지침제정에따른경과조치 이지침은발간시점부터적용하며, 이미시행중인설계 용역이나건설공사에대하여는발주기관의장이필요하다고 인정하는경우에적용할수있습니다.

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1 시멘트콘크리트포장배합설계지침 9

2 지침제정에따른경과조치 이지침은발간시점부터적용하며, 이미시행중인설계 용역이나건설공사에대하여는발주기관의장이필요하다고 인정하는경우에적용할수있습니다.

3 머리말 우리나라에서시멘트콘크리트포장은 올림픽고속국도에서본격적으로시공된이후 년이넘는기간동안아스팔트콘크리트포장과더불어국가도로망의주된시공법으로자리매김하였습니다 이기간동안설계 시공측면에서많은기술적발전이이루어져왔음에도불구하고여전히개선해야할여지가많이남아있다고봅니다 또한 년콘크리트표준시방서에담겨있던 포장콘크리트 편이 년토목 건축분야의통합시방서작성과정에서제외되었습니다 따라서시멘트콘크리트포장과관련된최근의연구성과를반영하고현장의기술여건을고려하여실질적인배합설계및품질관리를통한포장의성능을개선하고자 시멘트콘크리트포장배합설계지침 을발간하게되었습니다 최근양질의골재자원부족으로부순돌 부순모래의사용이급증하고동절기강설시원활한교통소통을위하여다량의제빙화학제가살포되면서시멘트콘크리트포장의내구성이현저히떨어지고있는실정입니다 따라서본지침에서는시멘트콘크리트포장의내구성향상을위한재료선정및배합설계를위한기준을반영하였으며 알칼리골재반응억제를위한플라이애시혼합콘크리트포장에대한배합설계예제도수록하여현장실무자가쉽게이해할수있도록하였습니다 본지침은 년 월에잠정지침으로발간한후각계의의견을수렴하여수정 보완한후지침으로발간하는것입니다 앞으로개선이필요한부분은지속적으로보완할예정이니활용하시는여러분의계속적인관심과조언을부탁드립니다 마지막으로본지침제정작업에참여해주신한국도로공사도로교통연구원및한국건설기술연구원의연구진 자문위원및관계공무원여러분의노고에감사드립니다 년 월 국토해양부도로정책관도태호

4 목차 목 차 1. 총칙 1.1 적용범위 용어의정의 관련기준 참조기준 콘크리트의품질 2.1 일반사항 강도 재료 3.1 일반사항 시멘트 물 잔골재 물리적품질 입도 29 시멘트콘크리트포장배합설계지침 i

5 3.4.3 유해물함유량의한도 내구성 굵은골재 물리적품질 입도 유해물함유량의한도 내구성 마모감량의한도 혼화재 혼화제 재료의저장 배합설계 4.1 일반사항 배합기준 배합설계절차 배합휨강도 굵은골재최대치수 슬럼프 공기량 물-결합재비 잔골재율또는단위굵은골재용적 단위수량 단위시멘트량 혼화재료의단위량 염소이온량 64 ii ⅱ 시멘트콘크리트포장배합설계지침

6 목차 4.14 배합의표시방법 시방배합 현장배합 콘크리트의제조 5.1 일반사항 재료의계량 비비기 레디믹스트콘크리트 품질관리및검사 6.1 일반사항 자재의품질관리 시멘트의품질관리 혼합수의품질관리 골재의품질관리 혼화재료의품질관리 제조의품질관리 제조설비의검사 제조공정의검사 포장콘크리트의시험감독 시험방법및결과의보고 포장용콘크리트의품질관리 93 시멘트콘크리트포장배합설계지침 iii

7 6.6.1 콘크리트의받아들이기품질검사 강도에의한콘크리트의품질검사 99 부록 부록. 시멘트콘크리트포장의배합설계예제 105 iv ⅱ 시멘트콘크리트포장배합설계지침

8 시멘트콘크리트포장배합설계지침 총 칙 1

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10 1. 총칙 1. 총칙 1.1 적용범위 (1) 본지침은시멘트콘크리트포장의배합설계에관한일반적인표준을규정하는것으로도로법제 11조에규정된도로에적용되는시멘트콘크리트포장의배합설계시에적용한다. (2) 본지침에규정되어있지않은사항은 콘크리트표준시방서, 도로공사표준시방서, 고속도로공사전문시방서 및해당기관의 콘크리트포장관련전문시방서 에따른다. 해설 본지침은시멘트콘크리트포장의배합설계에관한일반적인표준을규정하는것으로줄눈무근콘크리트포장, 줄눈철근콘크리트포장, 연속철근콘크리트포장에적용하며, 도로, 공항, 항만의에이프런 (apron) 이나컨테이너 (container yard), 철도화물설비등의포장으로사용되고있는시멘트콘크리트포장의기계타설및인력타설구간의재료및배합설계에적용된다. 따라서, 기상조건, 공사규모, 적용장소등에따라서는규정을더엄격하게해야할경우도있고완화시켜도좋은경우가있기때문에상황에따라서이시방서의취지를충분히이해하고, 각조항의경중을판단하고적절히수정하여활용할수있다. 1.2 용어의정의 본지침에사용한다음의용어는문맥상으로보아다른의미로해석되지않는한다음과같다. 갇힌공기 (entrapped air) 혼화제를사용하지않더라도콘크리트속에자연적으로포함되는기포 시멘트콘크리트포장배합설계지침

