콘크리트 배합설계 엑셀양식

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1. 콘크리트 배합설계 기본 조건

재령 28일에서 압축강도 25MPa, 슬럼프 130+15mm, 공기량 4.5+0.5%를 설계 조건으로 설정. 굵은 골재는 최대치수 25mm의 부순돌 사용. 구조물은 기상작용이 심하고 보통의 노출상태에 위치. AE제 사용량은 시멘트 질량의 0.04%. 시멘트 밀도 3.15, 잔골재 표건밀도 2.60g/cm³, 굵은골재 표건밀도 2.65g/cm³, 잔골재 조립률 2.86.
2. 배합강도 계산

설계기준강도 fck 25MPa에 대해 배합강도 fcr 계산. 표준편차 1.63을 이용하여 두 가지 공식 적용: fcr = fck + 1.34s = 27.18MPa, fcr = fck + 2.33s - 3.5 = 25.29MPa. 높은 값인 27.2MPa를 최종 배합강도로 결정.
3. 물-시멘트비 및 단위량 결정

배합강도 27.2MPa를 기준으로 물-시멘트비 추정식 fcr = -13.8 + 21.6(C/W) 적용하여 C/W = 1.90, W/C = 0.53(53%) 결정. 단위시멘트량 346.89kg/m³, 단위수량 182.75kg/m³, 단위잔골재량 728.21kg/m³, 단위굵은골재량 1012.43kg/m³, 단위AE제량 138.75g/m³.
4. 잔골재율 및 보정

해설표 2.12를 참고하여 초기 잔골재율 S/a = 42%, 단위수량 W = 170kg 설정. 잔골재 조립률, 슬럼프, 물-시멘트비, 공기량 등의 변수에 따라 보정량 계산. 최종 설계치: S/a = 42.3%, W = 182.75kg/m³.

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1. 콘크리트 배합설계 기본 조건

콘크리트 배합설계의 기본 조건은 구조물의 안전성과 내구성을 확보하기 위한 필수적인 단계입니다. 설계강도, 슬럼프, 공기량, 최대골재크기 등의 기본 조건을 명확히 설정하는 것이 매우 중요합니다. 특히 환경조건, 시공방법, 사용재료의 특성을 종합적으로 고려하여 조건을 결정해야 합니다. 이러한 기본 조건들이 정확하게 설정되지 않으면 이후의 배합설계 과정에서 오류가 발생할 수 있으므로, 설계자의 충분한 경험과 신중한 판단이 필요합니다. 또한 현장의 실제 조건과 설계 조건의 차이를 최소화하기 위해 사전 검토가 필수적입니다.
2. 배합강도 계산

배합강도 계산은 콘크리트 배합설계에서 가장 핵심적인 단계로, 설계강도에 안전율을 고려하여 목표강도를 결정하는 과정입니다. 통계적 방법을 통해 변동성을 반영하고, 시공 중 발생할 수 있는 여러 변수들을 고려해야 합니다. 배합강도는 설계강도보다 충분히 높아야 하며, 이는 콘크리트의 품질관리와 직결됩니다. 표준편차, 신뢰도 수준 등을 적절히 적용하여 합리적인 배합강도를 산정하는 것이 중요합니다. 과도하게 높은 배합강도는 경제성을 해치고, 너무 낮으면 구조안전성을 위협하므로 균형잡힌 판단이 필요합니다.
3. 물-시멘트비 및 단위량 결정

물-시멘트비는 콘크리트의 강도, 내구성, 수밀성을 결정하는 가장 중요한 인자입니다. 배합강도에 따라 적절한 물-시멘트비를 선정하고, 이를 바탕으로 단위시멘트량, 단위수량 등을 결정합니다. 환경조건에 따라 물-시멘트비의 상한값이 제한되므로 이를 반드시 확인해야 합니다. 단위량 결정 시 슬럼프, 공기량, 골재의 특성 등을 종합적으로 고려하여 실제 시공에 적합한 배합을 도출해야 합니다. 이 단계에서의 정확한 계산이 최종 콘크리트의 품질을 좌우하므로 매우 신중한 접근이 필요합니다.
4. 잔골재율 및 보정

잔골재율은 콘크리트의 워커빌리티, 강도, 내구성에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 적절한 잔골재율을 선정하면 콘크리트의 시공성을 개선하고 재료분리를 방지할 수 있습니다. 골재의 입도분포, 최대골재크기, 슬럼프 등에 따라 잔골재율을 조정해야 하며, 실제 배합 후 슬럼프 시험을 통해 필요시 보정합니다. 보정 과정에서는 단위수량과 단위시멘트량의 비율을 유지하면서 골재량을 조정하는 것이 원칙입니다. 현장 조건과 사용 재료의 특성에 따라 유연하게 보정하되, 배합설계의 기본 원칙을 벗어나지 않도록 주의해야 합니다.