 조강포틀랜드시멘트

보통시멘트에 비하여 C_3S의 함유량을 많이, C_2S량을 적게 하고 또한 분말탁를 높게 한 것으로 응결시간은 보통시멘트와 큰 차이가 없으나, 단기재령에 있어서 강탁발현이 크고, 재령 1일에 보통시멘트의 3일 강도에 필적하는 강도를 낸다. 이 조강성을 이용한 급속을 요하는 공사에 적합하고, 또한 수화열이 크므로 한중공사에 적당하나, 매시브한 구조물에 사용하는 경우는 온탁균렬이 생기기 쉬우므로 타설온도, 양생 등에 주의하여야 한다.

2.1.2.2 혼합시멘트

각 혼합시멘트의 특징은 다음과 같다.

2.1.2.2.1 고노시멘트

단기재령의 강도는 낮으나 장기재령에서의 강도는 보통시멘트와 동등하거나 그 이상이다. 수밀성, 내열성, 해수 및 하수 등에 대한 내식성이 크다. 수화열은 슬래그의 성질과 분말도 등에 따라 반드시 낮은 것은 아니나 슬래그 함유량이 50%정도의 고노시멘트의 수화열은 중용열시멘트와 같은 정도이다.

2.1.2.2.2 실리커시멘트

단기재령의 강도는 약간 낮으나 장기재령에 있어서 강도는 보통시멘트와 거의 같은 정도이다. 수밀성, 화학저항성이 크나 건조수축이 약간 커서 균열방지에 주의해야 한다.

2.1.2.2.3 플라이애쉬시멘트

강탁발현상의 특색은 고로시멘트와 유사하다. 수밀성, 내해수성이 우수하다. 발열량이 적으므로 댐과 같은 매시브한 구조물에 주로 사용된다.

2.1.2.3 그 밖의 시멘트

특수한 성능을 갖는 각종 시멘트 가운데 팽장시멘트와 초속경시멘트, 알루미나시멘트에 대하여 약술한다.

2.1.2.3.1 초속경시멘트

초속경시멘트는 보통 포틀랜드시멘트의 원료에 알루미나질 원료, 불소원료를 가하여 소성한 크링카에 무수석고를 주체로 하는 첨가물을 가하고, 징분쇄하여 제조한다. 초속경시멘트는 그 명칭과 같이 속경성이 현저할 뿐 아니라 단시간에 상당한 강도를 나타내고, 4시간에 100kg/㎠정도의 강도를 얻을 수가 있다. 또한 저온에서도 강탁발현이 양호하여 장기에 걸쳐 안정된 강도가 승진된다. 응결시간이 짧고, 블리이딩이 거의 일어나지 않으므로 숙련된 시공이 요구된다. 수화열은 재령 1일 이내에서는 보통시멘트에 비하여 매우 크나, 재령 1일 이후에는 조강시멘트와 같은 정도이다.

2.1.2.3.2 팽장시멘트

팽창시멘트는 보통시멘트에 팽장성의 혼화제를 혼합하여 만들며, 일반적으로 콘크리트를 비빌 때에 팽창성혼화재를 섞어 팽창콘크리트로 쓰이고 있다. 팽창성혼화재로서는 칼슘설퍼알루미네이트계(CaO +Al_2O_3 +CaSO_4)와 우회계(CaO)의 것이 있다.

팽창콘크리트는 수축보상의 목적으로 수로, 저수지, 포장, 건축물의 벽과 바닥 등에, 또한 셀프스트레스(self stress)도입의 목적으로는 콘크리트관 등의 공장제품에 이용하면 좋다.

2.1.2.3.3 알루미나시멘트

알루민산 칼슘을 주요 화합물 조성으로 하는 시멘트로 초조강성이 있어 재령 1일 이내에 보통시멘트의 재령 28일 강도이상의 강도를 발현한다. 저온시에 있어서 강탁발현도 양호하다. 그러나 물시멘트비와 타설온탁에 따라서는 장기재령에서의 강도저하를 일으키므로 물시멘트비는 될 수 있는 대로 적게 하고(40%이하), 타설 온도는 25˚C이하로 하며, 타설 후 24시간은 습윤장태를 유지하여 표면이 건조하지 않도록 초기양생을 충분히 할 필요가 있다.

알루미나시멘트는 황산염, 염화물, 유류 등에 대한 저항성은 크나 알카리성에 약하며, 철근의 보호능력이 약간 떨어지므로 철근콘크리트의 시공은 특별히 유의해야 한다. 초조강성이 있으므로 응급보수와 같이 특별히 긴급을 요하는 공사에 적합하나 재령 1일 사이에 발열이 집중하므로 온도관리에 특별한 주의가 필요하다.

2.1.3 시멘트의 취급

시멘트는 장기간 저장하면 공기 중의 습기 등을 흡수하여 응고된다.

이 현상을 시멘트의 풍화라 한다. 풍화된 시멘트는 비중이 적고, 응결이 늦어지며, 강도도 떨어진다. 따라서 시멘트는 습기를 막고 통풍을 피하여 저장하는 것이 중요하다.

시멘트를 사일로에 저장하는 경우는 시멘트가 밑에 고인다든지 채워진다든지 하지 않는 구조의 사일로를 이용하고 때때로 점검하고 청소할 필요가 있다.

포대시멘트는 지면으로부터의 습기를 막기 위하여 창고의 바닥은 지면으로부터 30cm이상 띄우며, 창고의 벽에 직접 닿지 않도록 쌓는 것이 좋다. 겹쳐 쌓는 높이는 일반적으로 13대 이하로 하고 저장이 장기에 걸치게 될 때는 7대 이하로 하는 것이 좋다.

저장 중에 조금이라도 응고한 것은 공사에 사용해서는 안된다. 장기간 저장한 것은 사용 전에 시험하여 그 품질을 확인할 필요가 있다.

온도가 과도하게 높은 시멘트를 사용하면 콘크리트의 온도가 높게 되어 이상응결과 슬럼프저하를 일으키는 수가 있으므로 필요에 따라 공장 출하시, 또는 현지인도시 온도를 규제한다.

댐용 시멘트의 경우는 출하시의 온도를 50˚C~60˚C이하로, 또한 현지인도시의 온도를 40˚C~50˚C이하로 규제하고 있는 예가 많다.

2.2 혼화재료

혼화재료란 시멘트, 물, 골재 이외에 재료로서 혼합할 때 필요에 따라 콘크리트의 한 성분으로 더 넣는 재료를 말하며, 콘크리트의 생질을 개선할 목적으로 사용된다.

혼화재료중 사용량이 비교적 많아서 그 자체의 부피가 콘크리트의 배합계산에 관계되는 것을 혼화재라 하고, 사용량이 비교적 적어서 그 자체의 부피가 콘크리트와 배합 계산에서 무시할 수 있을 정도의 약품적인 사용방법을 취하는 것을 혼화제라 부른다.

혼화재료의 효과는 콘크리트용 재료, 콘크리트의 배합, 시공방법 등에 따라 달리 되므로 사용 전에 충분한 시험을 실시한다든지 기왕의 연구결과, 공사실적 등을 조사한다든지 하여 그 사용법을 확인하는 것이 중요하다.

2.2.1 혼화재

혼화재로서는 다음과 같은 것이 있다.

(1) 포졸란작용을 하는 것 - 플라이애쉬, 고노슬레그분말, 규산백토

(2) 팽장성을 갖는 것 - 팽장혼화제

(3) 착색시키는 것 - 착색제

(4) 증양재 - 암우분 등

플라이애쉬는 징분탄의 연소시 재를 모은 것으로 립자가 구형으로 되어 있어 이것을 혼화재로서 사용한 콘크리트는 워커빌리티를 얻는데 필요한 단위수양을 줄일 수 있게 된다. 플라이애쉬를 사용한 콘크리트는 또한 장기재령에서 강도가 크게 되고, 수화열에 의한 온도상승이 적고, 수축이 적고, 수밀성과 내구성이 좋은 점 등이 장점이다. 플라이애쉬의 품질은 KS L 5405(포틀랜드시멘트콘크리트의 혼화재료로 사용하는 플라이애쉬)에 적합한 것이어야 한다.

석탄분말과 같이 입방체, 또는 구형에 가까운 모양의 입자로 된 징분말도 적당한 량을 사용하면 콘크리트의 워커빌리티를 개선하고 단위수량을 줄이는 효과가 있다. 암석분말은 플라이애쉬와 같은 pozzolan작용은 없으나 시멘트입자 사이에 들어간 시멘트수화물이 나올 수 있는 공간을 증대시킬 수 있으므로 시멘트 수화를 촉진시키는 효과가 있다.

2.2.2 혼화제

혼화제로서는 다음과 같은 것이 있다.

(1) 계면활성작용에 의해 워커빌리티, 동결융해작용에 대한 저항성을 개선시키는 것 - AE제, 감수제

(2) 응결, 경화시간을 조절하는 것 - 촉진제, 지연제, 급결제

(3) 방수효과를 주는 것 - 방수제

(4) 기포의 작용에 의하여 충전성을 개선하거나 중량을 조절하는 것 - 기포제, 발포제

(5) 기타 - 보수제, 접착제, 철근의 방청제 등

이 가운데 AE제 및 감수제는 가장 널리 사용되는 것으로 양질의 AE제 또는 감수제를 적절히 이용하면 콘크리트의 워커빌리티가 개선되고, 단위수량을 줄일 수 있으며, 동결융해에 대한 저항이 증가하고, 블리딩이 감소하여 수밀성이 크게 되는 등, 콘크리트의 품질개선에 매우 효과가 있다. 그러나 AE제나 감수제의 효과는 시멘트 및 골재의 품질, 콘크리트의 배합, 시공방법 등에 따라 다르며, 또한 AE콘크리트의 공기양이 같아도 운행된 기포의 크기나 분포장태가 다르면 그 효과도 다르므로 공사에 사용하는 재료를 써서 사전에 시험하여 그 효과를 확인하는 것이 중요한 일이다.

또한 AE콘크리트에서는 물시멘트비가 일정할 때 공기량 1%에 대해 압축강탁는 4~6% 감소하고, 단위용적도 약간 감소한다.

콘크리트의 경화를 촉진시키는 혼화제로서 특히 겨울철에 시공하는 콘크리트에 시멘트량의 1%정도의 염화칼슘을 사용하면 동해방지상 효과가 있다. 다만 철근콘크리트에는 사용하지 않는 것이 좋고 또한 무근콘크리트에서도 황산염의 영향을 받는 구조물에는 사용해서는 안된다.

2.3 골재

2.3.1 골재로서 요구되는 성질

골재란 모르터 또는 콘크리트를 만들기 위하여 시멘트와 물에 혼합하는 모래, 자갈, 부순돌, 부순모래, 부순자갈, 기타 이와 비슷한 재료를 말한다. 골재 중 10mm체를 전부 통과하고 No.4체에 거의 다 남는 골재를 굵은 골재 라 한다.

골재는 콘크리트 용적의 75%정도나 차지하고 있으므로 골재의 양부가 콘크리트의 품질에 미치는 영향은 매우 크다. 또한 골재의 가격이 콘크리트의 가격에 미치는 비율도 무시할 수 없으므로 경제적인 콘크리트를 만들기 위해서는 현지의 재료를 유효하게 이용하는 것도 매우 중요하다.

콘크리트용 골재로서 요구되는 일반적인 성질은 다음과 같다.

(1) 콘크리트의 강탁 및 내구성에 나쁜 영향을 주지 않기 위하여 깨끗하고 실트, 점토, 석탄, 유기물, 염유 등이 유해양 포함 되지 않을 것.

(2) 콘크리트의 기상작용에 대한 저항성을 해치지 않기 위하여 물리적으로 안정할 것. 즉, 수분의 흡수나 온도변화에 의해 파손되거나 콘크리트에 해를 주는 체적변화를 일으키는 것이 아닐 것.

(3) 콘크리트가 파손되지 않기 위하여 시멘트와의 반응, 가용성물질의 용출, 풍화에 의한 산화 등을 일으키지 않도록 화학적으로 안정할 것.

(4) 시멘트 풀의 강탁보다 큰 강도를 가질 것.

(5) 시멘트 풀과 잘 부착할 수 있는 표면조직을 가질 것.

(6) 콘크리트의 단위수량을 적게 하기 위해, 또한 골재의 밑면에 될 수 있는 대로 수막을 적게 하기 위해 편평한 석편과 세장한 석편이 유해량 포함되지 않을 것.

(7) 수밀한 콘크리트를 만들기 위하여 밀탁가 클 것, 또한 마모저항이 큰 콘크리트를 만들기 위하여 견고할 것.

(8) 콘크리트의 단위수량을 적게 하기 위하여 적절한 립탁를 가질 것, 또한 균질한 콘크리트를 만들기 위하여 입도의 변화가 적을 것.

2.3.2 골재의 물리적성질

2.3.2.1 유해물질

골재에 실트나 점토가 다량으로 함유되어 있으면 콘크리트가 소요의 컨시스텐시를 얻기 위한 단위수량이 많게 될 뿐 아니라 이들이 콘크리트의 표면에 나와 약한 층이 되거나, 그것이 굳어서 상당량이 섞여 있으면 콘크리트의 강도가 저하하고 건습에 의하여 그것이 체적변화를 일으켜 콘크리트에 균렬을 일으킬 염려가 있다.

표준시방서에서는 유해물 함유양의 한탁를 표3과 같이 규정하고 있다.

부식토, 이탄 등은 Fumin산 등의 유기산을 함유하고 있어 이들을 포함한 골재를 사용하면 콘크리트의 강도가 저하하거나 심할 때에는 경화하지 않는 수도 있다. 모래에 포함되어 있는 유기불순물의 시험은 KS F 2510에 의한다. 이 시험에 합격하지 않는 경우에도 그 모래로 만든 모르터의 압축강탁가 유기물을 제거한 모래를 사용한 모르터의 압축강도의 90%이상을 나타내면 그 모래를 사용해도 좋다.

해사에 포함되어 있는 염화물의 허용한탁는 보통의 철근콘크리트구조물에 사용하는 콘크리트의 경우 해사의 절대건조중양에 대하여 NaCl로 환산하여 0.10%를 표준으로 한다. 무근콘크리트에 사용하는 경우는 염화물함유량은 특별히 규제하지 않는다.

2.3.2.2 내구성(durability)

골재의 내구성은 같은 종류의 골재를 사용한 기존의 실례를 기준으로 판단하는 것이 가장 적당하다. 그러나 과거에 적당한 사용예가 없을 때는 KS F 2507에 의해 황산나트륨에 의한 안정성 시험으로 판단한다. 일반적으로 비중이 크고 흡수률이 적은 골재는 내구성이 크다고 말할 수 있다.

표준시방서에서는 황산나트륨에 의한 안정성시험에서 허용연실중양의 한도를 5회 반복 시험으로 잔골재에서 10%이하, 굵은 골재에서 12%이하로 하고 있으나, 이들의 한도를 넘는 것에서도 과거의 실 예에 의해 내구적이라는 것이 확인되면 사용할 수가 있다.

2.3.2.3 흡수률 및 표면수률

골재의 함수장태에 따른 호칭명을 보면 도2와 같고, 이 가운데「표면건조포화장태」는 흡수률과 표면수율을 나타낼 때의 기준상태로 되며, 시방배합에는 이 상태에서의 골재중량을 나타내는 것으로 되어 있다.