11 감수제 (water-reducing admixture) 혼화제의일종으로, 시멘트분말을분산시켜서콘크리트의워커빌리티를얻기위해필요한단위수량을감소시키는것을주목적으로한재료로감수제에는표준형감수제, 촉진제를첨가시킨촉진형감수제나지연형감수제및고성능감수제가있으며, 근래에는공기연행제를첨가한공기연행감수제등이있음 검사 (inspection) 품질이판정기준에적합한지의여부를판정하는행위 결합재 (binder) 물과반응하여콘크리트강도발현에기여하는물질을생성하는것의총칭으로시멘트, 고로슬래그미분말, 플라이애시, 실리카퓸등을함유하는것 고로슬래그미분말 (ground granulated blast-furnace slag) 용광로에서선철과동시에생성되는용융상태의고로슬래그를물로급냉시켜건조분쇄한것또는여기에석고를첨가한것 고성능공기연행감수제 (air-entraining and high range water-reducing admixture) 공기연행성능을가지며, 공기연행감수제보다도높은감수성능및양호한슬럼프유지성능을가지는혼화제 골재 (aggregate) 모르타르또는콘크리트를만들기위하여시멘트및물과혼합하는모래, 부순잔골재, 자갈, 부순굵은골재, 바다모래, 고로슬래그잔골재, 고로슬래그굵은골재기타이와비슷한재료 골재의실적률 (solid volume percentage of aggregate) 용기에채운골재절대용적의그용기용적에대한백분율, 단위용적질량을밀도로나눈값의백분율 골재의유효흡수율 (effective absorption ratio of aggregate) 골재가표면건조포화상태가될때까지흡수하는수량의절대건조상태의골재질량에대한백분율 골재의입도 (grading of aggregate) 시멘트콘크리트포장배합설계지침

12 1. 총칙 골재의크고작은알이섞여있는정도 골재의절대건조밀도 (density in oven-dry condition of aggregate) 골재내부의빈틈에포함되어있는물이전부제거된상태의골재알의밀도로서골재의절대건조상태질량을골재의절대용적으로나눈값 골재의절대건조상태 (absolute dry condition of aggregate, oven-dry condition of aggregate) 골재를 100~110 의온도에서일정한질량이될때까지건조하여골재알의내부에포함되어있는자유수가제거된상태 골재의조립률 (fineness modulus of aggregate) 80mm, 40mm, 20mm, 10mm, 5mm, 2.5mm, 1.2mm, 0.6mm, 0.3mm, 0.15mm등 10개의체를 1조로하여체가름시험을하였을때, 각체에남는누계량의전체시료에대한질량백분율의합을 100으로나눈값 골재의표면건조포화상태밀도 ( 표건밀도 ) (density in saturated surface-dry condition of aggregate) 골재의표면수는없고골재알속의빈틈이물로차있는상태에서의골재알의밀도로서표면건조포화상태의골재질량을골재의절대용적으로나눈값 골재의표면건조포화상태 (saturated and surface-dry condition of aggregate) 골재의표면수는없고골재알속의빈틈이물로차있는상태 골재의표면수율 (surface water content ratio of aggregate) 골재의표면에붙어있는수량의표면건조포화상태골재질량에대한백분율 골재의함수율 (water content ratio of aggregate) 골재의표면및내부에있는물의전체질량의절건상태의골재질량에대한백분율 골재의흡수율 (absorption ratio of aggregate) 표면건조포화상태의골재에함유되어있는전체수량의절건상태의골재질량에대한백분율 굵은골재 (coarse aggregate) 시멘트콘크리트포장배합설계지침

13 5 mm체에거의다남는골재또는 5 mm체에다남는골재 굵은골재최대치수 (maximum size of coarse aggregate) 질량비로 90% 이상을통과시키는체중에서최소치수의체눈을체의호칭 치수로나타낸굵은골재의치수 균열저항성 (crack resistance) 콘크리트에요구되는균열발생에대한저항성 기포간격계수 (spacing factor) 시멘트경화체에존재하는공극사이의최대외주거리로정의되며, ASTM C 457 에서는리니어트레버스법또는수정포인트카운트법으로측정한다. 내구성 (durability) 시간의경과에따른구조물의성능저하에대한저항성 단위량 (quantity of material per unit volume of concrete) 콘크리트또는모르타르 1m³ 를만들때쓰이는각재료의사용량으로, 단위시멘트량, 단위수량, 단위굵은골재량, 단위잔골재량, 단위혼화재량및 단위혼화제량등이있음 단위굵은골재용적 (unit volume of coarse aggregate) 콘크리트 1 m3에사용되는굵은골재의겉보기용적 콘크리트 에사용되는굵은골재의단위량단위굵은골재용적 에의해구한굵은골재의단위용적질량 레디믹스트콘크리트 (ready-mixed concrete) 정비된콘크리트제조설비를갖춘공장으로부터구입자에게배달되는지점 에있어서의품질을지시하여구입할수있는굳지않은콘크리트 레이턴스 (laitance) 블리딩으로인하여콘크리트나모르타르의표면에떠올라서가라앉은물질 로서시멘트나골재중의미립자 모래 (sand) 자연작용에의하여암석으로부터만들어진잔골재 모르타르 (mortar) 시멘트콘크리트포장배합설계지침

