고강도 콘크리트공사 시방서(배합, 양생, 시공관리, 폭열현상 등)

고강도 콘크리트 공사

 

1. 일반사항

1.1 적용범위

가. 콘크리트의 설계기준강도가 보통 콘크리트에서 40 MPa 이상, 경량골재 콘크리트에서 27 MPa 이상의 고강도 콘크리트를 사용하는 철근콘크리트 공사에 적용된다.

 

1.2 참조 표준

KS F 2502 굵은 골재 및 잔골재의 체가름 시험 방법

KS F 2527 콘크리트용 부순 골재

KS L 5201 포틀랜드 시멘트

 

1.3 용어의 정의

▶고강도 콘크리트 : 설계기준강도가 보통 콘크리트에서 40 MPa 이상, 경량골재 콘크리트에서 27 MPa 이상인 콘크리트

▶ 폭열 : 화재 시 급격한 고온에 의해 내부 수증기압이 발생하고, 이 수증기압이 콘크리트의 인장강도보다 크게 되면 콘크리트 부재 표면이 심한 폭음과 함께 박리 및 탈락하는 현상

 

1.4 제출물

가. 시공자는 공사에 앞서 시공계획 및 품질관리계획서를 작성하고 책임기술자의 검토 및 확인 후 담당원의 승인을 받는다.

 

2. 자 재

2.1 시멘트

가. 시멘트는 KS L 5201에 적합한 것이어야 한다.

나. 위 “가” 이외의 시멘트에 대해서는 그 품질을 확인하고, 사용방법을 충분히 검토한 다음 담당원의 승인을 받아 사용하여야 한다.

다. 조강 포틀랜드 시멘트를 사용할 경우에는 사용목적, 방법에 대하여 신중히 검토한 다음 담당원의 승인을 받아야 한다.

 

2.2 고성능감수제

가. 고성능감수제는 고강도 콘크리트를 제조하는데 적절한 것인가를 시험배합을 거쳐 확인한 후 사용하여야 한다.

 

2.3 혼화재

가. 고강도 콘크리트에 사용되는 플라이 애시, 실리카 퓸, 고로 슬래그, 미분말 등의 혼화재는 시험배합을 거쳐 확인한 후 사용하여야 한다.

 

2.4 잔골재

가. 잔골재는 깨끗하고 강하며 내구적인 것으로서 적당한 입도를 가지며 먼지, 진흙, 유기불순물, 염분 등의 유해물질을 함유해서는 안 되며, 다음 표 2.4-1 잔골재의 품질을 만족하여야 한다.

나. 잔골재는 대소의 입자가 알맞게 혼합되어 있는 것으로 그 입도는 표 2.4-2 잔골재의 표준입도의 범위를 표준으로 한다. 체가름시험은 KS F 2502에 따른다.

다. 고강도 콘크리트에 사용하는 부순모래는 KS F 2527에 적합한 것이라야 한다.

[표2.4-1 잔골재의 품질]

 

[표2.4-2 잔골재의 표준입도]

※이 경우 물시멘트비를 낮추기 위해 0.3 mm, 0.15 mm 체를 통과하는 것은 가능한 한 적게 하는 것이 좋다.

 

2.5 굵은골재

가. 고강도 콘크리트에 사용하는 굵은 골재는 깨끗하고, 강하고, 내구적이며, 알맞은 입도를 갖고 얇은 석편, 유기불순물, 염분 등의 유해량을 함유해서는 안 되며, 다음 표 2.5-1 굵은 골재의 품질 기준을 만족하여야 한다.

나. 고강도 콘크리트에 사용하는 굵은 골재가 콘크리트 강도 및 워커빌리티 등에 미치는 영향이 크므로 선정에 세심한 주의가 요망된다.

다. 고강도 콘크리트에 사용되는 굵은 골재의 입도분포는 굵고, 가는 골재들이 골고루 섞이어 공극률을 줄임으로써 시멘트 페이스트가 최소가 되도록 하는 것이 좋으며, 그 입도는 표 2.5-2 굵은 골재의 입도의 표준 범위를 표준으로 한다. 체가름 시험은 KS F 2502에 따른다.

라. 고강도 콘크리트에 사용되는 골재의 최대크기는 40 mm 이하로서 가능한 25 mm이하를 사용하도록 하며, 철근 최소 수평간격의 3/4, 그리고 부재 최소치수의 1/5 이내의 것을 사용하도록 한다.

