2022학년도 제 1학기 건축재료학 기말고사 요약정리건축물이 기본적으로 갖추어야 할 성능쾌적성심신의 건강안전성(방화·내진 안전성 등)경제성건축재료에 요구되는 성능구조적 안정성화재 안정성사용 안정성건축재료의 변화공장제품화가공도의 증가시공시간의 제어고성능화고급화불열 · 난연화복합화내용연수의 제어친환경 건축재료 설계재생 가능성 – 목재 같은 생물자원 => 생장재이용 – 사용한 재료를 변형하여 or 변형하지 않고 재이용자원순환(recycle) – 사용한 재료를 동일 용도 또는 다른 용도에 이용부산물 – 재료를 생산하는 과정에서 부수적으로 얻어지는 산물 ex) 고로슬래그미이용 자원 – 이용되지 않았던 풍부한 자원을 이용 ex) 에코시멘트시멘트의 정의 : 물에 섞어 반죽하였을 때 경화하는 무기질 결합재료기경성 시멘트 : 공기 중에서 경화(수중에서 미경화)=>소석고, 소석회수경성 시멘트 : 물과 반응하여 경화=>포틀랜드 시멘트1824년 조셉 아스프딘 : 석회석을 분쇄, 소성한 후 점토 및 수분을 혼합시켜 미분쇄하고 이를 다시 소성하여 미분쇄하여 시멘트를 제조하는 방법을 개발=>포틀랜드 시멘트석회석 1200kg점토 250kg규석 30kg산화철원료 20kg 석회 30kg1. 원료공정석회석을 1,2차 조쇄기를 거쳐 분쇄하고 이 분쇄된 석회석과 점토, 산화철 원료 등 재료를 적절한 비율로 배합하여 원료밀에서 미분쇄한 후 저장사일로로 옮기는 단계2. 소성공정미분쇄된 혼합재료가 예열기를 거쳐 회전소성로에서 1400~1500C로 소성하여 클링커 형태로 배출하는 단계3. 마감공정클링커에 적당량의 석고를 첨가한 후 시멘트 예비 분쇄기를 거쳐 시멘트 밀로 미분쇄하여 최종적으로 시멘트를 제조하는 단계클링커 : 포틀랜드 시멘트의 클링커는 석회석, 점토, 규석, 산화철의 원료들을 적당한 비율로 배합, 미분쇄하여 예열기를 거쳐 소성로에서 약 1400~1500C의 고온으로 소성한 후 냉각기로 급냉시켜 제조Alite 알라이트 C3S : 28일 이전 강도에 기여한다.Belite 벨라이트 C2S : 28낮은 것이 단점내황산염 : 알루미네이트(C3A)와 황산염이 반응하여 생성된 에트린가이트가 팽창압으로 콘크리트에 균열을 유발하는 것을 막음. => 알루미네이트(C3A) 양 줄이고 내황산염 저항성이 큰 페라이트(C4AF) 약간 증가. 내화학성 우수 => 해안가, 하수시설공사에 쓰임.혼합시멘트 : 포틀랜드 시멘트에 혼화재료를 혼합하여 포틀랜드 시멘트의 물성을 개선한 시멘트.장점 : 장기강도가 크다. 초기 수화열이 낮아 매스콘크리트에 적용수밀성이 뛰어나다. 수산화칼슘의 양이 감소되므로 산성 및 황산염 저항성 증가알칼리골재반응 억제단점 : 초기강도가 낮음, 중성화가 빠름잠재수경성-슬래그와 물이 접촉하면 슬래그입자 표면에 치밀한 불투수성 겔박막 형성-알칼리{CA(OH)2, KOH, NaOH}나 황산염(CaSO4) 등의 자극을 받으면 이 박막이 군도구조의 겔로 변화되고, 슬래그로부터 이온의 용출과 불용성의 물질이 석출되면서 경화되기시작 => 잠재수경성 반응고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 성질수화발열속도의 저감 및 온도상승 억제 효과장기강도의 향상수밀성의 향상염화물 이온 침투 억제에 따른 철근 발청 억제 효과화학저항성 향상알칼리 실리카 반응의 억제 효과블리딩이 작고 유동성이 우수고강도 콘크리트의 제조에 유효사용시 주의사항강도발현성 및 기타 물성에 있어서 양생온도의 