14 1. 총칙 시멘트, 잔골재, 물및필요에따라첨가하는혼화재료를구성재료로하여, 이들을비벼서만든것또는경화된것 무근콘크리트 (plain concrete) 강재로보강하지않은콘크리트. 다만최소철근비미만으로보강된콘크리트도무근콘크리트로함 물-결합재비 (water-binder ratio, water cementitious material ratio) 굳지않은콘크리트또는굳지않은모르타르에포함되어있는시멘트풀속의물과결합재와의질량비 ( 기호 : W/B) 물-시멘트비 (water cement ratio) 굳지않은콘크리트또는굳지않은모르타르에포함되어있는시멘트풀속의물과시멘트의질량비 반죽질기 (consistency) 주로수량의다소에의해좌우되는굳지않은콘크리트, 굳지않은모르타르, 굳지않은시멘트풀의변형또는유동에대한저항성 배치 (batch) 1회에비비는콘크리트, 모르타르, 시멘트풀의양 배치믹서 (batch mixer) 콘크리트재료를 1회분씩비비기하는믹서 배합 (mixing) 콘크리트또는모르타르를만들때소요되는각재료의비율이나사용량 배합강도 (required average concrete strength) 콘크리트의배합을정하는경우에목표로하는강도를말하며, 설계기준강도보다작아지지않도록현장콘크리트의품질변동을고려하여설계기준강도보다충분히크게정함. 일반적으로재령 28일의압축강도 ( 기호 : fcr) 를기준으로하나포장콘크리트는재령 28일의휨강도 ( 기호 : fbr) 를기준으로함 보통골재 (normal aggregate) 시멘트콘크리트포장배합설계지침

15 자연작용으로암석에서생긴모래, 자갈또는부순잔골재, 부순굵은골재, 고로슬래그잔골재, 고로슬래그굵은골재등의골재 부순잔골재 (crushed fine aggregate) 암석을크러셔등으로분쇄하여인공적으로만든잔골재 블리딩 (bleeding) 굳지않은콘크리트, 굳지않은모르타르, 굳지않은시멘트풀에서고체재료의침강또는분리에의해혼합수의일부가유리되어상승하는현상 생산자위험률 (producer's risk factor) 합격으로해야하는좋은품질의로트 (lot) 가불합격으로판정되는확률 성형성 (plasticity) 거푸집에쉽게다져넣을수있고, 거푸집을제거하면천천히형상이변하기는하지만허물어지거나재료가분리되지않는굳지않은콘크리트의성질 수밀성 (watertightness) 투수성이나투습성이작은것 시방배합 (specified mix) 소정의품질을갖는콘크리트가얻어지도록된배합으로서시방서또는책임기술자가지시한배합 알칼리-골재반응 (alkali aggregate reaction) 알칼리와의반응성을가지는골재가시멘트, 그밖의알칼리와장기간에걸쳐반응하여콘크리트에팽창균열, 박리 (pop-out) 를일으키는현상 일반콘크리트 (normal-weight concrete) 모래ㆍ자갈또는부순잔골재ㆍ부순굵은골재, 여러가지슬래그골재등을사용하여만든단위용적질량또는밀도가 2,300kg/m³ 전후의콘크리트 공기연행감수제 (air-entraining and water-reducing admixture) 공기연행제와감수제의두가지효과를겸비한혼화제 공기연행제 (air-entraining admixture) 혼화제의일종으로, 미소하고독립된수없이많은기포를발생시켜이를 시멘트콘크리트포장배합설계지침

16 1. 총칙 콘크리트중에고르게분포시키기위하여쓰이는혼화제 공기연행콘크리트 (air entraining concrete) 공기연행제등을사용하여미세한기포를함유시킨콘크리트 온도제어양생 (temperature-controlled curing) 콘크리트를친후일정기간콘크리트의온도를제어하는양생 워커빌리티 (workability) 재료분리를일으키는일없이운반, 타설, 다지기, 마무리등의작업이용이하게될수있는정도를나타내는굳지않은콘크리트의성질 자갈 (gravel) 자연작용에의하여암석으로부터만들어진굵은골재 자기수축 (autogenous shrinkage) 시멘트수화반응의진행에의해콘크리트, 모르타르, 시멘트풀의체적이감소하여수축하는현상 잔골재 (fine aggregate) 1 10mm체를통과하고, 5mm체를거의다통과하며, 0.08mm체에거의다남는골재 2 5mm체를통과하고 0.08mm체에남는골재 잔골재율 (fine aggregate ratio) 골재중 5mm체를통과한부분을잔골재로보고, 5mm체에남는부분을굵은골재로보아산출한잔골재량의전체골재량에대한절대용적비를백분율로나타낸것 ( 기호 : S/a) 순환골재 (recycled aggregate) 콘크리트를크러셔로분쇄하여인공적으로만든골재로서입경에따라잔골재와굵은골재로나누어짐 절대용적 (absolute volume) 부어넣은직후콘크리트속에공기를제외한각재료가순수히차지하고있는용적 시멘트콘크리트포장배합설계지침

17 책임기술자 (supervisor) 공사에관한전문지식을가지고현장에상주하면서그공사의감리업무에책임을가지는주감독자 체 (sieve) KS A ( 표준체 ) 에규정되어있는금속망체 초기동해 (early frost damage) 응결경화의초기에받는콘크리트의동해 콘크리트 (concrete) 시멘트, 물, 잔골재, 굵은골재및필요에따라첨가하는혼화재료를구성재료로하여이들을비벼서만든것, 또는경화된것 콘크리트설계기준강도 (specified design strength of concrete) 구조설계에서기준으로하는콘크리트의강도를말하며, 일반적으로재령 28일의압축강도 ( 기호 : ) 를기준으로하나, 콘크리트포장에서는재령 28일의휨강도 ( 기호 : ) 를기준으로함 콜드조인트 (cold joint) 먼저타설된콘크리트와나중에타설되는콘크리트사이에완전히일체화가되어있지않은이음 크리프 (creep) 응력을작용시킨상태에서탄성변형및건조수축변형을제외시킨변형이시간과더불어증가되어가는현상 팽창재 (expansive additive) 시멘트및물과함께혼합하면수화반응에의하여에트링가이트또는수산화칼슘등을생성하고모르타르또는콘크리트를팽창시키는작용을하는혼화재료 포졸란 (pozzolan) 혼화재의일종으로서그자체에는수경성이없으나콘크리트중의물에용해되어있는수산화칼슘과상온에서천천히화합하여물에녹지않는화합물을만들수있는실리카질물질을함유하고있는미분말상태의재료 시멘트콘크리트포장배합설계지침