각각의 상태에 있어서 중량을 도2의 기호로 나타낸다고 하면 흡수률, 표면수률 및 유효흡수률은 각각 다음과 같이 정의 된다.

콘크리트의 단위수량은 골재가 표건장태에 있는 것으로 하여 계산하고, 계량에 있어서는 표면수률 또는 유효흡수률의 변화에 따라 수량 및 골재량을 조절한다.

흡수율은 골재의 석질, 크기 등에 따라 다르나 일반적으로 비중이 큰 골재는 흡수율이 적다. 흡수율이 큰 부순돌은 일반적으로 안정성시험에서 손실중량이 큰 경향이 있다.

흡수율시험은 잔골재는 KS F 2504, 굵은 골재는 KS F 2503에 의한다.

2.3.2.4 비중(specific gravity)

표건장태에서의 골재의 비중을 표건비중, 절건장태에서의 골재의 비중을 절건비중이라 한다. 표건비중은 콘크리트의 배합계산 등에 쓰이나 이것은 골재의 품질을 판단하는 하나의 대중으로도 된다.

비중시험방법은 잔골재는 KS F 2504, 굵은 골재는 KS F 2503에 따른다.

2.3.2.5 립탁(gradation)

골재의 대소립이 혼합되어 있는 정탁를 골재의 입도라 한다. 입도가 좋은 골재를 사용하면 소요의 워커빌리티를 갖는 콘크리트를 만드는 데에 필요한 단위수량을 적게 할 수가 있어 일반적으로 양질의 콘크리트를 경제적으로 만들 수가 있다.

입도는 KS F 2502에 의한 골재의 체가름시험방법에 따라 시험하며, 그 결과를 립탁곡선 또는 조립률로 나타낸다. 조립율은 80, 40, 19, 10mm, No.4, No.8, No.16, No.30, No.50, No.100체를 1조로 하여 체가름시험을 하였을 때 각 체에 남아 있는 시료의 중량백분율의 합계를 100으로 나누어 구한다.

조립률이 동일하게 되는 입도는 무수히 존재하나 골재가 동일하면 조립율에 의해 립탁의 균등성을 판단할 수가 있다. 또한 체가름시험에서 중량으로 적어도 90%가 통과하는 체 가운데 최소치수의 체눈을 공칭수로 나타낸 굵은 골재의 치수를 굵은 골재의 최대치수라 한다.

2.3.2.6 단위용적중양

골재의 단위용적중량은 골재량을 용적으로 나타날 때나 골재의 공극률의 계산에 쓰인다. 단위용적중양은 골재의 비중, 립탁, 립형, 함수장태, 용기에 채워 넣는 방법 등에 따라 다르다. 잔골재는 표면수가 있으면 부풀고, 단위용적중량은 심하게 작아진다. 굵은 골재는 각이 지거나 편평한 석편이나 세장한 석편을 다량 함유하면 단위용적중량은 작아진다. 단위용적중량은 KS F 2505에 따라 구한다.

골재의 단위용적 중에 차지하는 골재 사이의 공극의 용적백분율을 공극률이라 하고, 골재의 실제부분의 용적백분율을 실적률이라 한다. 실적율은 다음 식으로 구한다.

최대치수 20mm 부순돌에서 실적률 55%이상을 사용상의 판정기준으로하며 최대치수 40mm의 부순돌에서는 일반적으로 실적률 60%이상이 적당하다.

2.3.2.7 마모저항 (Abrasion-resistance)

포장용 및 댐용 콘크리트에 사용하는 골재는 마모저항이 큰 것이 필요하다. 표준시방서에서는 여기에 사용하는 굵은 골재에 대하여 로스안젤스마모시험기에 의한 마모저항의 한탁(KS F 2508)를 포장에서는 35%댐에서는 40%로 하고 있다.

2.3.3 골재의 취급

굵은 골재는 대소의 낱알이 분리되지 않도록 대소립을 체가름하여 각각 구획을 나누어 따로 저장하는 것이 좋다. 뱃치마다 품질변동이 적은 콘크리트를 만들기 위해서는 골재의 함수양이 일정하게 되도록 관리하는 것이 좋으며 이를 위해서 골재적치장에는 배수시설을 하거나 적치량을 적당하게 유지할 필요가 있다.

또한 겨울철에 빙설이 섞이거나 동결하는 것을 방지하고, 여름철에 뜨거운 햇볕에 노출되는 것을 방지하기 위해 덮개 등 적당한 설비를 하는 것이 좋다.

2.4 물

물은 특별한 맛, 냄새, 빛깔, 탁탁 등이 없고, 음료수로 사용할 수 있는 물은 콘크리트의 혼합수로서 무조건 사용할 수 있다. 기름, 산, 염유, 유기물 등 콘크리트의 품질에 나쁜 영향을 미치는 물질을 포함하는 물이나 공업배수에 의해 오염되어 있을 염려가 있는 물에 대해서는 시험하여 사용여부를 판정할 필요가 있다.

검사할 물을 사용한 모르터의 재령 7일 및 28일의 압축강탁가 수도물을 사용한 압축강도의 90%이상인 것이 확인되면 그 물을 사용해도 좋다. 이 때 잔골재는 깨끗하고 강한 것을 사용하고 물-시멘트비는 50%, 흐름값은 190=+-5mm로 한다.

레디믹스트콘크리트공장에서 믹서, 트럭아지데이터 등을 세척한 물의 윗부분의 맑은 물은 콘크리트의 강도, 워커빌리티 등에 나쁜 영향을 주지 않는 것이 확실하면 혼합수로 사용해도 좋다. 또한 배수에서 골재를 회수한 후 시멘트 등의 미분말(스럿지)로 혼탁되어 있는 물(회수수)도 콘크리트의 품질에 나쁜 영향을 주지 않는 범위로 스럿지량을 규제할 수 있는 경우에는 혼합수로서 사용할 수 있다.

혼합수에 해수를 사용하면 강재를 부식시킬 염려가 있으므로 철근콘크리트에는 혼합수로서 해수를 사용해서는 안된다. 무근콘크리트에는 해수를 사용할 수도 있으나 장기강도의 증가가 적게 되거나 내구성이 저하하는 경우가 있으므로 부득이한 경우 이외에는 사용하지 않는 것이 좋다.

양생수는 혼합수만큼 엄격한 조건이 요구되지 않으나 오염이 심한 물, 산이나 알카리가 강한 물, 콘크리트를 변색시킬 염려가 있는 물 등은 사용하지 않는 것이 좋다.

2.5 철근

2.5.1 종유와 규격

철근의 종유, 품질, 형장 및 치수 등은 KS D 3504 (철근콘크리트용 봉강)에 규정되어 있다. KS D 3504에 의한 철근의 종류와 기계적 성질의 규격치를 나타내면 표4와 같다.

KS에 의한 이형철근의 지름 및 보통 사용되고 있는 원형철근의 지름은 표5와 같다.

2.5.2 철근의 저장

철근은 녹이 슬거나 더럽혀지는 것을 피하기 위해 직접 지상에 두어서는 안된다. 또한 비, 이슬, 해풍 등에 의한 부식을 막기 위해 창고 안에 저장하거나 또한 적당한 덮개를 하여 저장하여야 한다. 취급과 검사가 용이하도록 철근은 재질별, 경별로 보관하는 것이 좋다.

3. 콘크리트의 성질

3.1 아직 굳지 않은 콘크리트의 성질

아직 굳지 않은 콘크리트는 거푸집의 구석구석과 철근의 사이에 충분히 채워지도록 연하며, 다짐, 마무리가 용이하며, 이들의 작업 중에 재료분이가 적어야 한다. 아직 굳지 않은 콘크리트에 있어서 이러한 성질을 나타내는 데에는 다음과 같은 용어가 쓰인다.

(1) 워커빌리티 - 반죽질기(컨시스텐시) 여하에 따르는 작업의 난역의 정탁 및 재료의 분리에 저항하는 정도를 나타낸다.

(2) 반죽질기 (consistency) - 주로 수양의 다소에 따라 반죽이 되고 진 정도를 나타낸다.

(3) 성형성(plasticity) - 거푸집에 쉽게 다져 넣을 수 있고, 거푸집을 제거하면 천천히 형상이 변하기는 하지만 허물어지나 재료가 분리하거나 하는 일이 없는 성질의 정도를 나타낸다.

(4) 피니셔빌리티(finishbility) - 굵은 골재의 최대치수, 잔골재율, 잔골재의 입도, 반죽질기 등에 따르는 마무리하기 쉬운 정도를 나타낸다.

3.1.1 워커빌리티

균등질의 콘크리트구조물, 또는 부재를 약간의 주의를 들여 용이하고 안전하게 만들기 위해서는 작업에 적합한 워커빌리티의 콘크리트를 사용하는 것이 대단히 중요하다. 작업에 적합한 워커빌리티는, 만들려고 하는 구조물, 또는 부재의 종류, 시공방법 등에 따라 다르다. 예컨대 대형이면서 단순하고 철근이 적은 부재에 대하여는 적당한 워커빌리티일지라도 단면이 얇고 복잡하면서 철근이 많은 부재에 대해서는 적당한 워커빌리티라고 말할 수는 없다.

콘크리트의 워커빌리티는 시멘트의 분말탁, 혼화재료의 종류와 양, 골재의 립탁, 립형, 표면조직, 단위시멘트량, 단위수양 등 콘크리트의 배합, 콘크리트의 온도, 혼합방법 등에 따라 변한다.

워커빌리티를 측정하는 데에 만족스러운 방법은 없으나 슬럼프시험을 한 후에 콘크리트를 잘 관찰하여 판정하는 것이 좋다. 된반죽의 콘크리트에는 진동태식 컨시스텐시시험(도3)에 의해 판정하는 것이 좋다.

3.1.2 반죽질기(consistency)

반죽질기가 큰 콘크리트를 사용하면 콘크리트의 작업은 용이하나 재료분이의 경향은 크게 된다. 콘크리트의 반죽질기는 사용골재의 양과 조세골재의 비율이 같을 때, 단위수량이 같으면 단위 시멘트 량에 불구하고 거의 일정하게 된다.(일정단위수양의 법칙)

반죽질기의 측정에는 보통 KS F 2402에 의한 슬럼프시험이 이용된다. 그러나 된반죽 콘크리트의 반죽질기는 슬럼프시험으로는 적절히 평가할 수 없으므로 진동태식 컨시스텐시시험에 의하는 것이 좋다.

3.1.3 재료의 분이

균등질의 콘크리트를 만드는 데는 콘크리트의 재료분리를 될 수 있는 대로 적게 하는 것이 중요하다. 콘크리트에 나타나는 곰보, 레이탄스, 모래줄, 상부의 다공질의 약한 층 등은 주로 재료분리에 의해 생기는 것이다.

재료분리는 콘크리트의 취급(운반, 치기, 다짐)중에 일어나는 것과 치기가 끝난 후에 일어나는 것이 있다. 취급 중에 일어나는 것은 작업을 적절히 실시함으로써 상당히 줄일 수 있다. 분리를 적게 하는 데에는 적절한 워커빌리티의 콘크리트를 사용하는 것이 가장 중요하며 분리를 줄이는 데에는 감수제, 또는 AE제를 활용하는 것이 대단히 효과적이다.

치기(타설)가 끝난 후의 재료분리는 주로 물의 분리이다. 치기 후 시멘트 및 골재립자의 침하에 따라 물이 표면에 떠오른다. 이를 블리딩(blee-ding)이라 한다. 블리딩은 보통 치기 후 2~4시간에서 끝난다. 블리딩을 적게 하는 데에는 좋은 립탁의 골재를 사용하고, 감수제, AE제를 활용하고 단위수양을 적게 하며 적당한 혼화제를 사용하는 것 등이다.

블리딩에 의하여 콘크리트의 표면에 떠올라서 가라앉은 징세한 물질을 레이탄스(laitance)라 한다. 레이탄스는 강탁나 수밀성도 적으므로 타설이음의 시공에 있어서는 반드시 제거해야 한다.

재료분리의 상태는 씻기분석시험(KS F 2411)을 실시하면 정양적인 자료를 얻을 수 있다. 블리딩시험은 KS F 2414에 따른다.

3.2 경화한 콘크리트의 성질

3.2.1 강탁

3.2.1.1 압축강탁

압축강탁는 콘크리트의 여러 가지 성질 가운데 가장 중요한 성질이다. 압축강도 이외의 강도와 콘크리트의 품질도 압축강도로부터 대략 판단할 수 있다. 콘크리트의 강도에 영향을 미치는 주된 것은 다음과 같다.

(1) 시멘트 강도

(2) 골재의 석질 및 입도

(3) 혼화재료의 품질

(4) 콘크리트의 배합

(5) 혼합온탁

(6) 치기 및 다짐의 온탁

(7) 양생중의 온도 및 습탁

(8) 재령

(9) 시험방법

콘크리트의 강도는 일반적으로 표준양생을 실시한 원통형공시체의 재령 28일에 있어서의 압축강탁를 기준으로 한다. 이것은 콘크리트의 압축강도는 재령과 함께 증가하나 보통 구조물에서 표준양생을 실시한 공시체의 재령 28일의 압축강도 이상으로 그 강도가 도달하도록 양생을 기대할 수가 없는 경우가 많기 때문이다.

다음에 콘크리트의 압축강도에 영향을 미치는 주된 인자에 대하여 간단히 설명한다.

3.2.1.1.1 시멘트의 품질

시멘트의 종류 및 품질에 따라 콘크리트의 압축강도가 다르다. 골재의 품질, 콘크리트의 배합 등을 일정하게 하면 일반적으로 콘크리트의 강도는 시멘트의 강탁에 거의 비례한다고 생각해도 좋다.

3.2.1.1.2 골재의 품질

골재 자체의 강도는 시멘트 풀의 강도보다 큰 것이 일반적이므로 콘크리트의 강도에는 영향을 미치지 않으나 골재의 표면이 거칠수록 골재와 시멘트 풀과의 부착이 좋게 되고, 콘크리트의 강도는 크게 된다. 부순돌은 강자갈보다 표면이 거칠기 때문에 부순콘크리트는 동일한 물-시멘트비의 자갈콘크리트에 비하여 일반적으로 강도가 크다(도4)

3.2.1.1.3 배합

콘크리트의 배합과 압축강도의 관계에 대하여 현재 가장 널리 쓰이고 있는 것은 물-시멘트비설이다. 물-시멘트비설이란 깨끗하고 강한 골재를 사용한 플라스틱한 콘크리트를 적절히 시공했을 경우 콘크리트의 강도는 시멘트 풀의 물-시멘트비에 의해 지배된다고 하는 것으로, 물-시멘트비와 압축강탁와의 관계는 다음 식으로 표시된다.

그러나 위 식은 실용상 불편하여 물-시멘트비와 압축강도에 관계를 직선관계로 나타낸 다음 식이 일반적으로 실용화되고 있다.

이 관계는 통상 쓰이는 물-시멘트비의 범위 내에서 실용상 충분한 정확성을 갖고 성립된다.

여기서, C/W: 시멘트-물비(비)

AE콘크리트에서도 공기양이 일정할 경우에는 이 식을 사용할 수 있다. 공기량이 일정하지 않을 경우에는 C/W대신에 시멘트-공극비 C/V를 사용하면 좋다. C/V를 시멘트의 절대용적을 공기와 물의 절대용적의 합으로 나눈 값이다.