마. 고강도에 사용하는 굵은 골재는 단단하고 견고하여야 하며, 열팽창계수가 시멘트 페이스트와 현저하게 다른 것은 피하여야 한다.

바. 콘크리트에 포함된 염화물량은 염소이온량으로서 0.3 kg/m³ 이하가 되어야 한다.

[표2.5-1 굵은골재의 품질]

[표2.5-2 굵은골재 입도의 표준]

 

3. 시 공

3.1 배 합

3.1.1 배합강도

가. 고강도 콘크리트의 배합강도는 설계기준강도 및 현장에서의 콘크리트 품질 변화를 고려해서 정한다.

나. 고강도 콘크리트의 배합강도는 일반적인 경우 현장에서 콘크리트의 압축강도 시험 값이 설계기준강도 이하로 되는 경우가 1/44(2S) 이상 일어나서는 안 되며, 설계 기준강도의 90% 이하로 되는 확률이 1/741(3S) 이상 일어나서는 안 된다. 특별한 경우에는 책임기술자의 검토 및 확인 후 담당원의 승인을 받는다.

다. 배합강도는 표준양생에 의한 재령 28일 공시체의 압축강도로 표시하는 것으로 하고, 구조체 콘크리트의 강도관리 재령에 따라 다음의 1) 또는 2)에 나타낸 각각의 식을 만족하도록 정한다.

 

라. 콘크리트의 양생기간 중 예상 평균기온이 5℃ 미만인 경우에는 적절한 온도 보정값을 배합강도에 반영하여 담당원의 승인을 받는다.

 

3.1.2 물결합재비

가. 고강도 콘크리트의 물결합재비는 소요 강도와 내구성을 고려하여 정한다.

나. 실제로 사용하는 콘크리트와 거의 동일한 재료를 사용하여 소요 슬럼프값 소요 공기량이 얻어지는 콘크리트에 관하여 물결합재비와 콘크리트 강도의 관계식을 시험 배합하여 구한다.

다. 물결합재비는 50% 이하로 한다.

라. 배합강도에 상응하는 물결합재비는 관계식을 이용하여 결정하며, 이 경우 관계식의 신뢰성을 고려하여 안전한 쪽으로 물결합재비를 결정하는 것이 바람직하다.

 

3.1.3 소요 공기량

가. 기상의 변화가 심하거나 동결융해에 대한 대책이 필요한 경우를 제외하고는 공기연행제를 사용하지 않는 것을 원칙으로 한다.

 

3.1.4 단위시멘트양

가. 단위시멘트량은 소요 워커빌리티 및 강도를 얻을 수 있는 범위 내에서 가능한 한 적게 되도록 시험에 따라 정하여야 한다.

 

3.1.5 단위수량

가. 단위수량은 180 kg/m³ 이하로 하고 소요 워커빌리티를 얻을 수 있는 범위 내에서 가능한 한 작게 한다.

 

3.1.6 잔골재율

가. 잔골재율은 소요 워커빌리티를 얻도록 시험에 의하여 결정해야 하며, 가능한 한 작게 하도록 한다.

 

3.1.7 고성능감수제

가. 고성능감수제의 단위량은 소요 강도 및 작업에 소요 워커빌리티를 얻도록 시험에 의해서 결정하여야 한다.

 

3.1.8 슬럼프

가. 슬럼프 치는 150 mm 이하로 한다. 다만, 유동화 콘크리트로 할 경우 슬럼프 플로우의 목푯값은 설계기준압축강도 40 MPa 이상, 60 MPa 이하의 경우 구조물의 작업조건에 따라 500 mm, 600 mm, 700 mm로 구분하여 정하며, 그 이상의 고

강도 콘크리트의 경우 담당원 또는 책임기술자의 지시에 따라야 한다.

 

3.2 비빔 및 운반

3.2.1 비 빔

가. 비빔은 성능이 우수한 믹서로 비빈다.

나. 믹서에 재료를 투입하는 순서는 담당원의 지시에 따른다.

다. 비빔 시간은 시험에 의해서 정하는 것을 원칙으로 한다.

 

3.2.2 운 반

가. 콘크리트는 재료의 분리 및 슬럼프값의 손실이 적은 방법으로 신속하게 운반하여야 한다.

나. 운반시간 및 거리가 긴 경우에 사용하는 운반차는 트럭믹서로 하여야 한다.

다. 콘크리트 운반차량은 운반 지연으로 인한 급격한 슬럼프값 저하 가능성에 대비하여 고성능 감수제 투여장치 등의 보조장치를 준비하여야 한다.