18 1. 총칙 표준양생 (standard curing) 20±2 로유지하면서수중또는습도 95% 이상의습윤상태에서실시하는양생 품질관리 (quality control) 사용목적에부합하는콘크리트구조물을경제적으로만들기위해공사의모든단계에서실시하는콘크리트의품질확보를위한효과적이고조직적인기술활동 현장배합 (mix proportion at job site, mix proportion in field) 시방배합의콘크리트가얻어지도록현장에서재료의상태및계량방법에따라정한배합 화학적침식 (chemical erosion) 산이나황산염등의침식물질에의해콘크리트의용해 열화나침입한침식물질이시멘트의조성물질이나강재와반응하여체적팽창에의한균열이나철근피복의박리, 특히강재부식을일으키는열화현상 혼화재 (mineral admixture) 혼화재료중사용량이비교적많아서그자체의부피가콘크리트등의비비기용적에계산되는것으로플라이애시, 고로슬래그미분말, 실리카퓸, 팽창재등이이에해당한다. 혼화재료 (admixture) 시멘트, 골재, 물이외의재료로서콘크리트등에특별한성질을주기위해타설하기전에필요에따라더넣는재료 혼화제 (chemical admixture, chemical agent) 혼화재료중사용량이비교적적어서그자체의부피가콘크리트등의비비기용적에계산되지않는것 시멘트콘크리트포장배합설계지침

19 1.3 관련기준 본지침 ( 안 ) 에적용되는주요법, 령, 규칙및기타기준등은아래와같다. Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ 콘크리트표준시방서도로공사표준시방서고속도로공사전문시방서도로포장설계시공지침산업부산물재활용도로포장지침시멘트콘크리트포장생산및시공지침기타본지침 ( 안 ) 과관련된관계법규 령 규칙 고시 명령 조례 지침등과위에서언급한관계법과유관되는제반법령 1.4 참조표준 (1) KS A 시험용체 -제1 부 : 금속망체 (2) KS F 2401 굳지않은콘크리트의시료채취방법 (3) KS F 2402 포틀랜드시멘트의콘크리트의슬럼프시험방법 (4) KS F 2403 콘크리트의강도시험용공시체제작방법 (5) KS F 2408 콘크리트의휨강도시험방법 (6) KS F 2409 굳지않은콘크리트의단위용적질량및공기량시험방법 ( 질량방법 ) (7) KS F 2421 굳지않은콘크리트의압력법에의한공기함유량시험방법 ( 공기실압력방법 ) (8) KS F 2423 콘크리트의쪼갬인장강도시험방법 시멘트콘크리트포장배합설계지침

20 1. 총칙 (9) KS F 2427 굳지않은콘크리트의반죽질기시험방법 ( 비비방법 ) (10) KS F 2449 굳지않은콘크리트의용적에의한공기량시험방법 (11) KS F 2452 굳지않은콘크리트의반죽질기의시험방법 ( 다짐도방법 ) (12) KS F 2455 믹서로비빈콘크리트중의모르타르와굵은골재량의변화율 ( 차 ) 시험방법 (13) KS F 2501 골재의시료채취방법 (14) KS F 2502 골재의체가름시험방법 (15) KS F 2503 굵은골재의밀도및흡수율시험방법 (16) KS F 2504 잔골재의밀도및흡수율시험방법 (17) KS F 2505 골재의단위용적질량및공극률시험방법 (18) KS F 2507 골재의안정성시험방법 (19) KS F 2508 로스앤젤레스시험기에의한굵은골재의마모시험방법 (20) KS F 2509 잔골재의표면수측정방법 (21) KS F 2510 콘크리트용모래에포함되어있는유기불순물시험방법 (22) KS F 2511 골재에포함된잔입자 (0.08 mm체를통과하는 ) 시험방법 (23) KS F 2512 골재중에함유되는점토덩어리량의시험방법 (24) KS F 2513 골재에포함된경량편시험방법 (25) KS F 2514 모르타르의압축강도에의한잔골재시험방법 (26) KS F 2515 골재의염화물함유량시험방법 (27) KS F 2516 긁기경도에의한굵은골재의연석량시험방법 (28) KS F 2527 콘크리트용부순골재 (29) KS F 2544 콘크리트용고로슬래그골재 (30) KS F 2545 골재의알칼리잠재반응시험방법 ( 화학적방법 ) (31) KS F 2546 시멘트와골재의배합에따른알칼리잠재반응시험방법 시멘트콘크리트포장배합설계지침

21 ( 모르타르봉시험방법 ) (32) KS F 2550 골재의함수율및표면수율시험방법 (33) KS F 2560 콘크리트용화학혼화제 (34) KS F 2562 콘크리트용팽창재 (35) KS F 2563 콘크리트용고로슬래그미분말 (36) KS F 2567 콘크리트용실리카퓸 (37) KS F 2713 콘크리트및콘크리트재료의염화물분석시험방법 (38) KS F 2714 모르타르및콘크리트의산가용성염화물시험방법 (39) KS F 2715 모르타르및콘크리트의수용성염화물시험방법 (40) KS F 2825 골재의알칼리실리카반응성신속시험방법 ( 콘크리트생산공정관리용 ) (41) KS F 4009 레디믹스트콘크리트 (42) KS F 8008 가경식믹서 (43) KS F 8009 강제혼합믹서 (44) KS L 5201 포틀랜드시멘트 (45) KS L 5210 고로슬래그시멘트 (46) KS L 5211 플라이애시시멘트 (47) KS L 5401 포틀랜드포졸란시멘트 (48) KS L 5405 플라이애시 (49) KS L ISO 679 시멘트의강도시험방법 (50) ASTM C 1260 Standard Test Method for Potential Alkali Reactivity of Aggregate(Mortar-Bar Method) 시멘트콘크리트포장배합설계지침