3.2.1.1.4 양생조건

습윤양생을 계속하는 한 콘크리트의 압축강도는 재령과 더불어 증가하나 습윤양생을 중지하고 콘크리트를 건조시키면 시멘트의 수화작용이 진행되지 않고 강도는 증진되지 않는다.(도5)

시멘트의 수화반응은 온도에 따라 심한 영향을 받는다. 5~45˚C의 범위에서는 일반적으로 양생온도가 높을수록 초기에 강탁발현은 크게 되나 장기강도는 초기양생온도가 낮은 것이 크게 된다.(도6)

아직 굳지 않은 콘크리트는 거의 -3˚C에서 동결한다. 동결하면 수화작용은 일어나지 않으나 후에 적당한 온도에서 양생하면 어느 정도는 회복된다.

3.2.1.1.5 재령

콘크리트의 강도는 재령과 더불어 증가한다. 그 증가의 정도는 시멘트의 종류에 따라서도 다르나 초기 재령에서 심하다.

재령 7일의 압축강도와 재령 28일의 압축강도의 관계는 재료배합, 양생온도 등 많은 요인에 의해 상당히 다르며, 일반적인 관계를 얻기는 곤란하다.

3.2.1.1.6 시험방법

콘크리트의 품질이 같은 것일지라도 공시체의 형상, 치수 등에 따라 압축강도의 시험치는 상당히 다르다. 원통형의 공시체에서 높이 h와 지름 d의 비 h/d가 작을수록 강도의 시험치는 매우 크게 되나, h/d에 의한 강도의 차이는 그다지 크지 않다. 우리나라와 일본, 미국에서는 h/d=2의 원통형 공시체를 표준공시체로 하고 있는 것은 이 때문이다.

높이와 지름의 비가 같은(h/d=2)공시체에서도 크기가 크게 될수록 강도의 시험치는 적게 되고, ∮15X30cm공시체의 강도에 대하여 ∮50X100cm공시체의 강도는 15%정도 적게 나온다. 그러나 우리나라에서 일반적으로 표준시공체로서 사용하고 있는 ∮15X30cm공시체와 ∮10X20cm공시체에는 실용상 크기가 다름에 따른 영향은 고려할 필요가 없고 두 가지 시험치는 동등하다고 보아도 좋다.

건조되어 있는 공시체의 강도는 물론 포화되어 있는 것의 강도보다 상당히 크게 나온다. 또한 공시체온도는 높을 때보다 낮을 때가 강도가 크게 나온다. 콘크리트의 건습장태에 대하여 KS F 2405에서는 양생시의 상태에서(표준양생의 경우는 포화상태에서) 시험하는 것으로 되어 있다.

3.2.1.2 인장강탁

콘크리트의 인장강도는 압축강도에 비하여 매우 적고, 이 비율은 여러 가지 조건에 따라 다르나 대략 1/10~1/13이며 압축강도가 클수록 이 비율은 적다.

인장강도의 시험으로서는 KS F 2423에 의한 방법이 쓰인다. 이 인장강도는 엄밀한 의미에서의 축방향인장강탁는 아니나 실용상 이것을 인장강도로 하고 있다.

3.2.1.3 휨강도

휨강도는 보공시체에 그 장축에 직각방향에서 재하하여 파괴휨모멘트를 구하고 여기에서 콘크리트를 탄성체로 가정하여 산출되는 인장강도이며 그 값은 압축강도의 1/5~1/8정도이다.

휨강도는 일반적으로 인장강도보다 큰 값(1.5~2배)을 나타내나, 이것은 콘크리트는 파괴점에 가까운 응력상태에서는 소성적 성질을 보이고, 인장응력이 직선분포를 하지 않게 되기 때문이며 본질적으로 강도가 큰 것은 아니다.

휨 강도시험은 KS F 2407, 2408에 의한다.

3.2.2 탄소성적 성질

3.2.2.1 탄성적 성질

3.2.2.1.1 응력과 변형탁(strain)의 관계

콘크리트에 하중을 가했을 때 응력-변형도의 관계도(도7)는 재하의 초기단계부터 불완전탄성의 특성을 보이나 전체변형도에 대한 잔류변형탁의 비율은 응력탁가 낮을수록 작고, 파괴강도의 50%정도의 응력도에서는 약 10%정도에 불과하다. 따라서 일반적인 설계계산에서는 이를 무시하고 콘크리트를 탄성체로 취급한다.

3.2.2.1.2 영계수(Young's modulus, 탄성계수)

콘크리트의 영계수는 사용재료, 배합, 재령, 응력도 등에 따라 그 값이 변한다.

콘크리트의 영계수는 그를 취하는 방법에 따라 초기영계수 E_i, 할선 영계수 E_c 및 접선 영계수 E_t의 세 가지가 있으나(도8) 콘크리트부재의 설계에서는 응력과 전체변형도와의 비를 필요로 하므로 할선영계수를 사용한다.

표준시방서에서는 단면결정 또는 응력도 계산에는 E_c=1.4X10^5kg/㎠을, 탄성변형계산에는 설계기준강도 180~400kg/㎠의 범위에 대하여 2.4X10^5~3.5X10^5kg/㎠를 각각 표준적인 영계수로 하고 있다.

3.2.2.1.3 포앗손비(Poisson's ratio)

공시체에 축방향력을 가했을 때 공시체의 축방향변형도 ε_e와 횡방향변형도 ε_t와의 비 m=ε_e/ε_t를 포앗손수(수)라 하고, 그 역수 μ=1/m을 포앗손비라 한다.

콘크리트의 포앗손비도 영계수와 같이 사용재료, 강도, 응력도 등에 따라 변하나, 표준시방서에서는 설계에 사용하는 포앗손비를 1/6로 하고 있다.

3.2.2.2 크리프(creep)

콘크리트구조물에 사하중, 건조수축, 온탁변화의 영향과 같이 하중이 지속하여 작용하는 경우 구조물의 변형, 처짐 등은 시간의 경과와 함께 증가한다. 이 현상을 크리프라고 한다.

크리프가 크면 부재의 처짐이 심하게 증가하거나, 불정정구조물에서는 불정정반력이 변한다. 따라서 위와 같은 지속하중이 다른 일시적 하중에 비하여 큰 경우에는 크리프의 영향을 무시할 수가 없다.

일반적으로 허용응력도 정도이하의 지속응력을 받는 콘크리트의 크리프변형도는 탄성변형탁에 비례하고 다음 식으로 나타내어진다고 가정하여도 좋다.

크리프계수로서 표준시방서에서는 보통의 대기 중에 있어서 불정정구조물에서 조기에 재하되지 않은 경우에 대하여 옥내의 경우 3.0, 옥외의 경우 2.0를 표준으로 할 것을 정하고 있다.

크리프는 여러 가지 인자에 의해 영향을 받으나 일반적으로 하중이 클수록, 단위시멘트량이 클수록, 물-시멘트비가 클수록, 재하시의 재령이 짧을수록, 대기의 습탁가 낮을수록, 부재의 단면치수가 작을수록 크리프변형도는 크게 된다.

3.2.3 체적변화

3.2.3.1 건조수축

물로 포화된 공시체를 건조시키면 5X10^-4~10X10^-4정도의 수축을 일으킨다. 구조물의 콘크리트는 공시체만큼은 건조하지 않으므로 수축도 적으나 수축이 자유로이 일어날 수 없도록 구속되어 있으면 수축균렬이 생긴다.

표준시방서에서는 부정정구조물의 설계계산에 사용하는 건조수축의 값으로 15X10^-5~20X10^-5를 표준으로 하고 있다. 건조수축은 콘크리트의 단위수량에 거의 비례한다.(도9)

슬럼프, 골재의 입도 등은 단위수량에 영향을 미치는 것이므로 건조수축에 간접적으로 영향을 미친다. 단위시멘트량이 많을수록 건조수축은 크게 되나 그 영향은 비교적 적다. 건조수축의 시험은 KS F 2424에 따른다.

3.2.3.2 온도변화의 영향

콘크리트는 온도가 오르면 팽장하고, 온도가 내리면 수축한다. 콘크리트의 열팽장계수는 1˚C에 대해 7X10^-6~13X10^-6 정도이나 불정정구조물 등에서 온도변화의 영향을 계산하는 경우에는 일반적으로 1˚C에 대해 10X10^-6으로 하여도 좋다.

콘크리트는 경화시 수화열에 의해 온도상승을 일으킨다. 만약 열의 발산이 없다면 온도는 30~40˚C정도까지 상승한다. 단면이 얇은 경우는 열이 발산하기 쉬우므로 온도상승이 비교적 적으나, 단면이 두꺼운 경우는 열이 발산이 어렵고 온도상승이 크게 된다. 온도상승이 클 때는 온탁항하에 따르는 수축에 의해 생기는 인장응력 때문에 균렬이 생기기 쉽다.

3.2.4 내구성

3.2.4.1 기상작용에 대한 내구성

콘크리트는 구조재료로서 풍우, 일조, 한서, 건습 등 여러 가지 기상작용에 대한 저항성이 클 것이 불가결의 조건이다. 콘크리트를 변질, 렬화시키는 기상작용의 주된 것은 온도변화에 의한 체적변화, 콘크리트 중 수분의 동결융해작용, 탄산가스의 작용에 의한 중성화 등이다. 그 가운데에서도 동결융해작용에 의한 동해와, 공기 중의 탄산가스에 의해 콘크리트의 알카리성이 상실되는 이른바 중성화는 기상작용에 위한 콘크리트렬화가 대표적인 것이다.

동해에 대한 저항성을 크게 하는 데에는 양질의 AE제를 사용하고, 내구적인 골재를 사용하고, 물-시멘트비가 적은 콘크리트를 사용하여 치기, 양생 등의 작업을 적절히 실시하고, 구조물 주변의 배수를 용이하게 하는 등으로 콘크리트가 될 수 있는 대로 수분에 접하지 않도록 하는 것 등이 필요하다.

중성화를 경감시키는 데에는 양질의 감수제를 사용하여 물-시멘트비가 작은 밀실한 콘크리트로 만들며, 적절한 시멘트와 견고한 골재를 사용하며, 다짐과 양생 등을 주의 깊게 실시하여 곰보와 균열 등의 결함이 없도록 하는 것 등이 필요하다.

3.2.4.2 화학작용에 대한 내구성

콘크리트 중의 시멘트는 산, 염유, 알카리액, 유유 등에 접촉하면 침식작용을 받는다. 특히 무기산의 작용이 가장 심하고, 유기산이 그 다음이며, 석유유와 같은 유기물은 거의 영향을 미치지 않는다. 일반적으로 이들 물질의 농탁 및 온탁가 높을수록 그의 침식성은 크게 된다.

콘크리트를 화학적인 침식작용으로부터 지키기 위해서는 일반적으로 이들 물질에 침식되지 않는 재료로 콘크리트표면을 보호하면 좋다.

4. 배합설계

4.1 배합설계의 기본

4.1.1 배합의 표시법

배합이란 콘크리트 또는 모르터를 만들 때 각 재료의 비율 또는 사용량을 말하며, 시방배합과 현장배합이 있다.

시방배합이란 설계도 또는 책임기술자에 의해 지시되는 배합으로, 골재는 표면건조포화장태이고 잔골재는 No.4체를 통과하는 것, 굵은 골재는 No.4에 남는 것을 사용한 경우의 배합이며, 배합량은 1㎥로서 표6과 같이 표시한다.

현장의 골재는 이와 같은 상태가 아니므로 골재의 함수량, 잔골재의 No.4체 남는 량, 굵은 골재의 No.4체 통과량을 고려하여 시방배합을 수정하여야 한다. 이와 같이 시방배합과 같은 콘크리트가 되도록 현장재료의 상태에 따라 수정한 배합을 현장배합이라 한다.

4.1.2 배합설계의 기본

콘크리트의 품질에 가장 크게 관계되는 것은 물-시멘트비와 단위수양이다. 필요 이상으로 단위수량이 많은 콘크리트는 단위시멘트량도 많게 되어 비경제적이며 수축이 크고 또한 재료분리도 일어나기 쉽다.

콘크리트의 배합은 소요의 품질과 작업에 적합한 워커빌리티가 얻어지는 범위 안에서 단위수량을 될 수 있는 대로 적게 되도록 정하여야 한다.

4.2 배합설계의 방법

배합설계에는 여러 가지 방법이 있으나 가장 실용적으로 유효한 방법은 먼저 시험실에서 시험배치를 만들어 검토하고, 적당하다고 생각되는 배합을 정한 후 그 배합에 대하여 현장에서 실제의 배합에 대하여 검토하고 수정하는 방법이다.

재료가 주어졌을 때 배합을 정하는 데에는 표10의 순서에 따르면 좋다.

4.2.1 굵은 골재의 최대치수의 선정

최대치수가 큰 골재를 사용할수록 잔골재율을 적게 하고, 따라서 단위수량을 적게 할 수가 있으므로 작업에 적합한 워커빌리티가 얻어지는 범위 안에서 될 수 있는 대로 최대치수가 큰 굵은 골재를 사용하는 것이 바람직하다.

표준시방서에서는 굵은 골재의 제한 및 표준치를 표7과 같이 하고 있다.

4.2.2 반죽질기의 선정

콘크리트의 슬럼프는 작업에 적합한 범위 내에서 될 수 있는 대로 작게 선정하는 것이 좋다. 그러나 슬럼프 값이 너무 작으면 콘크리트에 곰보 등의 결점이 생기기 쉽고, 구조물 중에 중대한 결함이 생길 염려가 있으므로 주의해야 한다.

표준시방서에는 슬럼프의 표준치를 표8과 같이 주고 있다.

콘크리트의 운반시간이 긴 경우, 기온이 높은 경우 등에는 콘크리트의 취급 중 슬럼프저하가 크게 되므로 미리 이를 예현하여 혼합직후에 있어서 소요 슬럼프를 정해두어야 한다.

4.2.3 물-시멘트비의 선정

물-시멘트비는 콘크리트의 소요강탁 및 내구성을 고려하여 정한다. 수밀을 요하는 구조물의 경우에는 다시 콘크리트의 수밀성에 대해서도 고려한다.

4.2.3.1 강도를 기준으로 하여 물-시멘트비를 정하는 경우

압축강탁또는 휨강도를 기준으로 하여 물-시멘트비를 구하는 데에는 공사에 사용할 재료를 사용하여 시멘트-물비와 강도와의 관계를 시험에 의하여 구하는 것이 원칙이다. 이 때 3종 이상으로 시멘트-물비(C/W)와 재령 28일의 강탁와의 관계를 구한다. 재령 28일 강도는 배치마다의 변동을 피하기 위해 각 배합별로 그 배치의 콘크리트를 비비고, 각 배치별로 만든 공시체에 대한 시험치의 평균치로 한다. 설계기준강도가 28일 이외의 재령을 기준으로 할 경우 및 조기에 배합을 정할 필요가 있으며 한편으로는 재령 28일의 강도와 그 재령에 있어서의 강도와의 관계가 분명한 경우에는 28일 이외의 재령을 기준으로 하여 물-시멘트비를 정하여도 좋다.

소규모적인 공사나 부득이 시험을 실시할 수 없는 경우에는 포틀랜드시멘트를 사용하고 공기양이 일정한 경우에는 다음 식을 사용해도 좋다. 조강시멘트를 사용하는 경우는 이 식의 재령 28일 강도를 재령 7일강도로 생각해도 좋다.