영향을 크게 받는 경향고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 시공에서는 특히 초기 습윤양생과 양생온도의 확보가 중요타설온도는 원칙적으로 10℃ 이상으로 하고 양생기간 중에도 콘크리트의 표면 온도를 10℃ 이상 확보하는 것이 바람직용도물리적, 화학적 혹은 물리·화학적 반응에 의해 경화 전후의 콘크리트 및 경화 중의 콘크리트 성질을 개선하거나 경제성 향상 등의 목적을 위하여 사용대부분의 혼화제는 표면활성제에 속하는데, 워커빌리티와 내구성을 개선하고 블리딩이나 수화열을 억제하는 등의 목적으로 사용개요콘크리트 내부에 미세한 기포(입경 10~100mm)를 균등하게 발생경화전 콘크리트 : 볼베어링형 작용을 하여 작업성을 재 및 5mm 체를 거의 다 통과하고 0.08mm체에 거의 남는 골재를 잔골재라 칭한다.2) 생산(제조)방식에 의한 분류골재는 생산(제조)방식에 따라 천연골재와 인공골재로 나뉜다. 천연골재는 원석이 풍화, 침식, 운반 등의 자연현상에 의해 생상된 골재(강모래, 강자갈, 산모래, 산자갈, 바다모래 및 바다자갈 등)를 말하며, 인공골재는 원석을 부수어 만든 부순굵은골재와 부순잔골재, 슬래그 굵은골재 및 슬래그 잔골재가 있으며, 그 외 혈암이나 플리이애시를 소성 팽창시킨 골재를 포함한다.3) 무게에 의한 분류무게에 의한 분류로서 절건밀도 2.0g/cm3 이하의 비교적 가벼운 골재를 경량골재절건밀도 2.5g/cm3 전후에 해당하는 골재를 보통골재절건밀도 3.0g/cm3 이상의 무거운 골재는 중량골재골재는 콘크리트 전용적의 대부분을 차지하는 재료로서, 그 성질은 콘크리트의 여러 품질에 큰 영향을 미치게 된다.단단하고 강한 것(시멘트 페이스트 이상)표면이 거칠고 구형에 가까운 것.입도분포가 양호한 것(연속 입도분포)청정한 것.내화성이 있는 것.운모가 함유되지 않은 것.마모에 대한 저항성이 큰 것.골재의 입도를 표현하는 방법으로는 조립률이 있다. 먼저, 조립률은 abrams의 제안에 의한 것으로 우리나라에서는 0.15, 0.3, 0.6, 1.2, 2.5, 5, 10, 20, 40 및 80mm인 10개체의 누적 잔류율의 합계를 100으로 나눈 값으로 골재의 입자크기 분포를 표시하는 계수이다. 골재의 조립률은 입경이 큰 것일수록 큰 값이 되며, 잔골재의 경우 2.6~3.1, 굵은 골재의 경우 6~8이 되면 입도가 좋은 편에 속한다.골재의 반응성 물질이 시멘트 중의 알칼리 물질과 반응하여 콘크리트에 팽창균열을 야기하는 현상.-메커니즘-알칼리 수화물+반응성 실리카겔 => 반응성 겔 생성겔 생성물+수분 => 팽창 => 균열-영향요인-골재의 반응성 물질, 고알칼리 공극수, 충분한 수분흡수율 : 골재의 빈틈 속, 표면에 포함된 물의 비율절건 상태 : 절대 건조 상태기건 상태 : 일반 pa) / 빈배합 콘크리트(24Mpa 이하)용도에 따른 분류=> 일반 콘크리트 / 수밀 콘크리트 / 차폐 콘크리트 / 한중 및 서중 콘크리트 /수중 콘크리트 / 댐콘크리트 / 포장 콘크리트 / 해양 콘크리트 / 신더 콘크리트 /기타(팽창 콘크리트, 무수축콘크리트) 등혼화재 종류에 따라 분류=> 기포 콘크리트(기포제 사용) / 방수 콘크리트(방수제 사용) / A.E콘크리트(A.E제 사용)/ 조강 및 지연콘크리트(응결경화를 촉진 및 지연시키는 조강제, 지연제 사용)소요의 강도를 얻을 수 있을 것.적당한 균일성 및 워커빌리티를 가질 것.내구성이 있을 것.