22 시멘트콘크리트포장배합설계지침 콘크리트의품질 2

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24 2. 콘크리트의품질 2.1 일반사항 (1) 포장용콘크리트는소요강도를가지고내구성과마모저항이크며, 품질이 고른것이라야한다. 해설 도로포장에사용되는콘크리트슬래브는두께가비교적얇고교통하중에의한휨작용을받으며, 장기간풍우에노출되고, 또주야의온도변화에의한반복응력작용으로다른구조물에비하여대단히혹사당한다. 따라서콘크리트슬래브는설계에서기준이되는휨강도를가져야함은물론이고내구성및마모에대한저항성도당연히커야한다. 이와같은성질을갖는콘크리트를만들기위해서는재료선택을적절히하고배합설계, 콘크리트비비기, 운반, 치기, 다지기및양생등의각작업관리를철저히시행하여야한다. 콘크리트의품질변동이큰경우에는콘크리트슬래브의안정성을확보하기위하여상당히큰배합강도로배합설계를하게되므로단위시멘트량이증가하여비경제적으로될뿐만아니라이로인한해가올염려가있다. 따라서이조항과같이규정한것이다. 2.2 강도 (1) 콘크리트의휨강도는원칙적으로재령 28 일시험강도를기준으로한다. 다만 포장의종류, 사용목적, 사용대상, 시공계획등에따라적절한재령에서의 시험값을사용해도좋다. 해설 콘크리트슬래브는교통하중에의한휨작용을주로받고있으며, 휨강도가설계기준이되기 때문에이와같이규정한것이다. 현장에시공되는콘크리트의품질관리를위하여 KS F

25 2403 콘크리트의강도시험용공시체제작방법및 KS F 2408 콘크리트의휨강도 시험방법 ( 단순보의 3 등분점하중법 ) 에따라야한다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

26 시멘트콘크리트포장배합설계지침 재료 3

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28 3. 재료 3. 재료 3.1 일반사항 (1) 포장용콘크리트는시멘트, 잔골재, 굵은골재, 혼화재료및물등으로구성된다. (2) 재료는품질이확인된것또는성분이명시되어있는것으로한국산업표준 (KS) 에적합한것이어야한다. (3) 시공중에재료를변경하고자할경우에는품질을확인하여필요한조치를취해야한다. 해설 (2) 에대하여품질이확실한콘크리트를제조하기위해서는재료품질이나성분을알고있어야한다. (3) 에대하여시공중에재료를변경해야할필요가있을때는소요품질의콘크리트를만들기위하여새로사용하고자하는재료의적부결정및배합변경등의필요한조치를취하여야한다. 3.2 시멘트 (1) 포틀랜드시멘트, 고로슬래그시멘트, 플라이애시시멘트및포틀랜드포졸란시멘트는각각 KS L 5201, KS L 5210, KS L 5211 및 KS L 5401에적합한것이어야한다. (2) (1) 이외의시멘트에대해서는그품질을확인하고, 사용방법을충분히검토해야한다. 해설 포장용콘크리트를만드는데사용되는시멘트는특히휨강도가크고수축이적으며, 조기의 시멘트콘크리트포장배합설계지침

29 발열량이적은것이좋다. 포장용콘크리트에는일반적으로보통포틀랜드시멘트및중용열포틀랜드시멘트가사용된다. 조강포틀랜드시멘트는양생기간을단축할필요가있을때나콘크리트가동결의우려가있을경우에사용하는것이좋으나수화열이크게발생하여초기균열이발생할가능성이크므로주의해야한다. 고로슬래그, 플라이애시, 포졸란시멘트등각종혼합시멘트는장기강도증진외에도내구성향상등여러가지유익한측면이있지만보통포틀랜드시멘트와비교해서초기강도가떨어지고, 저온에서는충분히양생을해야하므로이를선정함에있어서공기 ( 工期 ), 포설시기및포장방법등을모두고려해서검토해야한다. 3.3 물 (1) 물은기름, 산, 염류, 유기불순물, 혼탁물등콘크리트및강재품질에영향을미치는물질의유해량을함유하지않아야한다. (2) 콘크리트제조에사용하는물은 KS F 4009 부속서 2의기준에적합한것을사용하여야한다. (3) 콘크리트혼합수로해수를사용해서는안된다. 해설 (1) 에대하여혼합수는콘크리트의응결경화, 강도의발현, 체적변화, 워커빌리티등의품질에나쁜영향을미치거나강재를녹슬게하는물질이유해함유량이상함유해서는안된다. 혼합수는특별한맛, 냄새, 빛깔, 탁도 ( 濁度 ) 등이없는음료수정도로깨끗한물이어야한다. 공장하수및도시하수등으로오염된하천수, 호소수 ( 湖沼水 ), 저류수 ( 貯溜水 ) 등에는황산염, 옥화물 ( 沃化物 ), 인산염, 붕산염, 탄산염이나납, 아연, 동, 주석, 망간등의화합물이나알칼리등의무기물및당류, 펄프폐액, 부식물질등의유기불순물이함유되어있는경우가있는데, 미량이라도이와같은물질을함유하는물을혼합수로사용하면 시멘트콘크리트포장배합설계지침