이 식은 충분한 안전을 고려한 것이므로 일반적으로 여유가 있는 물-시멘트비가 얻어진다.

배합강도 σ_r은 현장에서 예상되는 변동계수 r및 구조물의 중요도에 따라 설계기준압축강탁 마 σ_ck 또는 설계기준휨강도 σ_bk에 할증계수 α를 곱하여 구한다. 할증계수 α는 다음 두 가지 조건을 만족하도록 정한다.

(1) 시험치는 σ_ck (또는 σ_bk가 Pa 이상의 확률로 내려가지 않을 것

(2) 시험치는 0.8σ_ck(또는 0.8σ_bk) P_b 이상의 확률로 내려가지 않을 것

(1)은 변동계수가 작은 경우에 강도의 평균치가 설계기준강도에 대하여 과소로 되지 않도록, 또한 (2)는 강도가 너무 작은 것이 되는 것을 제한하기 위한 조건으로, 일반적으로 쓰이고 있는 Pa 및 P_b 값을 보이면 표9와 같다.

이들이 각각에 대하여 r와 α와의 관계를 구하면 도12와 같이 된다. 예컨대 일반 구조물에서 예상되는 변동계수가 15%일 때 α는 1.12이다.

변동계수 r는 종래의 경험, 현장의 시공실비, 사용재료의 품질변동의 정도, 품질관리의 기술 등을 고려하여 정한다. 그러나 일반적으로 공사초기에는 적당한 값을 구하기가 곤란하므로 약간 큰 값을 사용하는 것이 좋다.

4.2.3.2 내구성을 기준으로 하여 물-시멘트비를 정하는 경우

내구성을 고려하여 정하는 콘크리트의 최대물-시멘트비를 표준시방서에서는 표10과 같이 제시하고 있다.

AE콘크리트는 기상작용에 대한 내구성이 매우 우수할 뿐만 아니라 워커빌리티 개선효과에 의해 밀실한 콘크리트가 비교적 용이하게 얻어지므로 기상작용이 격심한 경우에는 원칙으로 콘크리트를 사용하고, 기상작용이 심하지 않은 경우에도 AE콘크리트를 사용하는 것이 바람직하다. 표10의 값은 양질의 골재를 사용하고, 적절한 공기량과 워커빌리티를 갖는 콘크리트를 주의 깊게 시공한 경우에 내구적인 콘크리트가 될 수 있는 물-시멘트비의 상한치를 준 것이다.

4.2.3.3 수밀성을 기준으로 하여 물-시멘트비를 정하는 경우

수밀성을 기준으로 물-시멘트비를 정하는 경우 표준시방서에서는 일반적인 경우 55%이하, 댐의 경우 60%이하를 표준으로 하고 있다.

물-시멘트비가 55~60%이상이 되면 수밀성이 심하게 감소하고, 물-시멘트비가 큰 콘크리트는 재료분리를 일으키기 쉽고, 타설한 콘크리트에 결함이 생기기 쉬운 점 등으로부터 위와 같은 값이 최대치로서 정해진 것이다.

4.2.4 잔골재율 및 단위수양의 추정

전골재에 대한 잔골재의 용적비률, 즉 잔골재율을 작게 할수록 일반적으로 경제적인 콘크리트가 얻어지나 어느 정도 이상으로 작게 하면 콘크리트는 거칠어져서 워커빌리티를 해친다. 잔골재율은 소요의 워커빌리티가 얻어지는 범위 내에서 단위수량이 최소가 되도록 시험에 의하여 정하는 것이 원칙이다.

시험배치를 만들 때의 잔골재율 및 단위수량의 대략의 값을 얻는 데에는 표11이 참고가 된다.

포장콘크리트에서는 잔골재율 대신에 단위굵은골재용적을 사용하여 골재의 비율을 정한다. 단위굵은골재용적이란 콘크리트 1㎥에 사용하는 굵은 골재의 겉보기용적으로 단위굵은골재량을 그 굵은 골재의 단위용적증량으로 나눈 값이다.

4.2.5 공기양의 선정

굵은 골재의 최대치수, 기타에 의해 3~6%로 한다. 대략적인 값은 표11과 같으나 특별히 심한 기상에 노출되는 때는 표의 값보다 약간 크게 한다.

공기량은 운반, 다짐 등 콘크리트의 취급 중 1/4~1/6정도 감소하나 혼합직후에 있어서 공기량이 표11의 AE콘크리트란에 보인 값만 있으면 이 감소분은 여유가 있다. 물-시멘트비가 동일할 때 공기량 1%에 대해 압축강도로 4~6%의 강탁저하를 일으키므로 기상작용이 그다지 심하지 않은 곳에서 AE콘크리트를 사용할 경우에는 소요의 워커빌리티가 얻어지는 범위 내에서 될 수 있는 대로 적은 공기양으로 하는 것이 좋다.

공기량의 시험은 KS F 2409, KS F 2417, KS F 2421에 따른다.

4.2.6 단위시멘트량의 결정

단위시멘트량은 단위수양과 물-시멘트비로부터 계산으로 정한다. 철근콘크리트에 사용하는 콘크리트에서는 소요의 강도를 얻기 위하여 상당량의 시멘트가 필요할 뿐 아니라 철근이 녹쓰는 것을 막고, 철근과 콘크리트와의 충분한 부착을 얻기 위하여 적당한 물-시멘트비의 시멘트 풀로 철근을 완전히 둘러싸는 것과 콘크리트가 충분히 수밀성일 것이 필요하며, 이를 위해서도 상당량의 시멘트가 필요하다.

표준시방서에서는 종래의 경험을 근거로 단면이 얇은 철근콘크리트부재에서는 단위시멘트량은 300kg/㎥ 이상으로 할 필요가 있으며, 수중콘크리트에서는 다소의 시멘트의 유실과 시공상의 필요한 점성의 확보를 고려하여 단위시멘트량은 370kg/㎥ 이상으로 할 것, 포장콘크리트에서는 280~340kg/㎥을 표준으로 할 것, 또한 댐 콘크리트의 경우 중력댐의 내부콘크리트에서는 140kg/㎥ 이상으로 할 것으로 되어있고, 또 보통의 매스콘크리트에서는 온탁균렬을 막기 위해 소요 워커빌리티 및 강도가 얻어지는 범위 내에서 단위시멘트량은 될 수 있는 대로 적게 할 것을 정하고 있다.

4.3 배합설계례

어떤 지역에 건설하는 AE콘크리트의 배합설계를 실시한다.

[배합의 토산]

(1) 굵은 골재의 최대치수 : 부재최소치수 및 철근의 최소순간격에 대한 굵은 골재 최대치수의 규정으로부터 25mm로 한다.

(2) 슬럼프 : 혼합직후의 슬럼프를 10cm로 한다.(표8참조)

(3) 공기량(A) : 표11로부터 5%로 한다.

(4) 배합강도(σ_r) : 예상되는 변동계수를 15%로 하면 도12에서 할증계수 α=1.12를 얻는다. 따라서 배합강도 σ_r은

(5) 물-시멘트비(W/C) : 강탁, 내구성, 수밀성의 각각을 기준으로 W/C를 구한다.

(5.1) 강도를 기준으로 한 W/C : 공기량 5%의 AE콘크리트의 C/W~σ_28의 관계를 시험에 의하여 구한 바 σ_r=236kg/㎠에 상당하는 C/W는 2.0이었다고 한다.

따라서 W/C=50%

(5.2) 내구성을 기준으로 한 W/C : 표10에서 기상작용이 심한 곳에서, 물에 때때로 포화되는 부분으로 단면이 두꺼운 경우를 생각하면 최대치는 60%이다.

(5.3) 수밀성을 기준으로 한 W/C : 2의 2.3의 (3)에서 최대치는 50%로 한다.

이상으로부터 소요 W/C는 (5.1)의 조건에서 구해진 50%로 한다.

(6) 단위수양(W) : 표11에서 굵은 골재의 최대치수 25mm, 양질의 AE제를 사용하는 것으로 하여 W=155kg을 얻는다. 슬럼프 10cm로 표11의 경우보다 2cm 크므로, W를 155X(0.012X2)=3.72kg/㎥만큼 크게 한다. 따라서 W=155+3.72≒159kg/㎥로 된다.

(7) 잔골재율(s/a) : 표11에서 굵은 골재의 최대치수 25mm, 양질의 AE제를 사용하는 것으로 하여 s/a=37%를 얻는다. 모래의 조립률이 2.85이므로 표11의 경우보다 0.05만큼 크므로, s/a를 (0.05/0.1)X0.5=0.25% 만큼 크게 한다. 또한 물-시멘트비가 50%로 표11의 경우보다 5%만큼 적으므로 s/a를 1% 적게 한다. 따라서 s/a=37+0.25-1.0=36.3%로 된다.

(8) 단위시멘트량(C) : C=W/W/C = 159/0.50=318kg/㎥

(9) 골재의 절대용적(a) :

(10) 단위잔골재량(S) :

(11) 단위굵은골재량(G) :

(12) 시방배합표 : 이상의 계산 결과를 배합표에 기입하면 표6과 같이 된다.

5. 혼합

5.1 재료의 계양

사용재료는 혼합설비, 운반방법 등에 따라 미리 1회분의 비비기의 양을 정하고, 이것을 중량으로 계량한다. 시멘트 및 혼화제는 포대단위로 계량하여도 좋다. 혼화제를 녹인다든지 묽게 하는 데에 쓰이는 물은 단위수량의 일부로 본다.

소규모공사 등의 경우에 배합이 용적으로 표시되어 있을 때는 골재는 용적으로 계량하여도 좋다. 다만 이 경우에는 잔골재의 표면수에 의한 부풀음에 대하여 주의하여야 한다. 계양오차는 표준시방서에서는 1회 계양분에 대하여 표12의 값 이하로 되게 하여야 한다.

5.2 혼합(비비기)

콘크리트의 혼합에는 가경식(중력식) 또는 강제식배치믹서를 사용한다. 재료를 믹서에 투입할 때에는 전 재료를 동시에 균등하게 투입함을 원칙으로 한다. 혼합시간은 비벼진 콘크리트가 균등질로 되기까지 충분히 혼합하는 것으로 하고, 믹서의 용량, 형식, 콘크리트의 배합 등에 따라 최적시간을 시험에 의하여 정하는 것을 원칙으로 한다. 일반적으로 믹서 안에 재료를 투입한 후 가경식 믹서일 경우에는 1분 30초 이상, 강제식 믹서일 경우에는 1분 이상을 표준으로 한다. 믹서의 용량이 큰 경우, 슬럼프가 작은 콘크리트, 혼화제나 인공경양골재를 사용한 콘크리트일 경우 등에는 혼합시간을 다소 길게 하는 것이 좋다. 그러나 너무 길게 하면, 특히 믹서용량이 큰 경우나 굵은 골재의 최대치수가 큰 골재가 강하지 않은 경우에는 그 사이에 골재가 파쇄하여 가루의 양이 증가하거나, AE콘크리트일 때 공기양이 감소한다든지 하여 워커빌리티가 변하므로 소정시간의 3배 이상 비비기를 계속하여서는 안된다.비비기의 최초배치는 믹서에 모르터가 부착하기 때문에 배출된 콘크리트가 소정의 배합으로 되지 않는다. 그 때문에 최초에는 적당량의 모르터를 비비고 다음부터 소정의 재료를 혼합하는 것이 좋다. 1배치의 혼합이 끝나면 믹서안의 콘크리트를 전부 배출하고 나서 다음 배치의 재료를 투입한다.

비벼놓아 굳기 시작한 콘크리트는 일반적으로 사용해서는 안된다.

6. 레디믹스드 콘크리트

6.1 레디믹스드 콘크리트

레디믹스드 콘크리트를 사용할 경우에는 원칙적으로 KS F 4009에 따른다. KS F 4009「레디믹스드 콘크리트」는 레디믹스드 콘크리트의 재료, 종유 및 호칭방법, 품질, 배합, 제조, 운반, 품질관리, 시험방법, 검사 등에 대하여 규정하고 있다. 레디믹스드 콘크리트는 그의 제조설비는 제조지술, 품질관리장태 등 공장에 따라 상당히 차이가 있으므로 공장은 원칙적으로 KS표시허가공장으로 콘크리트 기술에 관한 지식과 기능과 경험이 풍부한 기술자가 있는 공장으로부터 선정하는 것이 좋다. 또한 콘크리트의 타설을 원골히 계속하기 위해서는 타설속탁에 맞는 콘크리트의 공급이 필요하므로 공장의 선정에 있어서는 체조능력, 운반능력에 대해서도 고려해야 한다.

6.2 레디믹스드 콘크리트의 품질

레디믹스드 콘크리트는 표준품과 특주품으로 구분되어있다. 어느 것이나 호칭강도와 슬럼프의 조합이 정해져 있으며, 표13은 보통콘크리트일 때의 조합이다. 경량콘크리트에 대해서도 호칭강도가 슬럼프의 조합이 정해져 있다.

표준품은 표13의 O표를 조합한 것으로 이 가운데 가장 적당한 것을 가려 지정하고 동시에 시멘트의 종류, 골재의 종류, 굵은 골재의 최대치수, 경량콘크리트의 경우는 콘크리트의 단위(용적)중량 또한 필요에 따라 콘크리트의 최고 또는 최저온도를 지정한다.

특주품은 표13의 ●표의 것과 O표의 것으로 표준품에 해당하지 않는 지정사항이 있는 경우가 이것에 해당한다. 특주품의 지정사항은 표준품의 지정사항 외에 호칭강도를 보증하는 재령, 혼화재료의 종유, 공기양, 그 밖의 필요한 사항으로 되어 있다.

호칭강도란 콘크리트를 타설하는 지점에서 레디믹스드 콘크리트가 소정의 재령까지 표준양생을 실시하였을 때 압축강탁(또는 휨강도)로 어느 만큼이면 좋은가에 따라 그에 상당하는 호칭강도를 구입자가 표13 중에서 선택하여 지정하는 레디믹스드 콘크리트 취급상의 강도이다.

콘크리트의 배합은 표준품에 대해서는 생산자가, 특주품에 대해서는 생산자가 구입자와 협의하여 정하고, 콘크리트의 납품에 앞서 사용재료와 배합을 구입자에게 보고하는 것으로 되어 있다. 표준품의 배합은 생산자가 과거품질관리의 실적에 바탕을 두어 소요의 품질을 만족하도록 정하는 것이므로 구입자는 배합보고서에 대하여 지정한 품질이 만족되는 것인가를 충분히 검토할 필요가 있다. 또한 특주품에 대해서는 필요하면 시험혼합을 하여 배합을 결정한다.

레디믹스드 콘크리트의 품질은 소정시간 안에 운반되어 타설지점에서의 품질로서 다음과 같이 지정되어 있다.

6.2.1 강탁

콘크리트의 강도는 후술하는 수입검사시험에서 다음 조건을 만족하는 것이어야 한다.

(1) 1회의 시험결과는 구입자가 지정한 호칭강도값의 85% 이상일 것.

(2) 3회 시험결과의 평균치는 구입자가 지정한 호칭강도값 이상일 것.

