개념 한 쪽
배합설계에서 각 재료의 단위량은 1m³ 콘크리트를 채우는 질량이다. 시멘트·물·공기의 부피를 전체에서 빼면 골재의 부피가 남고, 여기에 잔골재율과 밀도를 적용해 잔골재량과 굵은 골재량을 구한다. 단위량은 부피와 밀도의 곱으로 질량을 환산하는 원리 위에 서 있다.
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출제기준 단원 「단위량의 계산」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 체적 균형 골재량 산출 | 1 | 시멘트·물·공기 부피를 뺀 뒤 골재율로 두 골재량을 계산하기 |
| 입도보정 잔골재량 산출 | 1 | 잔류율과 통과율 차이로 현장배합 잔골재량을 조정하기 |
| 절대용적과 밀도 환산 | 1 | 골재 절대부피에 표건밀도를 곱해 단위량을 구하기 |
단위량은 콘크리트 1m³를 만드는 데 드는 각 재료의 질량으로 나타낸다. 단위 시멘트량과 물-시멘트비가 주어지면 물의 양이 정해지고, 나머지 부피는 골재가 채운다.
골재량 계산의 출발은 체적 균형이다. 전체 부피에서 시멘트 부피, 물 부피, 공기 부피를 빼면 골재가 차지하는 총부피가 남는다. 시멘트 부피는 단위 시멘트량을 밀도로 나누어 구하고, 공기 부피는 공기량 비율로 구한다.
골재 총부피에 잔골재율을 곱하면 잔골재의 부피가 되고, 여기에 잔골재 밀도를 곱하면 잔골재량이 된다. 남은 부피에 굵은 골재 밀도를 곱하면 굵은 골재량이 된다. 잔골재율은 전체 골재 중 잔골재가 차지하는 부피 비율이라는 점을 지켜야 계산이 어긋나지 않는다.
질량과 부피의 환산에서는 밀도 단위를 맞추는 일이 관건이다. 밀도를 g/cm³로 주면 kg/m³로 바꾸어 곱하고, 절대용적에 표건밀도를 곱해 단위량을 구한다. 단위만 맞추면 계산은 곱셈과 뺄셈의 반복이다.
시방배합을 현장배합으로 고칠 때는 골재의 입도 차이를 보정한다. 잔골재의 5mm체 잔류율과 굵은 골재의 5mm체 통과율 차이를 잔골재량에 반영하여 현장의 입도에 맞춘 양으로 조정한다.
시멘트 1m³당 320kg을 넣고 물과 시멘트의 질량비를 45%로 두며, 잔골재율 38%, 공기량 4.5%가 주어지면 시멘트와 물의 부피, 공기 부피를 먼저 빼고 남은 골재 총부피에 잔골재율을 적용한다. 잔골재 부피에 밀도 2.56을, 나머지 부피에 굵은 골재 밀도 2.60을 곱해 두 골재량을 얻는다.
골재 절대부피 0.65m³에 잔골재율 42%를 곱하면 잔골재 부피 0.273m³가 되고, 여기에 표건밀도 2600kg/m³를 곱하면 단위 잔골재량 709.8kg이 된다.
콘크리트 배합에서 굵은골재의 최대치수에 관한 규정으로 틀린 것은?
정답 ④ · 굵은골재 최대치수에 관한 규정 중 틀린 것을 찾는 문제이다. 규정상 굵은골재 최대치수는 거푸집 양 측면 최소 거리의 1/5 이하, 철근·다발철근·긴장재 또는 덕트 사이 최소 순간격의 3/4 이하이어야 하고, 슬래브 두께의 1/3을 초과해서는 안 된다.
콘크리트 굵은골재 최대치수는 거푸집 간격 1/5, 철근 간격 3/4, 슬래브 두께 1/3을 초과하면 안 된다.
잔골재량이 770kg/m³, 굵은골재량이 950kg/m³인 시방배합을, 잔골재 중의 5mm체 잔류율이 3%, 굵은골재 중의 5mm체 통과율이 5%인 현장에서 현장배합으로 고칠 경우 입도보정에 의한 잔골재량은 약 얼마인가?
정답 ② · 이 문항은 앞의 유사 문제와 동일하게 잔골재량 보정을 묻고 있다. 잔골재의 5mm 잔류율과 굵은골재의 5mm 통과율 차이에 따라 보정계수를 적용하면 잔골재량이 약 743kg/m3로 계산된다.
입도보정 시 잔골재량은 잔골재의 5mm체 잔류율과 굵은골재의 5mm체 통과율 차이에 비례하여 조정한다.
콘크리트 표준시방서에서 정하고 있는 물-결합재비의 최대치는 얼마인가?
정답 ③ · 콘크리트 표준시방서에서 규정하는 물-결합재비의 최대치를 묻는 문제이다. 물-결합재비가 커지면 투수성이 증가하고 강도와 내구성이 저하되므로 시방서는 내구성 확보를 위해 최대치를 60%로 제한하고 있다.
콘크리트 표준시방서상 물-결합재비 최대치는 구조물의 내구성과 강도를 위해 60%로 제한한다.
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