30 3. 재료 콘크리트의응결경화, 강도발현, 체적변화, 워커빌리티등에나쁜영향을미칠수가있다. (2) 에대하여 KS F 4009 부속서 2에대한규정으로포장용콘크리트혼합에사용하는물도이규정을적용하였다. 물은수돗물과수돗물이외의물및회수수로구분된다. 수돗물은시험하지않아도사용할수있으며, 수돗물이외의물은표 3.1의기준에적합하여야한다. 다만, 수도법의수질기준에따라수돗물품질을만족시키고있는경우에는수돗물에준하여도좋다. 표 3.1 수돗물이외의물의품질기준 항 목 품질기준 현탁물질의양 (g/ ) 2 이하 용해성증발잔유물의양 (g/ ) 1 이하 염소이온량 (ppm) 150 이하 시멘트응결시간의차 ( 분 ) 초결 30 이내, 종결 60 이내 모르타르의압축강도비 (%) 재령 7 및 28일에서 90 이상 (3) 에대하여해수는강재를부식시킬뿐만아니라콘크리트응결시간을단축시키는등 콘크리트자체에도영향을주기때문에사용해서는안된다. 3.4 잔골재 (1) 잔골재나잔골재용원석의강도는단단하고, 강한것이어야한다. (2) 잔골재는유해량이상의염분을포함하지말아야하고, 진흙이나유기불순물등의유해물이포함되어있지않아야한다. (3) 잔골재로콘크리트용잔골재는 KS F 2526, 부순잔골재는 KS F 2527, 순환잔골재는 KS F 2573, 고로슬래그잔골재는 KS F 2544에적합한것을사용한다. 단, 혼합하여사용하는경우에는 KS F 2526의품질규정에적합하여야한다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

31 해설 (1) 에대하여잔골재는천연에서얻는경우와암석을파쇄하여만드는경우및산업부산물로부터얻는방법등다양하다. 콘크리트중에서골재는보강재역할을하므로콘크리트중의시멘트페이스트강도보다강하여야한다. 즉, 시멘트페이스트강도보다잔골재강도가작을경우콘크리트강도는잔골재강도에의해결정되어질수있으므로예상한강도보다작은강도가발휘될수있기때문이다. 잔골재는크고작은알갱이가골고루혼합된것이좋다. 잔골재는하나의입자크기가아니라크고작은알갱이가섞여있고골재종류마다각입자크기의구성비율이다를수밖에없으므로크고작은알갱이가골고루섞인것이좋다. 이와같이잘고굵은알이적당히혼합되어있는골재는알의크기가거의같거나미립자가많은것보다는소요품질을갖는콘크리트제조에있어비교적적은단위수량및단위시멘트량으로경제적인콘크리트를만들수있다. 특히, 부순잔골재의경우파쇄과정에서입자내부에균열이존재할가능성때문에모암의강도보다저하할수있음에유의하여야한다. 다만, 잔골재의강도를시험한다는것은매우어려운일이므로시멘트모르타르혹은콘크리트에적용한시험결과로부터판단하는것이좋다. 골재는콘크리트중에서여러역할을하지만강도와관련하여골재입자표면은거친것이부착에유효하기때문에가능한표면에거친요철이있는것이좋다. 또한, 전체적인형상은구형에가까운것이좋으며표면이매끄러운것, 모양이편평하거나세장한것은좋지않다. 부순골재는제조과정에서편평하거나세장하게제조될수있고콘크리트중에서골재상호간의마찰력을증대시켜워커빌리티를저하시키므로단위수량이증대되는등배합적으로불리해지거나동일배합으로콘크리트를제조할경우가수등의행태에의해콘크리트품질이급격히저하할수있다. (2) 에대하여콘크리트중의염화물은콘크리트품질에큰영향을미친다. 따라서해사등잔골재로부터유입될수있는염분등염화물을포함하지않아야한다. 만일, 해사의경우 시멘트콘크리트포장배합설계지침

32 3. 재료 세척에의해완벽히염분을제거할수없다하더라도이러한잔골재를사용한콘크리트의염화물함유량이계산혹은실험에의해규정치를만족하는것을확인하여야한다. 또한, 자연에서채취한잔골재에는점토성분이나유기불순물등이포함될가능성이많으므로적절한시험을통하여확인하고, 잔골재채취혹은가공시충분히제거하여야한다. 진흙이나유기불순물은콘크리트응결경화에영향을미치거나균열을유발하는원인이되기때문이다. 운모등은마모성이매우불량하기때문에골재의취급및콘크리트혼합과정등에서마모되어작은입자화됨으로써콘크리트품질을변화시킬우려가있으므로운모나풍화암등과같은연질골재는가능한포함되지않아야한다. (3) 에대하여콘크리트용잔골재품질은 KS에종류별로규정되어있으므로가능한 KS의규정에적합한것을사용하여야한다. 다만, 최근골재수급사정이좋지않아혼합골재의사용이불가피한경우가많은데 2종류이상의잔골재를혼합하여사용하는경우혼합된골재의품질은 KS F 2526 의규정에적합하여야한다. 그러나부순모래등과같이혼합되는골재의종류에따라서는 KS F 2526 에규정되어있지않으나혼합되는잔골재품질기준에규정된항목 ( 예를들어입자모양판정실적율, 알칼리골재반응시험등 ) 에대해서는해당품질기준을만족하는것을사용하여야한다 물리적품질 (1) 잔골재의절대건조밀도는 g/ mm3이상의값을표준으로한다. (2) 잔골재의흡수율은 3.0 퍼센트이하의값을표준으로한다. 단, 고로슬래그 잔골재의흡수율은 3.5 퍼센트이하의값을표준으로한다. 해설 (1), (2) 에대하여잔골재의밀도와흡수율은반비례관계에있다. 즉, 밀도가작으면흡수율이큰것이보통인데, 흡수율이크다는것은골재내부에미세한공극이많음을의미한다. 결국, 골재의밀도와흡수율은골재의강도와밀접한상관관계를갖는것으로소요품질의콘크리트를만들기위하여밀도가크고흡수율이작은 시멘트콘크리트포장배합설계지침