여기서 1회의 시험결과란 임의로 하나의 운반차에서 채취한 시료로 만든 3개의 공시체의 압축강탁의 평균치이다. 또한 강탁시험을 실시하는 공시체의 재령은 표준품의 경우는 28일, 특주품의 경우는 구입자가 지정한 재령으로 한다.

위의 (1), (2)의 조건에 기초를 둔 변동계수와 할증계수의 관계는 도13과 같이 된다.

6.2.2 슬럼프

슬럼프는 구입자가 지정한 값에 대하여 표14의 범위 안에 있어야 한다.

6.2.3 공기양

공기량은 구입자가 지정한 값에 대하여 표15에 보인 범위 안에 있어야 한다.

6.2.4 운반시간에 대한 규정

(1) 콘크리트는 혼합을 시작하여 1.5시간 이내에 공사지점에서 배출할 수 있도록 운반하여야 한다. 다만 구입자와 협의 하에 운반시간의 한도를 변경할 수 있다.

(2) 덤프트럭으로 포장용 콘크리트를 운반할 경우 운반시간의 한도는 혼합을 시작하여 1시간 이내로 한다.

6.3 레디믹스드 콘크리트의 품질검사와 관리

생산자는 2.에 나타낸 품질을 보증할 수 있도록 충분한 품질관리를 실시하여야 한다. 이를 위해서 계량기의 검정, 믹서의 혼합성능시험 등 제조설비에 관한 시험, 사용재료의 품질에 관한 시험, 배합결정에 관한 시험 등을 실시하여 필요한 항목에 대해서는 관리도를 작성하여 두고 구입자의 요구가 있으면 즉시 제출할 수 있도록 준비해두어야 한다.

한편 구입자는 납품된 콘크리트의 품질이 지정한 조건을 만족하는 것인가의 여부를 확인하기 위해 검사할 필요가 있다. 검사는 일반적으로 강탁, 슬럼프, 공기양에 대해서 실시하고 그 결과에 따라 합격여부를 판정한다.

강탁에 대해서는 1회의 시험결과가 모두 호칭강도값의 85%이상이고, 또한 3회 시험결과의 평균치가 호칭강도값 이상이면 합격으로 판정된다. 시험회수는 원칙으로 150㎥마다 1회로 정해져 있으므로 일반적인 경우 3회의 시험치가 얻어지는 450㎥가 1개의 검사롯트로 된다. 그러나 검사롯트의 크기는 구조물의 규모와 공사에 있어 작업구획의 크기 등에 따라 정할 필요가 있는 경우도 있으므로 검사롯트의 크기는 구입자와 생산자가 협의하여 정하는 것으로 하고 있다.(표16의 예 참조)

예컨대 콘크리트량이 600㎥의 구조체의 경우

(1) 100㎥마다 시험을 하여 3회의 시험치가 얻어지는 300㎥를 1롯트로 하여 검사할 것인가？

(2) 200㎥마다 1회의 시험을 하여 600㎥, 즉 구조체 하나를 1롯트로 하여 검사할 것인가？

등은 구조물의 종류 등을 감안하여 정한다.

슬럼프 및 공기량은 필요에 따라 적절하게 실시한다. 슬럼프에 대해서는 일반적으로는 납품된 콘크리트 전체 차량에 대하여 육안검사를 실시하고 그 값에 의문이 있을 경우에는 슬럼프시험을 실시하도록 하면 좋다. 납품개시직후 및 배합이 변경된 직후에는 품질의 변동이 크게 되기 쉬우므로 특별히 주의할 필요가 있다.

7. 운반, 치기 및 다짐

7.1 운반

혼합된 콘크리트는 재료분리, 콘크리트의 손질, 슬럼프의 저하, AE콘크리트의 경우는 공기양의 감소가 최소로 되도록 취급하고 또한 운반하여야 한다. 이를 위해서 공사의 규모, 구조물의 종류, 콘크리트의 배합, 운반거리, 치기속도 등을 고려하여 가장 적당한 방법을 취하여야 한다. 운반의 형편에 의하여 소정의 콘크리트의 품질을 변하게 하여서는 안된다. 운반 중에 재료의 분리가 생긴 경우에는 반드시 혼합을 다시 하여 균등질의 것으로 만들어 사용하여야 한다.

다음에 운반수단으로 일반적으로 쓰이는 방법과 각각의 주의점을 기술한다.

7.1.1 운반거

포장용콘크리트와 같은 된반죽의 콘크리트를 비교적 단구간 운반할 때는 덤프트럭을 사용하여도 좋다. 그러나 일반적으로 에지테이터트럭 또는 트럭믹서가 사용된다. 배출하기 직전에 믹서 또는 에지테이터를 고속으로 회전하면 재료분리방지에 효과가 있다.

7.1.2 버켓트

혼합된 콘크리트를 버켓트에 받아, 이를 크레인 등으로 타설장소까지 운반하는 방법으로 현재 가장 우수한 운반방법이라고 말할 수 있다. 댐의 콘크리트 타설에는 주로 이 방법이 쓰이고 있다. 버켓트는 재료의 배출이 용이하며 재료분리가 일어나지 않는 구조의 것을 사용하여야 한다.

7.1.3 콘크리트펌프

펌프를 사용하여 4~8인치(100~200mm)관으로 콘크리트를 압송하는 방법으로, 간편하여 협소한 장소에서도 운반될 수 있기 때문에 최근에는 매우 널리 이용되고 있다. 강력한 펌프를 사용함으로써 수평거리 400m정도, 수직거리50m 정도의 높이까지 보낼 수가 있다. 그러나 반드시 플라스틱하고 워커블한 콘크리트가 아니면 관이 막히거나 기계의 소모가 크게 된다. 단위시멘트량을 300kg/㎥정도 이상으로 하고, 굵은 골재의 최대치수는 40mm 이하로 하고, 잔골재율을 약간 크게 함으로써 콘크리트의 압송효률은 개선되나 단지 압송효율을 개선하기 위해 불필요하게 연한 콘크리트를 사용하는 것은 재료분리 등에 의해 콘크리트의 품질을 심하게 해칠 우려가 있으므로 주의하여야 한다. 현재의 콘크리트펌프에서는, 슬럼프가 일반적으로 8~15cm가 적당하며, 8cm이하에서는 압송이 대단히 곤란하게 되고, 5cm이하에서는 압송이 불가능하다. 따라서 이와 같은 콘크리트가 요구되는 곳에서는 처음부터 콘크리트 펌프 이외의 운반계획을 세워두어야 한다.

7.1.4 벨트 컨베이어

벨트 컨베이어는 콘크리트를 연속하여 운반하는 데에 편리한 방법이다. 운반거리가 긴 경우에는 건조를 방지하기 위해 덮개를 설치하는 등의 연구가 필요하다. 콘크리트의 재료분리를 방지하기 위하여 컨베이어의 끝에는 조절판이나 깔대기를 사용하면 좋다. 또한 컨베이어 끝을 적당히 이동시켜 1개소에 고정해서 콘크리트를 내리지 않도록 하는 것도 중요하며 또한 구배가 30˚이상이 되면 벨트 컨베이어로는 운반할 수 없게 된다.

7.1.5 슈트

높은 곳에서 슈트를 사용하여 콘크리트를 내릴 경우에는 연직슈트를 사용해야 한다. 부득이 경사슈트를 사용할 경우에는 재료분이가 일어나지 않도록 도14와 같이 슈트의 출구에 적당한 깔대기나 조절판(baffle plate)을 설치하여야 한다. 경사슈트의 경우 하단과 콘크리트 타설면과의 거리는 1.5m이하로 하여야 한다.

7.2 콘크리트치기(타설)

7.2.1 일반사항

(1) 치기구획은 콘크리트의 공급능력, 콘크리트 치기의 공정, 구조물의 형장, 치기능력, 거푸집, 이음 등에 대해서 충분히 검토하고 무리 없이 하루의 치기량을 기준으로 결정하는 것이 좋다.

(2) 한 구획 내의 치기순서는 구조물의 형상, 콘크리트의 공급 상태, 거푸집, 동바리의 강도 등을 고려하여 결정한다. 치기 구획이 넓은 경우에는 일반적으로 콘크리트의 공급원에서 먼 곳으로부터 치기 시작하여 가까운 곳에서 마치도록 한다. 이것은 치기가 끝난 콘크리트 위를 걷는다거나 진동과 충격을 가한다거나 하지 않기 위함이며, 또한 그렇게 하는 것이 운반로 등 가설재의 철거도 용이하다.

(3) 운반되어 온 콘크리트는 즉시 쳐야 한다. 특별한 사정으로 즉시 칠 수 없을 경우에도 혼합으로부터 치기까지의 시간은 온난하고 건조할 때는 1시간, 저온이고 습할 때에도 2시간을 넘지 않도록 한다. 이 시간 중 서중에서는 콘크리트가 일찍 굳지 않도록 햇볕의 직사를 피하고, 한중에서는 온탁가 저하하거나 동결하지 않도록 바람을 막는 것이 중요하다. 혼합하여 상당히 시간이 지난 콘크리트는 수분이 떠오르는 등 재료분리가 일어나 있으므로 물을 가하지 않고 거듭 비비기할 필요가 있다. 다만 조금이라도 굳은 콘크리트는 사용해서는 안된다.

7.2.2 치기준비

(1) 철근, 거푸집, 그 밖의 것이 설계와 같이 배치되어 있는가, 또한 치기 중에 철근과 거푸집이 이동할 염려는 없는가를 확인하여야 한다. 더욱이 운반, 치기, 다짐 등의 설비 및 인원의 배치에 대해서도 확인한다.

(2) 운반, 치기 설비 및 거푸집 안을 청소한다. 또한 거푸집 등 콘크리트에 접하여 흡수할 염려가 있는 부분은 미리 적당히 적셔두는 것이 좋다. 콘크리트를 직접 지면에 칠 경우에는 믹서에서 최초비빔의 모르터배치를 이용하는 등 미리 10~25mm두께 정도로 콘크리트를 깔아두는 것이 좋다.

(3) 터파기 안에 칠 경우에는 치기 전에 고인 물을 제거함과 동시에 새로 유입하는 물은 콘크리트의 경화 전에 콘크리트에 접하지 않도록 적당한 조치를 강구해야 한다.

7.2.3 치기

(1) 콘크리트는 철근의 배치를 흐트러트리거나 거푸집을 손상하지 않도록 쳐야 한다.

(2) 콘크리트는 될 수 있는 대로 목적하는 위치 가까운 곳에 투입한다. 콘크리트를 1개소에 대량으로 투입하여 최종 목적의 위치까지 이동시키도록 하면 취급하는 동안 재료분리를 일으키게 되어 좋지 않다. 특히 내부진동기에 의해 콘크리트를 유동화시키는 것과 같은 것은 피해야 한다.

(3) 불필요한 시공이음을 만들지 않도록 한 구획내의 콘크리트는 연속하여 친다. 그러나 슬래브 또는 보의 콘크리트가 벽 또는 기둥의 콘크리트와 연속해 있는 경우에는 콘크리트를 연속해서 쳐서는 안된다.

벽, 기둥 등의 높이가 큰 구조물에서 치기 속도를 너무 크게 하면 재료분리가 크게 되고, 상부의 콘크리트가 약하게 되거나 수평철근의 아래쪽에 공극이 생기기 쉽게 된다. 또한 거푸집에 걸리는 압력도 크게 된다. 이와 같은 경우의 치기 속도는 일반적으로 30분에 1m이하로 하는 것이 적당하다.

(4) 균등질의 콘크리트가 되게 하기 위해 콘크리트는 그 표면이 한 구획 내에서는 거의 수평이 되도록 치고, 균일하게 다지도록 한다. 한 층의 치기 높이는 내부진동기로 다질 경우 40cm정도 이하로 하는 것이 좋다.

2층 이상으로 콘크리트를 쳐 넣을 경우에는 각 층의 콘크리트가 일체가 되도록 아래층의 콘크리트가 굳기 전에 위층의 콘크리트를 쳐야 한다. 아래층의 콘크리트가 굳기 시작한 후 위층의 콘크리트를 이어 치면 코울드조인트(cold joint)가 되기 쉬워 좋지 않다.

(5) 거푸집의 높이가 높을 경우에 위에서 콘크리트를 낙하시키면 콘크리트가 거푸집이나 철근에 충돌하여 재료분리를 일으켜 곰보나 그 밖의 결함이 생기거나, 거푸집이나 철근에 부착한 콘크리트가 경화하여 거푸집의 구석이나 철근의 주의에 콘크리트가 충분히 채워지지 않고 결함이 생길 염려가 있다. 이와 같은 경우에는 적당한 높이에 투입구를 설치하여 치거나 연직슈트를 이용하여 치도록 한다.

(6) 콘크리트 치기 중 표면에 떠올라 고인 물이 있을 경우에는 적당한 방법으로 이것을 제거한 후가 아니면 그 위에 콘크리트를 쳐서는 안된다.

(7) 치는 동안에 콘크리트의 온도는 한중콘크리트에서는 10~20˚C, 서중콘크리트에서는 35˚C이하로 한다. 또한 매스콘크리트에서는 온탁균렬을 방지하기 위해 25˚C이하로 하는 것이 바람직하다.

7.3 다지기

콘크리트의 다지기에는 내부진동기를 사용하는 것을 원칙으로 하며, 얇은 벽 등에서 내부진동기의 사용이 곤란한 장소에는 거푸집 진동기를 병용하는 것이 좋다. 진동기에는 많은 종류가 있으며 성능도 다양하므로 각각의 공사에 적합한 것을 선정하는 것이 중요하다.

콘크리트는 친 직후 충분히 다져서 콘크리트가 철근의 주의와 거푸집의 구석구석까지 돌도록 하여야 한다. 콘크리트가 잘 돌기 어려운 곳에서는 콘크리트 중의 모르터와 같은 배합의 모르터를 쳐 넣어서 구석구석까지 잘 돌게 해야 한다.

내부진동기는 될 수 있는 대로 연직으로, 또한 고른 간격으로(일반적으로 60cm이하) 찔러 넣어 다진다. 이 때 진동기는 아래층의 콘크리트 속에 10cm정도 삽입하는 것이 좋다.(도15) 진동기는 콘크리트로부터 천천히 빼내어 구멍이 남지 않도록 한다.

다졌을 때 표면에 다량의 물이 떠오를 때는 배합을 변경한다. 표면에 고인 물은 속히 제거하여야 한다.

7.4 시공이음

7.4.1 일반

시공이음은 구조물의 강도나 외관을 해치지 않도록 그 위치 및 방향을 정하고 시공하여야 한다. 이어 칠 때에는 구(구)콘크리트면을 거칠게 하고 충분히 청소할 필요가 있으므로 이와 같은 작업이 쉽게 될 수 있는 위치를 선정하는 것이 중요하다.

시공이음은 될 수 있는 대로 전단력이 작은 위치에 두고, 원칙으로 시공 이음면은 부재의 압축력을 받는 방향과 직각으로 되게 한다. 부득이 전단력이 큰 위치에 시공이음을 둘 경우에는 전단면에 전단키로서 장부 또는 흠을 만들든가 철근을 꽂아 넣어 시공이음부분을 보강하는 것이 좋다.

7.4.2 수평시공이음의 시공

충분한 강탁, 내구성 및 수밀성을 갖는 이음을 만들기 위해서는 먼저 구 콘크리트의 시공을 주의 깊게 시행하는 것이 불가결의 조건이다. 그러나 예컨대 주의 깊은 시공을 하였다 해도 표면에 레이탄스나 모르터층이 되는 것은 피하기 어려우므로 이것을 충분히 제거하고 나서 이어 치는 것이 중요하다.