라. 버킷의 구조는 콘크리트 투입 및 배출 시 재료의 분리를 일으키지 않는 것, 또는 버킷에서의 콘크리트 배출이 용이한 것으로 하여야 한다.

마. 콘크리트 펌프는 사용 기종, 수송관의 직경, 압송속도, 콘크리트의 수송 거리 등에 있어서 담당원의 지시에 따른다.

 

3.3 부어 넣기 및 양생

3.3.1 부어 넣기

가. 부어 넣기 순서는 구조물의 형상, 콘크리트의 공급상태, 거푸집 등의 변형을 고려하여 결정해야 한다. 기둥, 벽의 콘크리트와 보, 슬래브의 콘크리트를 일체로 하여 부어 넣는 경우는 보 아래서 부어 넣기를 중지한 다음, 기둥과 벽에 부어 넣은 콘크리트가 침하한 후 보, 슬래브의 콘크리트를 부어 넣는다.

나. 부어 넣기 전에 철근, 거푸집, 기타에 관해서는 설계도에 따라 시공되는지 여부와 부어넣기 설비 및 장치가 제대로 되어 있는가를 확인한다. 또한 거푸집 내에 이물질이 없는가를 확인한다.

다. 콘크리트의 부어넣기 낙하고는 1 m 이하로 한다. 또한 콘크리트는 재료의 분리가 일어나지 않는 방법으로 취급하여야 한다.

라. 콘크리트는 운반 후 신속하게 부어 넣어야 한다. 부어 넣을 때는 받침 또는 투입구를 설치하며, 부어 넣기 간격은 콘크리트의 면이 거의 수평을 이루는 때로 정한다.

마. 부어 넣기에 사용되는 펌프의 기종은 고강도 콘크리트의 높은 점성 등을 고려하여 선정하여야 한다.

바. 수직부재에 부어 넣는 콘크리트 강도와 수평부재에 부어 넣는 콘크리트 강도의 차가 1.4배 이상인 경우에는 수직부재에 부어넣는 고강도 콘크리트는 수직-수평부재의 접합면으로부터 수평부재 쪽으로 안전한 내민 길이를 확보하도록 한다.

 

3.3.2 양 생

가. 부어 넣기 후 경화에 필요한 온도·습도조건을 유지하며 진동, 충격 등의 유해한 작용의 영향을 받지 않도록 충분히 조치하여야 한다.

나. 낮은 물결합재비를 가지므로 습윤양생을 실시하여야 하며, 부득이한 경우 현장봉함양생 등을 실시할 수 있다.

다. 부어 넣기 후 경화할 때까지 직사광선이나 바람에 의해 수분이 증발하지 않도록 조치하여야 한다.

 

3.4 거푸집 및 동바리

가. 콘크리트용 거푸집 및 동바리는 소정의 강도와 강성을 가지는 동시에 완성된 구조물의 위치, 형상 및 치수가 정확하게 확보될 수 있도록 설계 및 시공을 해야 한다.

나. 동바리는 적당한 형식으로 전달받은 하중을 안전하게 전달하도록 한다.

다. 거푸집 및 동바리는 콘크리트를 부어넣기 전과 부어넣기 중에 담당원의 검사를 받아야 한다.

라. 거푸집 제거시기 및 순서는 콘크리트가 자중 및 시공에 가해지는 하중에 충분히 견딜만한 강도를 가질 때까지 떼어 내어서는 안 되고, 높은 수화열로 인한 균열발생 가능성이 크므로 제거시기를 신중히 결정하여야 하며, 책임기술자의 검토 및

확인 후 담당원의 승인을 받는다.

마. 거푸집판이 건조할 염려가 있을 때는 살수를 하여야 한다.

바. 특수거푸집과 동바리를 사용할 경우는 책임기술자의 검토 및 확인 후 담당원의 승인을 받는다.

 

3.5 품질관리 및 검사

품질관리 및 검사는 이 시방서 품질관리 및 검사에 따른다. 다만, 시험 횟수는 부어넣기 공구마다, 부어 넣는 날마다 100 m³당 1회 이상을 실시한다.

 

3.6 폭열 방지 방안

콘크리트의 설계기준강도가 50 MPa 이상인 고강도콘크리트에 대하여 섬유혼입 및 이와 동등 이상의 성능을 발현할 수 있는 방안을 마련하여 책임기술자의 검토 및 확인 후 담당원의 승인을 받아야 한다.