33 골재가유리하기때문에이규정이존재한다. 물론이규정값을만족하지못하는골재의경우에도콘크리트배합사항을변경하여요구품질에적합한콘크리트를제조할수있다. 골재의절대건조밀도가너무크면오히려콘크리트의단위용적질량이증가하므로고로슬래그골재를사용할경우에는구조물의설계단계에서콘크리트의단위용적질량을적절히고려하여야한다. 잔골재의밀도나흡수율이규정값을만족하지못할경우 2종이상을혼합하여 KS F 2526 의규정값을만족한다면실험을통하여성능이저하하지않는것을확인하고, 구입자와납품자및책임기술자와의협의에의해사용할수있다. 콘크리트용부순잔골재는공장에서생산되는잔골재로 KS F 2527 의기준에적합해야한다. 부순잔골재는현무암, 안산암, 사암, 석회암또는이에준하는석질로만들어진다. 연질의사암, 연질의응회암, 풍화한암석등석질이약한것또는파쇄할때결정사이에균열이남아있을우려가있는것은사용하여서는안된다. 부순잔골재는알칼리골재반응에따라, A형알칼리골재반응시험결과무해한것과, B형알칼리골재반응시험결과무해한것으로판정이나지않은것또는이시험을하지않은것으로구분한다. 부순잔골재는깨끗하고, 강하고, 내구적이며, 먼지, 진흙, 유기불순물등의해로운양을함유하지않아야하며, KS F 2527 의 6.2~6.5, 6.7에따라시험했을때, 표 3.2의품질기준에적합해야한다. 표 3.2 부순잔골재품질기준 시 험 항 목 품질기준 절대 건조 밀도 (g/ mm3 ) 이상 흡 수 율 (%) 3 이하 안 정 성 (1) (%) 10 이하 0.08 mm체통과량 (2) (%) 7 이하 입자모양판정실적율 (2) (%) 53 이상 비고 : 종류 A 의부순잔골재는 KS F 2527의 6.8에따라시험했을때해가없어야한다. 주 (1) 안정성시험은포화황산나트륨용액으로 5회시험한다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

34 3. 재료 (2) 한국도로공사에서시행하는고속국도의경우콘크리트의안정적품질확보를위하여 0.08 mm체통과율 4 퍼센트이하, 입자모양판정실적율 55 퍼센트이상으로규정하고 있다. 참고로한국도로공사에서시행하는고속국도의경우부순잔골재조립율변동허용범위에 대하여생산자가정한조립율에대하여 ±0.15 로규정하고있다 입도 (1) 잔골재는대소의알갱이가알맞게혼합되어있는것으로서, 그입도는해설표 3.3의범위를표준으로한다. 체가름시험은 KS F 2502에따른다. (2) 표 3.3의입도범위를벗어난잔골재를쓰는경우에는, 2종류이상의잔골재를혼합하여사용할수있다. 단, 혼합잔골재의경우천연골재의입도규정에준하며, 표 3.3에표시된연속된 2개의체사이를통과하는양의백분율이 45퍼센트를넘지않아야한다. (3) 콘크리트배합을정할때가정한잔골재의조립률에비하여 ±0.20 이상의변화를나타내었을때는배합을변경한다. 공기연행콘크리트를사용할경우에는입도변화의허용값을앞의값보다작게규정하는것이좋다. (4) 공기량이 3퍼센트이상이고, 단위시멘트량이 250kg/ m3이상인공기연행콘크리트나단위시멘트량이 300kg/ m3이상인콘크리트또는 0.3mm체와 0.15mm체를통과한골재의부족량을양질의광물질분말로보충한콘크리트에서는 0.3mm체와 0.15mm체통과질량백분율의최소량을각각 5퍼센트및 0퍼센트로감소시켜도좋다. 해설 (1),(2) 에대하여 잔골재의입도는콘크리트의배합에서경제성과관련하여중요한 항목이며, 워커빌리티및충전성등콘크리트의품질에직접적인영향을미치므로면밀히검토할필요가있다. 실험은 KS F 2502 의규정에따라실시한다. 좋은품질의콘크리트를만들기위해서는일반적으로표 3.3 입도범위의잔골재를쓰는것이좋다. 입도가이범위를벗어난잔골재를쓰는경우에는, 2종이상의잔골재를혼합하여입도를조정해서쓰는것이좋다. 다만, 이경우천연잔골재입도범위에따른다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

35 또한, 표 3.3 에표시된연속된 2 개의체사이를통과하는양의백분율이 45 퍼센트를 넘어서는안된다. 표 3.3 잔골재입도표준 체의호칭치수 ( mm ) 체를통과한것의질량백분율 ( 퍼센트 ) 천연잔골재 ~100 80~100 50~85 25~60 10~30 2~10 부순잔골재 ~100 80~100 50~90 25~65 10~35 2~15 해설 (3) 에대하여연속생산되는콘크리트에서잔골재의품질중입도가변화하는경우가있다. 이경우미소한변화라면콘크리트의품질에큰차이가발생하지않으나일반적으로조립률이 ±0.2 정도이상변화한다면콘크리트의품질변화가발생한다. 따라서잔골재의조립률이변화하여콘크리트물성의변화가예상되거나확인될경우배합을변경한다. 예를들어조립률이커졌다면잔골재평균크기가증가한것이고, 표면적의총량은감소하게되어콘크리트의점성이감소하게된다. 따라서조립률이증가하면잔골재의량을늘려주어골재표면적을늘림으로써점성을확보하고, 미립자를보충하므로써균질성과수밀성등을만족할수있을것이다. (4) 에대하여공기연행콘크리트의공기량은다른조건이동일한경우잔골재중 0.3mm나 0.15 mm체를통과한골재의총량에의해공기량은변화하게된다. 이는 0.3mm혹은 0.15 mm를통과한입자사이에공기연행공기가존재할수있기때문으로이러한입자가많을수록공기량은증가하게된다. 따라서 0.3mm혹은 0.15 mm를통과한골재량에따라공기량은변화하게되므로이를고려하여공기연행제량, 잔골재율등배합사항을결정하여야한다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