구 콘크리트면의 처리방법으로서는 콘크리트의 경화초기에 압축공기로 고압의 물을 뿜어 붙여 표면의 얇은 층을 제거하고 굵은 골재입자를 노출시키는 방법, 재령 1일정도의 시기에 와이어브라쉬 등으로 표면을 긁어내는 방법, 또한 구 콘크리트가 굳었을 때에는 압축공기로 젖은 모래를 뿜어 붙인 후 물로 씻는 방법 등이 있다. 정(정)등을 사용하여 표면을 쪼아내는 방법은 표면에 흠을 남길 염려가 있으므로 수평시공이음의 경우는 될 수 있는 대로 사용치 않는 것이 좋다.

구 콘크리트의 시공이음면의 처리와 청소가 끝나면 산수하여 충분히 흡수시키고 신콘크리트를 치기 직전에 여분의 물을 제거한다. 신 콘크리트와의 부착을 좋게 하기 위하여 시공이음면에는 시멘트 풀을 바르든가 모르터를 깔아 즉시 콘크리트를 쳐서 구 콘크리트와 밀착되도록 다진다. 콘크리트가 비교적 된비빔의 경우는 굵은 골재의 최대치수가 큰 경우 등에는 시멘트 풀을 바르는 것보다 모르터를 까는 방법이 효과적이며 이 때의 모르터는 물-시멘트비를 당해 콘크리트의 물-시멘트비보다 작게 하고 슬럼프는 15cm정도로 하는 것이 좋다. 모르터를 까는 두께는 15mm정도로 하는 것이 보통이다.

7.4.3 연직시공이음의 시공

수평시공이음의 경우와 같이 구 콘크리트면을 충분히 처리하고 잘 밀착하도록 하여야 한다. 구 콘크리트면을 거칠게 하는 데에는 젖은 모래 뿜어 붙이기에 의한 방법이 효과적이나 구 콘크리트가 그다지 굳지 않았으면 와이어브라쉬 등에 의하여도 좋다. 연직이음의 경우는 수평시공이음보다 시공이음면의 요철을 크게 하는 것이 효과가 크므로 정이나 칩핑햄머에 의한 칩핑도 이용된다. 다만 칩핑을 실시한 후에는 와이어브라쉬 등으로 느슨한 조각을 충분히 제거할 필요가 있다.

신 콘크리트를 쳐 넣기 전에 구 콘크리트의 이음면은 충분히 흡수시켜 부착이 잘 되게 하기위해 시멘트 풀 또는 모르터를 바른다.

신 콘크리트의 재료분리에 의해 생긴 물이 시공이음면에 모이기 쉬우므로 신 콘크리트를 쳐 넣은 후 적당한 시기에 재진동다짐을 시행하는 것은 이 분리된 물을 추출하여 만족스런 시공이음면을 만드는 데에 효과적이다. 재진동을 주는 시기는 콘크리트를 다시 플라스틱한 상태로 돌이킬 수 있는 범위 내에서 될 수 있는 대로 늦은 시기가 좋다.

연직시공이음에 사용하는 거푸집은 철근을 통하거나 조립, 해체가 용이하게 하기 위하여 간단한 것으로 하는 것이 좋겠으나 이음부의 콘크리트 다짐을 충분히 하기 위해서는 이음부에서 모르터가 새거나 콘크리트의 압력에 의해 변형하지 않도록 충분히 견고한 것으로 할 필요가 있다.

7.5 표면마무리

균일한 노출면을 얻으려면 구획내의 콘크리트는 재료, 배합, 콘크리트치기방법을 바꾸지 않고 연속해서 치도록 하여야 한다.

구조물의 노출면을 평원한 모르터면으로 하는 것은 구조물의 내구성및 수밀성을 크게 하기 위해서도 중요하다. 이를 위해서는 치기와 다짐을 주의 깊게 실시할 뿐 아니라 거푸집 판의 표면을 매끈하게 하여두고, 거푸집 판에 연하여 돌기나 흠이 생겼을 때에는 이를 제거하고 매끈하게 하며, 곰보나 공동부 등이 있을 때는 불완전한 부분을 제거하고 흡수시킨 후 적절한 배합의 모르터 또는 콘크리트에 의한 팻칭을 시행하여 마무리한다. 거푸집 판에 접하지 않은 면은 콘크리트표면에 나온 물이 없어지게 된 후 나무흙손으로 마무리한다. 미끄럽고 치밀한 표면을 얻고자 할 때는 작업이 가능한 범위에서 될 수 있는 대로 늦은 시기에 쇠흙손으로 힘을 강하게 주어 마무리 한다.

표면을 마무리한 후 콘크리트가 응결하기 시작할 무렵부터 콘크리트표면의 건조에 의한 수축과 외력등의 영향으로 표면에 균렬이 생기는 수가 있다. 이들의 균열을 발견하면 탬핑(tamping) 또는 재 마무리에 의하여 제거하는 것이 좋다.

8. 양생 및 거푸집의 제거

8.1 양생

콘크리트의 치기가 끝나면 콘크리트가 상당한 강탁를 발휘하기까지 충격이나 하중을 가하여 유해한 영향을 주지 않도록 보호하고, 또한 시멘트의 경화작용을 충분히 발휘시키면서 건조에 따르는 인장응력이나 균열의 발생을 될 수 있는 대로 작게 하기위한 작업을 양생이라 한다.

즉 양생작업은,

(1) 서리, 햇볕, 바람 및 큰 비에 대하여 콘크리트의 노출면을 보호하는 것.

(2) 콘크리트가 충분히 경화하기까지 충격 및 과분의 하중을 가하지 않도록 보호하는 것.

(3) 콘크리트의 경화 중 상당한 온탁로 유지하는 것.

(4) 경화중 충분한 습윤장태로 유지하는 것.

등을 목적으로 하나 이 가운데 (4)가 가장 중요한 사항으로 단지 양생이라고 하면 콘크리트가 너무 일찍 건조하는 것을 방지하기 위한 작업을 의미하는 경우가 많다.

콘크리트의 혼합에 사용하는 수량은 시멘트의 경화에 필요한 수량보다 많아서 콘크리트의 건조를 방지할 수만 있으면 경화에 필요한 수량이 부족하지는 않다. 그러나 콘크리트의 표면은 건조하기 쉽고 표면의 수분을 잃으면 콘크리트의 경화작용이 정지하고, 콘크리트가 수축하고 균렬이 생질 염려가 있다. 따라서 콘크리트를 친 후 일정기간은 콘크리트면을 엎어 수분의 손실을 방지하여야 한다.

콘크리트의 표면을 해치지 않고 작업을 할 수 있게 된 콘크리트의 노출면은 가마니, 마포, 모래 등을 적셔서 덮든가 또는 살수하되 보통포틀랜드시멘트를 사용한 경우 친 후 적어도 5일간 항상 습윤장태로 유지해야 한다.

이와 같은 양생을 실시하기가 곤란한 경우에는 막양생이 이용되는 수가 있다. 막양생은 콘크리트의 표면에 양생제를 산포하여 막을 만들고 물의 증발을 방지하는 양생방법이나 다소 건조할 염려도 있으며 본질적으로는 살수 등에 의한 습윤양생이 좋은 양생방법이라고 말할 수 있다.

각종 구조물에 대한 양생기간으로 표17과 같이 표준시방서에 표준을 제시하고 있다.

8.2 거푸집의 떼어내기

콘크리트는 재령의 증가와 함께 강탁가 증가하는 것이므로 거푸집은 사정이 허락하는 한 긴 기간 존치하는 것이 안전하며 또한 햇볕의 직사, 바람 등에 대하여 콘크리트를 보호하는 면에서도 유효하다. 그러나 고정보, 라덴, 아치 등에서는 콘크리트의 크리프(creep)로 인하여 구조물에 균열이 나는 것을 적게 하는 것이 유리하며 이를 위해서는 콘크리트가 소정의 강도에 달하면 될 수 있는 대로 일찍 거푸집을 떼어내는 것이 좋다.

이와 같이 거푸집의 떼어내기를 일찍 할 것인가 늦게 할 것인가에 대해서는 각각 이해가 상반되고 있어 거푸집의 떼어내기 시기에 대하여 일정한 표준을 두는 것은 어려우나 표준시방서에서는 압축강탁를 기준으로 하여 대략 그 표준을 표18과 같이 제시하고 있다.

거푸집 특히 거푸집 판을 떼어내는 경우에는 구조물은 아직 충분한 강탁가 발휘하기에 이르지 않음으로써 콘크리트의 모서리를 해치거나 구조물에 진동이나 충격을 가하지 않도록 베어내어야 한다. 또한 거푸집 판을 손상시키는 방법으로 떼어내서는 안된다. 거푸집 판을 떼어낸 후는 소정기간 반드시 습윤장태로 유지하여야 한다.

기둥 또는 벽과 같은 연직부재에서는 거푸집을 떼어내어도 콘크리트에 생기는 응력은 작은 것이 보통이며, 슬래브 또는 보와 같은 수평부재에서는 거푸집을 떼어내면 자체의 자중 및 지지하는 하중에 의해 생기는 응력은 상당히 크게 되는 수가 많다. 그래서 수평부재의 거푸집은 일반적으로 연직부재의 거푸집보다 오래 남겨둘 필요가 있다. 또한 기둥과 슬래브 또는 보로 구성되는 구조물에서는 기둥의 단면이 큰 것이 보통이며 이 경우 단면이 작은 슬래브 또는 보가 건조, 수축하며, 이들의 접합부에 이상응력이 생겨 균열이 발생할 염려가 있다.

따라서 일반적으로 연직부재의 거푸집은 수평부재의 거푸집보다 일찍 떼어낼 필요가 있다.

9. 특별한 고려를 요하는 콘크리트

9.1 한중콘크리트

일평균기온이 4˚C 이하로 되는 기상조건에서는 콘크리트가 동결할 염려가 있으며, 콘크리트가 응결경화 초기에 동결하면 강탁, 내구성, 수밀성에 매우 나쁜 영향을 남기게 되므로 콘크리트가 동결하지 않도록 적당한 조치를 강구하여야 한다. 한중콘크리트의 시공에 있어서는 응결경화의 초기에 동결하지 않게 하면서 양생이 끝난 후 봄철까지에 받을 동결융해작용에 대하여 충분한 저항성을 갖게 하는 것도 중요하다.

다음에 한중콘크리트의 시공에 있어 재료, 배합, 시공의 각 부문에 있어 중요한 사항을 기술한다.

9.1.1 재료

시멘트는 초기강탁발현이 큰 포틀랜드시멘트를 사용하는 것을 표준으로 하고 특별한 매시브한 콘크리트를 제외하면 경화가 빠르고 수화열이 큰 조강 또는 초조강포틀랜드시멘트를 사용하는 것이 유리하다.

골재는 동결했거나 빙설이 혼입되어 있는 것을 사용하면 콘크리트의 온도가 내려가 동결할 염려가 있으므로 골재는 시트 등으로 덮어 저장하는 것이 좋다. 기온이 0˚C 이하의 경우는 물 또는 골재를 가열하여 콘크리트를 칠 때에 10~20˚C의 콘크리트온도가 되도록 한다. 물을 가열하는 것이 가장 용역하며, 물과 골재를 혼합할 때의 온도가 40˚C를 넘지 않도록 온탁를 조절한다. 어떠한 경우라도 시멘트를 직접 가열해서는 안된다.

무근콘크리트에서는 시멘트 중량의 1% 정도의 염화칼슘을 경화촉진제로 사용하는 것이 유리한 경우가 있으나 철근콘크리트에 사용하는 콘크리트에는 철근에 나쁜 영향을 줄 염려가 있으므로 승인 없이 사용해서는 안된다.

9.1.2 배합

한중콘크리트에는 될 수 있는 대로 단위수양이 작은 AE콘크리트를 사용한다. 양질의 AE제를 사용하면 단위수량을 줄일 수 있는데다가 기포의 결과에 의해 콘크리트의 동결융해저항성이 현저하게 개선된다. 또한 단위수량을 될 수 있는 대로 적게 하면 예컨대 동결하여도 동해의 영향이 그만큼 작게 된다.

9.1.3 혼합, 운반 및 치기

칠 때의 콘크리트의 온도는 10~20˚C로 하는 것이 적당하다. 콘크리트온도를 너무 높게 하면 외부기온과의 차이가 크게 되어 콘크리트의 냉각이 심하게 되므로 좋지 않다. 콘크리트는 운반, 치기 작업 중에 온도가 저하하므로 혼합 직후의 온도는 그 정도만큼 약간 높여 둘 필요가 있다.

콘크리트펌프를 이용하여 칠 경우 수송관이 너무 차가우면 관벽 내에 모르터가 동결하여 부착하고 막히는 원인이 되기도 하므로 관로의 보온, 치기전의 온수에 의한 예열 등의 조치를 취하면서 치기가 끝난 후의 청소에 유념하여 실시하는 것이 중요하다.

철근, 거푸집, 시공이음의 구 콘크리트 등에 빙설이 부착하거나 동결해 있을 때는 콘크리트를 치기 전에 적당한 방법으로 가온하여 이를 녹여야 한다.

9.1.4 양생

콘크리트를 친 후 적어도 24시간은 콘크리트가 동결하지 않도록 보호하여야 한다. 기온이 너무 낮지 않을 때에도 찬바람이 콘크리트표면에 닿으면 표면이 곧바로 동결하므로 찬바람을 막는 것이 특별히 중요하다.

양생 중의 온도는 약 10˚C로 유지하는 것이 적당하다. 기온이 0˚C이하로 내려가지 않을 경우, 특별히 조기강탁를 필요로 하지 않는 경우는 5˚C정도로 해도 좋다. 양생기간은 기상조건과 구조물의 크기, 노출상태 등에 따라 다르나 기상조건이 심한 경우에 양생종료시의 소요압축강탁의 표준을 표준시방서에서는 표19와 같이 제시하고 있다.

이 표에 보인 강도를 얻는 데에 필요한 양생일수는 시험에 의하여 정하는 것이나 10˚C에서 양생하는 경우 그의 대략은 표20과 같다.

급열양생을 실시하는 경우는 콘크리트가 건조하기 쉽게 되므로 살수, 그 밖의 방법으로 습윤장태를 유지하도록 하여야 한다.

9.2 서중콘크리트

기온이 높은 시기에 콘크리트를 시공하면 쳐 넣을 때의 콘크리트의 온도가 높아져서 단위수양의 증가, 콘크리트 취급 중의 슬럼프 저하, 친 후의 너무 빠른 응결, 수화열에 의한 온탁상승의 증가, 장기강도의 감소 등 불리한 결과를 초래하므로 쳐 넣을 때의 콘크리트온도가 될 수 있는 대로 낮아지도록 재료의 취급, 혼합, 치기에 대하여 특별한 고려를 하여야한다. 또한 기온이 높고 습탁가 낮을 때에는 쳐 넣은 콘크리트의 표면에서 수분의 증발이 심하게 되고 표면이 건조하여 균열이 생기기 쉽게 되므로 양생에 대해서도 특별한 주의가 필요하다.