수밀성 등 기타 수요자가 요구하는 성능을 만족시킬 것.가장 경제적일 것.물, 시멘트, 잔골재, 굵은골재 및 혼화재 등 여러 재료의 혼합비율을 정하는 것.절대 용접배합1m3의 콘크리트 제조에 소요되는 각 재료량을 그 재료가 공극이 전혀 없는 상태로 계산한 절대용적으로 배합을 표시하는 것.표준계량 용적배합1m3의 콘크리트를 제조하는데 소요되는 각 재료량을 KS F 2505의 다짐대 혹은 충격을 이용하는 표로 배합 표시하는 것.현장계량 용적배합1m3의 콘크리트를 제조하는데 소요되는 각 재료량을 시멘트는 포대수, 골재는 현장계량에 의한 용적으로 표시하는 방법이다.임의계량 용접배합1m3의 콘크리트를 제조하는데 소요되는 각 재료량을 현장계량 용적배합과 유사한 방법으로 실시되나 단, 계량과정에서 페이로더, 유압식 백호우 등 종래의 질통계량 용적배합과 다른 임의용적 계량방법이 적용되는 배합이다.질량배합1m3의 콘크리트를 제조하는데 소요되는 각 재료량을 질량(kg)으로 표시하는 방법슬럼프란 굳지 않은 콘크리트의 반죽질기를 나타내는 지표이다.작업에 적합한 워커빌리티를 얻을 수 있는 슬럼프 값은 콘크리트 부재의 크기 및 형상, 콘크리트의 취급 및 다지기 방법 등에 따라 다르나, 슬럼프가 큰 콘크리트를 사용하면 콘크리트 작업은 쉽지만 블리딩이 많아지고 굵은골재가 모르타르로부터 분리하는 경향이 심해진다. 그러므로 범위 내에서 될 수 있는대난이도, 재료분리저항 정도 등을 나타내는 정상적인 성질이다. 이는 구조물의 종류, 단면형상 치수, 배근방법, 시공방법에 따라 다르며 컨시스턴시와 연관되기도 한다.컨시스턴시 : 굳지않은 콘크리트의 유동성 정도, 반죽질기를 나타내는 용어이다.플라스티시티 : 거푸집에 순응하여 채워지기 쉽고 분리가 일어나지 않는 성질을 말하는 용어로 성형성으로 표현되기도 한다.피니셔빌리티 : 표면마감성의 난이도를 나타내는 용어이다펌퍼빌리티 : 펌프카의 작업 난이도를 나타내는 용어이다.단위수량(물, 배합수)단위수량이 많을수록 콘크리트는 연하게 되며 단위수량이 약 1.2% 증가 시 슬럼프값이 약 10mm 증가한다. 하지만 단위수량이 지나칠 때에는 재료분리가 생긴다.시멘트(단위시멘트량)워커빌리티는 시멘트 종류, 분말도, 풍화의 정도, 사용량과 영향이 있다. 시멘트 사용량이 증가할수록 워커빌리티가 양호해지며 강도, 내구성이 증가하며 수밀성이 증대하다. 단, 단위시멘트량이 지나칠 때에는 안전성에 영향을 미칠 수 있다.골재잔골재 및 굵은골재의 사용량이 너무 많거나 너무 적은 경우는 워커빌리티가 모두 불량해진다.혼화재료워커벌리티를 개선하는 혼화재로는 천연 포졸란, 플라이애시 등이 있다. 혼화제로는 공기연행재(AE제), 감수제, 고성능감수제, 유동화제 등이 있다.공기량AE제에 의한 연행공기는 워커빌리티를 개선한다. 단, 갇힌공기는 효과가 없다.비빔시간비빔시간이 불충분하면 불균질상태로 워커빌리티가 저하.다만 비빔시간이 너무 길면 강도는 증가하나 시멘트 수화 촉진으로 워커빌리티는 저하.온도온도가 높을수록 컨시스턴시가 저하기타워커빌리티에 영향을 주는 인자로는 철근간격, 거푸집 형태 등도 있다.슬럼프시험비비시험진동식 반죽질기 측정기다짐도에 의한 방법슬럼프 콘 : 밑지름 20mm, 윗지름 10mm, 높이 30mm시료 투입 : 용적으로 3층 분할 투입다짐 : 각 층 25회 방사선형 다짐마감 후 슬럼프 콘 제거 : 2~3초시험 전 과정 : 3분 내 실시콜드 조인트란 응결하기 시작한 콘크리트를 이어 치면 콘크리S2