기온이 25˚C를 넘고, 쳐 넣을 때의 콘크리트온도가 35˚C를 넘는 경우에는 위와 같은 주의를 하며 서중콘크리트로 시공하여야 한다.

서중콘크리트의 시공에 있어 재료, 배합, 시공의 각 부문에서 특별히 중요한 사항을 기술하면 다음과 같다.

9.2.1 재료의 취급

비벼진 콘크리트의 온도를 낮게 하기 위해서는 될 수 있는 대로 저온의 재료를 사용하도록 한다. 특히 골재의 온도는 콘크리트온도에 직사를 피하여 저장하거나 산수하여 물의 기화열에 의한 온탁항하를 꾀하거나 하는 것이 좋다. 랭각수를 이용하여 골재를 식히면 더욱 효과적이다. 혼합수에는 될 수 있는 대로 낮은 온도의 것을 사용하는 것이 효과적이다. 또한 고온의 시멘트 사용을 피하는 것이 좋다.

보통의 경우, 골재의 온도+-2˚C에 대해, 물의 온도+-4˚C에 대해, 시멘트온도±8˚C에 대해, 콘크리트온도는 1˚C변한다고 생각하면 된다.

9.2.2 배합

서중에 시공하는 콘크리트는 단위수양이 증가하는 경향이 있으므로 적당한 감수제를 사용하여 될 수 있는 대로 단위수량을 작게 하고, 또한 발열을 줄이기 위해 단위시멘트량을 될 수 있는 대로 적게 하는 것이 좋다.

9.2.3 콘크리트의 치기

쳐 넣을 때의 콘크리트온도는 일반적으로 35˚C이하로 하고 중요한 구조물에 사용하는 콘크리트는 될 수 있는 대로 낮은 온도에서 쳐 넣는 것이 좋다.

콘크리트는 슬럼프 저하 등의 품질변동이 발생되지 않도록 주의하여 운반하고, 혼합 후 1시간 이내에 가능한 한 속히 쳐 넣어야한다.

9.2.4 양생

콘크리트의 치기가 끝나면 즉시 노출면을 보호하고, 적어도 24시간은 습윤장태를 유지하여야 한다. 그 이후에도 콘크리트노출면은 될 수 있는 한 습윤 상태로 유지하고, 표면이 건조하여 균렬이 생기는 것을 방지하여야 한다.

9.3 매스콘크리트

단면이 큰 교태, 교각, 박스라멘, 각종 공장시설의 기초 등 매시브한 구조물은 시멘트의 수화열에 의한 온탁상승이 적도록 재료 및 배합의 선정, 치기 및 양생 등에 주의하여 시공하여야 한다.

시멘트의 수화에 의한 발열량은 단위시멘트량에 비례하므로 (매스콘크리트의 내부온도는 시멘트량 10kg/㎥의 증감에 대해 약 1˚C의 비율로 증가한다)콘크리트의 발열량을 적게 하기 위하여 단위시멘트량은 소요의 강탁 및 작업에 적합한 워커빌리티가 얻어지는 범위 내에서 될 수 있는 한 적게 하는 것이 좋다. 단위시멘트량을 적게 하는 데에는 작업에 지장을 주지 않는 범위에서 슬럼프를 될 수 있는 대로 작게 하고, 굵은 골재의 최대치수를 크게 하며, 양질의 감수제나 적절한 혼화제 등을 활용하는 것 등이다.

쳐 넣을 때의 콘크리트온도는 25˚C이하로 하는 것이 좋다.

그림 16에서 보는 바와 같이 쳐 넣을 때의 콘크리트온도가 높을수록 콘크리트의 온도상승은 크게 되고 최고상승온도와 최종안정온탁와의 온탁차가 크게 되어 균열발생의 염려가 커진다. 부득이 25˚C이상의 콘크리트를 쳐 넣을 경우에는 파이프 쿨링 (pipe cooling)등의 조치를 생각할 필요가 있다.

매스콘크리트의 양생은 콘크리트 표면의 급격한 온탁변화나 건조를 방지하도록 실시할 필요가 있다. 표면의 온탁항하가 급할수록 균열이 생기기 쉬우므로 이 온도강하를 될 수 있는 대로 완만하게 하도록 하는 것이 좋다. 또한 표면이 일찍 건조하는 것도 균열의 원인이 되므로 일정기간 습윤장태로 유지 하는 것도 중요하다.

9.4 수중콘크리트

수중에 쳐 넣는 콘크리트, 이른바 수중콘크리트는 사정이 허락하는 한 이를 피하여 부득이 한 경우에 한하여 실시하는 것이 원칙이다. 철근콘크리트구조물 및 댐에서는 수중콘크리트를 시공하지 않는 것이 보통이며 무근콘크리트에서도 단면이 얇은 것은 시공하지 않는 것이 좋다.

수중콘크리트의 시공에 있어 가장 중요한 것은 플라스틱하고 워커블한 콘크리트를 사용하여 재료분리를 될 수 있는 대로 적게 하고, 진행상태를 눈으로 보면서 시공하기가 곤란하므로 경험 있는 기술자의 철저한 감독 하에 주의 깊게 시공하는 것이다.

수중콘크리트의 시공방법으로서는 트레미, 포대채움, 밑열림상자 및 포대, 콘크리트펌프를 이용하는 방법, 프리팩트콘크리트 등이 있으나 프리팩트콘크리트 이외의 방법에서 가장 신뢰할 수 있는 방법은 트레미 또는 콘크리트펌프를 이용하는 방법이다. 어느 방법에 의할 경우에도 시멘트의 유실, 레이탄스의 발생을 방지하기 위해 콘크리트는 정수 중에 쳐야 한다. 유수의 완전한 체체이 불가능한 경우에도 유속은 3m/분 이하로 제한되어야 한다.

수중시공에 사용하는 콘크리트는 재료분리를 적게 하기 위해 특히 점성이 풍부한 것이면서 트레미 관을 용이하게 유하하고 유출한 장소에서 콘크리트의 윗면이 거의 수평으로 될 정도의 반죽질기의 것이 좋다.

배합은 물-시멘트비 50%이하, 단위시멘트량 370kg/㎥ 이상으로 하며, 슬럼프는 13~18cm, 잔골재율은 보통의 경우보다 약간 크게 하여 40~45% 정도로 하는 것이 보통이다. 양질의 감수제등을 사용하여 단위수양을 될 수 있는 한 줄이는 것도 중요하다. 또한 플라이애쉬를 적당량 넣는 경우에는 단위시멘트량은 플라이애쉬의 합계량으로 하여도 좋다.

10. 품질관리 및 검사

사용목적에 부합한 콘크리트구조물을 경제적으로 만들기 위해서는 콘크리트재료, 기계설비, 작업 등을 잘 관리하는 것이 중요하다. 구조물의 콘크리트가 소요의 품질을 갖고 있는가 어떤가를 확인하는 데에는 압축강탁나 그 밖의 시험을 할 수 있으면 좋으나, 시험치를 얻었을 때에도, 그 콘크리트가 소요의 품질을 갖고 있지 않다고 판단된 경우라도 쉽사리 고칠 수 없는 상태로 되어 있는 것이 보통이다.

따라서 콘크리트공사에 있어서는 사용하는 재료를 관리하고 기계 설비를 정비함과 동시에 계양, 혼합, 운반, 치기 등의 각 작업을 시방서 등에 나타나 있는 원칙에 따라 주의 깊게 시행하는 한편, 아래의 기술하는 각종 시험 및 관리를 시행하며, 소정의 조건을 만족하는 것이 의심스러울 때는 시급히 적절한 조치를 강구하는 것이 대단히 중요하다.

10.1 시험

10.1.1 콘크리트의 시험

10.1.1.1 공사개시전에 실시하는 시험

공사개시 전에는 재료의 시험 및 콘크리트배합을 정하기 위한 시험을 실시하는 동시에 기계 및 설비의 성능을 확인하여야 한다. 다만 사용하려고하는 재료에 대하여 기왕의 공사에 있어서 사용예나, 그 밖의 적절한 시험결과 등으로부터 그 품질이 분명한 경우에는 그에 따라 재료의 적부, 콘크리트의 배합을 정하여도 좋다.

10.1.1.2 공사중에 실시하는 시험

공사중 소정의 품질을 갖는 콘크리트가 만들어지고 있는가를 확인하기 위해서는 다음과 같은 시험을 적절히 시행해야 한다.

(1) 골재의 시험 : 소정의 품질을 갖는 골재가 사용되고 있는가를 확인하기 위함과, 골재의 립탁및 함수양의 변화를 재료의 계량치나 콘크리트의 배합수정에 반영시키기 위하여 실시한다. 시험은 공사 초기에는 1일 2회 이상 실시하는 것이 좋으나 그 후 입도의 변동이 적을 때는 립탁시험의 회수는 줄여도 좋다.

(2) 슬럼프시험 : 콘크리트가 소정의 워커빌리티를 갖고 있는가를 판단하는 데 필요하며, 일반적으로 슬럼프가 안정되어 있을 때는 균등질의 콘크리트가 만들어지고 있다고 판단할 수 있다. 슬럼프 시험치에 변화가 생겼을 때에는 단위수양 및 골재의 립탁를 대조 확인한다.

(3) 공기양시험 : AE콘크리트인 경우 단위 AE제량이 적당한가 확인한다.

(4) 콘크리트의 단위용적중양 : 단위용적중량의 대폭적인 변동이 공사에 현저한 영향을 미치는 경우에 실시한다.

(5) 콘크리트의 압축강탁시험

(5.1) 콘크리트의 품질을 확인하는 데에 필요하며 압축강탁 이외의 강도도 이것에 의하여 대략 판단할 수 있다. 종래에는 표준공시체에 의한 재령 28일의 압축강탁가 일반적으로 시행되었으나 1.2.1에 기술하는 바와 같이 품질관리의 목적으로는 조기에 시험치가 얻어질 수 있는 방법에 의하는 것이 좋다.

(5.2) 양생의 적부 및 거푸집 떼어내기의 시기를 결정하기 위하여, 현장의 콘크리트와 될 수 있는 대로 같은 상태로 양생한 공시체를 이용하여 강탁시험을 실시한다. 시험치가 표준양생한 공시체의 시험치보다 현저하게 작은 경우에는 현장콘크리트의 양생방법을 개선하도록 노력한다.

(6) 기타 시험 : 아직 굳지 않은 콘크리트의 분석시험, 콘크리트로부터 절취한 코아의 강탁시험, 비파괴시험 등 필요에 따라 적의 실시한다.

10.1.1.3 공사종료후에 실시하는 시험

필요에 따라 다음의 시험을 실시한다.

(1) 콘크리트의 비파괴시험

(2) 구조물에서 채취한 코아의 강탁시험

(3) 구조물의 재하시험

이들의 시험은 공사 중 실시한 시험의 결과, 구조물의 콘크리트가 소정의 품질을 갖고 있는지가 의심스러운 경우, 구조물의 콘크리트가 양생조건이 적절하지 않은 경우, 시공 중 콘크리트가 동해를 받았을 염려가 있는 경우 등에 필요에 따라 실시하면 좋으나 이들 방법에 의한 시험결과는 구조물에 있어서의 콘크리트강탁와 상당히 다를 수도 있으므로 필요에 따라 각종 시험을 병행하여 종합적인 판단을 행할 필요가 있다.

10.1.2 철근의 시험

10.1.2.1 품질시험

철근은 그것을 사용하기 전에 인장 및 휨강도시험을 실시하여 그 품질을 확인하는 것이 좋다. 이형철근에 대해서는 이형의 형장, 치수에 대해서도 검사할 필요가 있다. 이들 시험은 특별한 경우를 제외하고는 KS D 3504의 규정에 준하여 실시한다. 다만 철근이 생산지에서 결속된 상태로 입하되고, 그 묶음에 검사필의 검인, 철근의 종류를 나타내는 기호, 호칭명, 제조자명 등의 표시가 있고, 재질, 형상, 치수, 중양 등 KS규격에 합격한 것이라는 것이 확인된 경우에는 현장에서 시험을 생략해도 좋다.

10.1.2.2 이음시험

철근의 이음에 용접이음, 기계적 이음, 슬리브이음 등을 이용하는 경우에는 강도를 확인하기 위하여 시험을 실시하여야 한다. 용접이음의 시험은 시험편 3개 이상에 대하여 KS D 0224에 준하여 인장시험을 실시하고, 항복점 및 인장강탁가 소요의 값 이상이면 합격으로 한다. 기계적 이음, 슬리브이음의 시험도 용접이음의 경우에 준하여 시행하면 좋다.

10.2 콘크리트의 관리

10.2.1 압축강탁에 의한 콘크리트의 관리

압축강도에 의한 콘크리트의 관리는 일반적인 경우 조기에 시험치가 얻어질 수 있는 방법으로 실시하는 것이 좋다.

콘크리트의 강도는 일반적으로 재령 28일의 압축강탁를 기준으로 하고 있는 것이므로 콘크리트의 품질검사를 하는 데에 재령 28일의 압축강도시험을 실시하는 것이 적당하다. 그러나 품질관리의 목적에는 재령 28일의 강도는 시험치를 얻기까지에 시간이 너무 걸리고, 시험결과를 즉시 공사에 반영시킬 수가 없으므로 적당하다고 말할 수 없다. 따라서 품질관리에서는 될 수 있는 대로 조기에 시험치가 얻어질 수 있는 방법을 이용하는 것이 편리하다.

재령 7일 또는 3일의 압축강도시험은 28일 강도시험보단 훨씬 조기에 시험치가 얻어진다. 그러나 이것들은 성형후의 공시체 온탁나 양생온도의 변동영향을 받기 쉽고, 따라서 시험치의 변동이 크게 되는 경향이 있으므로 이들의 시험을 실시할 때에는 공시체의 제작, 취급에 주의하여야 한다.

공시체를 온수나 끓는 물에 담그어 촉진양생하는 방법은 더욱 단시간에 시험치가 얻어지고 그러면서도 시험치의 변동도 비교적 작으므로 관리시험에 이용할 수가 있다. 촉진양생에 의한 강탁시험방법으로서는 표21과 같이 끓는 물을 이용하는 방법, 온수를 이용하는 방법 및 공시체의 자기수화열을 이용하는 방법이 있으나 온수양생에 의한 방법도 간편하고 안전한 점에서 현장에의 적용성이 우수하다고 말할 수 있다. 다만 이 방법에 따를 경우에는 일정온도의 수온을 유지하는 양생수조가 필요하다.

이상과 같은 조기재령의 압축강탁 또는 온수양생을 실시한 공시체의 압축강도 등을 이용하여 관리하는 경우에는 미리 이들의 조기강도와 재령 28일의 압축강도와의 상관관계를 구하여 두거나 또는 필요에 따라 재령 28일의 강도시험도 실시하는 것이 대단히 중요하다.

콘크리트의 관리에 사용하는 압축강탁의 시험치는 일반적으로 동일 배치에서 취한 공시체 2개 이상의 압축강도의 평균치로 한다. 시험회수는 공사 초기에는 될 수 있는 대로 많게 하고 작업이 순조롭게 진행됨에 따라서 시험회수를 적게 하면 그 시험치가 그 콘크리트의 품질을 대표하고 있다고 생각할 수 없게 되므로 일반적으로 하루에 타설하는 콘크리트에 대하여 적어도 1개, 또는 공사규모에 따라 20~100㎥마다 1개의 시험치가 얻어지도록 공시체를 채취하는 것이 좋다.

또, 시험치에 의하여 콘크리트의 품질을 관리할 경우는 관리도를 사용하는 것이 좋다.

10.2.2 물-시멘트비에 의한 콘크리트의 관리

물-시멘트비에 의한 콘크리트의 관리는 아직 굳지 않은 콘크리트를 분석하여 얻은 물-시멘트비로 실시한다.

아직 굳지 않은 콘크리트를 분석하여 물-시멘트비를 아는 방법은 다른 방법에 비하여 가장 조기에 콘크리트의 품질정탁를 아는 방법이다. 물-시멘트비가 콘크리트의 내구성을 기준으로 하여 정해져 있는 경우는 물론이고, 콘크리트의 압축강탁를 기준으로 하여 정해져 있는 경우에도, 사용재료에 변동이 없고 컨시스텐시가 보통의 변동범위내이면 미리 구해둔 물-시멘트비 또는 시멘트-공극비와 압축강탁와의 관계로부터 재령 28일의 압축강도를 추정하여 관리해 나갈 수 있다.

아직 굳지 않은 콘크리트를 분석하여 물-시멘트비를 구하는 방법에 대해서는 여러 가지 방법이 제안되어 있으나 우리나라에서는 KS F 2411(굳지 않은 콘크리트의 씻기 분석시험방법)이 쓰이며 어느 방법이나 물-시멘트비의 추정오차는 약 2% 정도로 비교적 작고, 시험기간도 30~100분 정도이다.

10.2.3 콘크리트의 품질검사

콘크리트의 품질검사는 일반적으로 재령 28일의 압축강탁를 기준으로 실시한다. 검사는 공사 중에 얻어진 시험치의 전부를 써서 얻어진 평균치로부터 전체의 평균품질을 검사하는 동시에, 임의의 연속된 수개의 시험치도 검토하여 어느 부분만이 허용한계 이하의 강도를 가진 콘크리트가 굳어서 만들어져 있는가 어떤가를 확인할 필요가 있다.

압축강탁를 기준으로 하여 물-시멘트비를 정하는 경우, 콘크리트 강도의 합격여부의 판정은 다음과 같이 한다.

즉 압축강도의 시험치가 다음 관계를 만족하는 경우에는 합격으로 판정한다.

또한 표준편차를 사전에 알 수 있는 경우, 또는 과거의 품질검사의 결과로부터 표준편차가 추정될 수 있을 때는 위 식의 불편분산의 평방근 Sn 대신에 표준편차 σ를 쓰면 좋으며, 이 때의 합격판정계수로서 도17의 K′a, K′_b를 사용한다.

위의 검사법은 콘크리트공사가 콘크리트표준시방서의 원칙에 따라 순조롭게 진행된 것을 전제로 한 것이다.

레디믹스트콘크리트의 합격판정에 있어 합격으로 판정된 콘크리트는 일반적으로 전기 검사조건도 만족하고 있다고 판단하여도 좋다. 내구성 및 내수성을 기준으로 하여 물-시멘트비를 정한 경우의 콘크리트의 품질검사는 사전에 구한 물-시멘트비와 압축강도와의 관계를 기준으로 하여 압축강도의 시험치로부터 추정한 물-시멘트비, 또는 아직 굳지 않은 콘크리트를 분석하여 얻은 물-시멘트비에 의해 실시하는 것을 원칙으로 하고, 물-시멘트비 시험치의 평균치가, 소요의 물-시멘트보다 크지 않으면 그 콘크리트는 소요의 물-시멘트비의 조건을 만족하고 있다고 생각해도 좋다.

검사결과 콘크리트품질이 적당치 않은 경우는 배합수정, 기계설비의 성능검사, 작업방법의 개선 등 적절한 조치를 시행하는 동시에 구조물에 쳐 넣어진 콘크리트가 소요의 목적을 달성할 수 있는지 어떤지를 확인하고 필요에 따라 적당한 조치를 강구한다.

11. 철근 작업

11.1 철근 가공

철근은 설계도에 표시된 형상과 치수에 꼭 일치하도록 재질을 해치지 않는 방법으로 가공한다. 이를 위해서는 철근의 종류에 따른 적당한 기계를 사용하여 구부림 가공을 시행하는 것이 바람직하다. 한번 구부려서 가공한 철근을 다시 펴면 재질을 해칠 우려가 있으므로 될 수 있는 대로 피하는 것이 좋다. 시공이음 등이 있는 곳에서 일시적으로 철근을 구부려 놓았다가 나중에 소정의 위치로 바로 잡을 경우에는 될 수 있는 대로 큰 반경으로 구부리되 철근의 재질을 해치는 일이 없이, 또 곧게 바로 잡을 수 있는 방법으로 구부리는 것이 좋다. 용접한 철근을 구부려 가공할 경우에는 용접부분을 피하여 구부리는 것이 좋고, 적어도 철근 지름의 10배 이상 떨어진 곳에서 구부리는 것이 좋다. 설계도에 철근의 구부림 지름이 표시되어 있지 않을 때는 표22의 구부림 내측반경 이상으로 구부린다.

철근의 구부림 형상이 특별히 설계도에 표시되어 있지 않은 경우에는 일반적으로 다음과 같은 형상으로 구부리는 것으로 한다.

(1) 보통형형강의 후크(갈고리)는 통상 반원형으로 하고, 반원형의 끝에서 철근지름의 4배 이상으로 6cm이상 곧게 연장한다. 이형철근의 후크는 반원형후크의 경우 원형강과 같게 하고 직각후크의 경우에는 절곡으로부터 철근지름의 12배 이상 곧게 연장한다.(도18) 후크의 구부림 내측반경은 표22의 값 이상으로 한다.

(2) 스터럽에 이형철근을 사용할 경우, 정착에 직각후크 또는 예각후크를 사용할 때에는 그 단부는 절곡으로부터 철근지름의 6배 이상으로 6cm이상 곧게 연장한다. 띠철근에 이형철근을 사용할 경우는 원칙으로 반원형후크 또는 예각후크로 한다. 이 경우의 예각후크는 스터럽의 예각후크와 같게 한다.(도18) 스터럽 및 띠철근의 구부림 내측반경은 표22의 값 이상으로 한다.

(3) 절곡철근의 구부림 내측반경은 철근지름의 5배 이상으로 한다.(도19) 콘크리트부재의 측면으로부터 2∮+2cm이내의 거리에 있는 철근을 절곡철근으로 사용할 경우에는 그 구부림 내측반경을 철근지름의 7.5배 이상으로 한다.

(4) 라멘구조의 우각부(모서리)의 외측에 연한 철근의 구부림 내측반경은 철근지름의 10배 이상으로 한다.(도20)

철근은 상온으로 가공한다. 열간압연으로 제조된 보통 철근은 가열온탁를 400~950˚C정도로 하고 급격한 랭각을 시키지 않는 한 가열가공 하더라도 재질을 해치는 일이 없으나 현장에서는 온탁관리와 가공작업에 완전을 기하기가 어려우므로 될 수 있는 대로 가열가공을 피하는 것이 좋다.

11.2 철근 조립

11.2.1 철근의 조립

철근은 조립하기 전에 청소하고 들뜬 녹이나, 그 밖의 철근과 콘크리트와의 부착을 해칠 염려가 있는 것은 제거해야 한다. 철근을 조립한지 오랜 시일의 지난 때는 콘크리트 타설 전에 다시 조립장태를 검사하고 청소해야한다.

철근은 바른 위치에 배치하고, 콘크리트를 칠 때에 움직이지 않도록 충분히 견고하게 조립하여야 한다. 이를 위해서 필요에 따라서는 조립철근을 사용한다. 또한 철근의 교점은 지름 0.9mm이상의 연한 철선 또는 적당한 그립으로 동여맨다.

철근의 조립오차의 허용치는 부재치수나 중요탁, 오차의 방향 등에 따라 다르나 예컨대 보통 슬래브의 경우는 덮개와 유효높이에 대해서는 5mm구부리기, 정착이음 등의 위치에 대해서는 20mm정도로 하는 것이 좋다.

11.2.2 덮개의 확보

철근과 거푸집 판의 간격은 스페이서를 사용하여 바르게 유지하고 표23과 같은 덮개를 확보해야한다.

덮개란 철근의 표면과 콘크리트표면과의 최단거리로 잰 콘크리트의 두께이다.(도21)

덮개는 철근의 부식, 철근의 응력, 겹침 이음 등에 중요한 영향을 미친다. 덮개가 작은 경우에는 여러 가지 원인에 의해 철근에 연하여 균렬이 생기기 쉽고, 구조물의 내하력, 내구성, 내화력이 저하한다. 따라서 소정의 덮개가 확보되도록 스페이서 등으로 충분히 고려되어야 한다.

11.2.3 철근의 간격확보

콘크리트가 철근의 주위에 충분히 채워지도록 하기 위하여 철근의 간격은 소정의 값을 확보하여야 한다. 철근의 간격은 다음과 같이 한다.

(1) 보에 있어서 정철근 또는 부(일)철근의 수평간격은 2cm이상, 굵은 골재 최대치수의 4/3배 이상, 철근지름 이상으로 한다. 2단 이상으로 정철근 또는 부철근을 배치하는 경우에는 일반적으로 그의 연직간격은 2cm이상, 철근지름 이상으로 한다.(도21)

(2) 기둥에 있어 축방향철근의 간격은 4cm이상, 굵은 골재 최대 치수의 4/3배 이상, 철근지름의 1.5배 이상으로 한다.

(3) 도22에 보인 바와 같이 지름 32mm이하의 이형철근을 묶어 배치하는 경우에는 묶은 철근을 그 단면적의 합과 같은 단면적의 1개의 철근으로 생각하여 (1), (2)에 준한다.

11.2.4 배근검사

철근의 조립이 끝나면 검사한다. 콘크리트 타설 전에 다시 검사하여야 한다.

11.3 철근의 이음 및 정착

11.3.1 철근의 이음

(1) 철근의 이음위치 및 이음방법은 설계도에 나타내는 것이 원칙이다. 설계도에 나타나지 않은 철근의 이음은 다음과 같이 한다.

(1.1) 철근의 이음위치는 서로 어긋나게 하고 한 단면에 집중되어서는 안된다. 또한 응력이 큰 부분에는 이음은 될 수 있는 대로 두지 않는다.

이음이 한 단면에 집중하면 그 단면이 약하게 될 염려가 있고, 겹침 이음이 한 단면에 집중하면 그 부분에서는 콘크리트의 채워짐도 나빠진다. 따라서 철근의 이음이 한 단면에 집중하지 않도록 하여야 한다.

(1.2) 인장철근의 겹침 이음은 다음 식으로 구한 길이 ℓ이상, 20∮이상 겹치게 한다.

인장철근의 단부에 반원형후크 또는 직각후크를 두는 경우에는 위의 값의 2/3로 하여도 좋다. 원형강의 끝에는 반원형후크를 두지 않으면 안된다.

(1.3) 중요한 개소에 사용하는 인장철근의 겹침 이음은 횡방향철근으로 보강한다. 인장을 받는 이형철근의 겹침 이음은 겹친 부분의 콘크리트가 철근의 축방향으로 균렬을 일으켜 취성적(취성적)인 파괴가 일어나기 쉽다. 따라서 굵은 철근을 사용하는 경우, 이음이 한 단면에 비교적 많이 집중하는 경우, 큰 응력을 받는 경우, 반복하중을 받는 경우 등과 같은 중요한 개소에 사용하는 인장철근의 겹침 이용은 횡방향철근으로 보강하여 균열이 일어나지 않도록 한다.

(1.4) 압축철근의 겹침 이음은 (1.2)의 식으로 구한 ℓ의 80%이상으로, 또한 20∮이상 겹치게 한다. 압축철근의 겹침 이음에서 후크를 둔 경우에도 겹침 길이를 줄여서는 안된다.

(1.5) 인장철근에 용접이음, 기계적이음, 슬리브이음 등을 사용하는 경우에는 이음부의 특성을 고려하여야 한다. 이음부의 강도는 이음의 종류는 물론이고 철근의 재질, 시공방법, 이음에 가해지는 응력의 장태 등에 따라 다르므로 시험에 의하여 정할 필요가 있다. 가스압접이음을 사용할 경우에, 시험을 실시하지 않을 때에는 이음의 효율은 일반적으로 80%로 보아도 좋다.

(2) 철근의 겹침 이음은 소정 길이를 겹치게 하여, 지름 0.9mm이상의 연한 철선으로 여러 개소 동여맨다. 다만 철선의 감는 길이를 너무 길게 하면 철근의 주위에 모르터가 둘러싸기 어렵게 되고, 콘크리트와 철근의 부착강탁가 떨어지고 이음의 강도가 줄어드는 일이 있으므로 감는 길이는 철근을 동여맬 수 있는 대로 짧게 하는 것이 좋다.

(3) 철근의 이음에 용접이음, 기계적 이음, 슬리브이음 등을 사용할 경우는 철근의 종류, 지름 및 시공개소에 따라 가장 적당한 시공법을 선정한다.

(4) 장래 이어내기 위해 구조물로부터 노출시켜두는 철근은 손상되거나 부식되지 않도록 보호하여 둔다.

11.3.2 철근의 정착

(1) 철근단부는 콘크리트 중에 충분히 묻히어 철근과 콘크리트와의 부착력에 의해 정착하거나, 후크를 붙여 정착하거나, 또는 기계적으로 정착시키지 않으면 안된다. 인장철근에 보통원형강을 사용할 경우에는 그 단부에 반드시 반원형후크를 붙여 정착한다. 압축철근에 있어서는 후크의 효과는 무시한다.

(2) 인장철근의 끝은 원칙으로 콘크리트의 압축부에 정착한다. 부득이 인장부에 정착하는 경우에는 철근의 계산상 휨응력을 받을 필요가 없게 된 점으로부터 부재의 유효높이와 같은 거리만큼 연장하고, 거기서부터 필요한 정착길이 이상 연장한다.

(3) 슬래브 또는 보의 정철근은, 적어도 1/3은 이를 구부려 올리지 않고 지점을 건너 정착한다.(도23)

(4) 고정보, 운속보, 또는 캔틸레버보의 부철근은, 계산상 휨응력을 받을 필요가 없게 된 지점을 건너 구부려 내리거나 그대로 연장하여 압축부의 콘크리트에 정착한다. 구부려 내리지 않고 인장부콘크리트에 정착할 필요가 있는 경우는 (2)에 따른다.

고정보 또는 연속보의 부철근은 적어도 1/3은 반곡점을 건너 경간의 1/16, 부재의 유효높이 이상 연장한다.

(5) 고정보 또는 캔틸레버보에서 지승부의 부철근 끝은, 철근의 전강탁를 받는 데에 충분한 길이로 받침 중에 연장해야 한다.

(6) 절곡철근은 그 연장을 정철근 또는 부철근으로써 사용할 때는, 절곡철근단부를 보의 윗면 또는 아래면의 소요의 덮개를 남기고 될 수 있는 대로 접근시켜 보의 윗면 또는 아래면에 평행하게 구부려 수평으로 압축부콘크리트에 정착하는 것이 좋다.

(7) 스터럽은 정철근 또는 부철근을 둘러싸고 그 끝을 압축부의 콘크리트에 정착시켜야 한다.(도24) 압축철근이 있는 경우 압축철근을 둘러싸야 한다.