36 3. 재료 유해물함유량의한도 (1) 잔골재의유해물함유량의허용한도는표 3.4의값으로한다. 표 3.4에지시하지않은종류의유해물에관해서는책임기술자의지시를받아야한다. (2) 점토덩어리시험은 KS F 2512, 0.08mm체통과량시험은 KS F 2511, 석탄갈탄등밀도 g/ mm3의액체에뜨는것에대한시험은 KS F 2513에따른다. 또염화물함유량의시험은 KS F 2515에따른다. (3) 잔골재에함유되는유기불순물은 KS F 2510에의하여시험한다. 이때잔골재위에있는용액의색깔은표준색보다엷어야한다. (4) 부순잔골재및순환잔골재의경우, 씻기시험에서 0.08mm체의통과량은 7퍼센트이하이어야하며, 마모작용을받는경우 5퍼센트이하로한다. 해설 (1),(2) 에대하여잔골재에포함될수있는유해물질은매우다양하다. 그중대표적인것으로는점토, 0.08 mm체를통과하는미립자, 석탄및갈탄과염화물및유기불순물등이있다. 천연잔골재에함유되어있는미립분은대부분점토로서점토가잔골재표면에밀착되어있지않고균등하게분포되어있다면반드시유해하지는않지만, 잔골재의표면에밀착해있으면시멘트페이스트와의부착을방해하기때문에좋지않고, 또점토가덩어리로되어있으면습윤건조또는동결융해등으로인하여점토덩어리자신이파괴되거나콘크리트표면을손상시킬수있으므로유해하다. 또한, 점토는수분을함유하고있다가건조수축시수분증발과함께점토가함유된부위를중심으로미립자성균열이발생할수있다. 덩어리로되어있지않은점토등미립물질의양은골재씻기시험결과로부터판단할수있다. 표 3.4의점토덩어리및 0.08 mm체통과량에대한기준은천연잔골재를대상으로한기준이다. 또한, 밀도 g/ mm3의액체에뜨는석탄이나갈탄등은콘크리트표면을손상시킬수있으므로유해하다. 밀도 g/ mm3의액체로서는일반적으로염화아연수용액이쓰인다. 염화물을함유한잔골재로서는해저, 해변, 하구등에서채취되는바다모래나 시멘트콘크리트포장배합설계지침

37 바다모래를함유한혼합사등을대표로꼽을수있다. 염화물을함유한잔골재를사용하는경우에는콘크리트중의염화물함유량의대부분은잔골재로부터공급된다. 또한바다모래를혼합한잔골재를쓴경우에는콘크리트중의염화물함유량이강재보호를위한허용한도 0.3kg/ m3를넘을가능성이있다. 따라서콘크리트중의염화물함유량을소정값이하로억제하기위해서는잔골재의염화물함유량에대해어떤제한을둘필요가있다. 표 3.4의염화물의한도는바다모래의제염처리실태, 관리시험의신뢰성등을종합적으로고려해서콘크리트중의염화물함유량에대한규제가거의만족되는상한으로정한값이다. 따라서, 염분을많이함유하고있는바다모래는철망, 다웰바, 타이바등콘크리트슬래브안에들어있는철근을부식시킬염려가있으므로이를사용할때에는물을뿌려모래를깨끗하게씻거나양질의모래를섞어주어 NaC 로환산한염분함유량이 0.04 퍼센트이하가되도록제한하는것이좋다. 바다모래를사용함에있어서는조개껍질이섞이는문제가생기는데, 특히큰조개껍질조각이섞이지않는다면그영향은실용상문제가되지않지만, 조개껍질혼입량이많은경우에는바다모래를 10mm이하의트롬멜 (trommel) 을통과시켜서사용하는것이바람직하다. 이외에도잔골재중에이물질이혼입되면콘크리트에유해한영향을줄가능성이있는것으로서석회, 페리클레스 (periclase), 경석고 ( 무수석고 ) 가있다. 석회나페리클레스는생석회, 플라스터 (plaster), 석회계팽창재, 소성비료, 백운석 (dolomite) 클링커, 내화벽돌, 전로슬래그, 인공경량골재등의자재에포함되는경우가있다. 이들의덩어리가콘크리트중에존재하면, 수화반응으로서콘크리트표면에현저한골재박리 (pop out) 를일으키므로, 이들의이물질이잔골재에혼입되지않도록주의할필요가있다. 페리클레스의수화는석회보다도늦기때문에수년경과후에손상이생기는수가있다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

38 3. 재료 표 3.4 잔골재의유해물함유량한도 ( 질량백분율 ) 종 류 최대값 점토덩어리 1.0 1) 0.08 mm체통과량 3.0 2) 석탄, 갈탄등으로밀도 g/ mm3의액체에뜨는것콘크리트의외관이중요한경우기타의경우 염화물 (NaC 환산량 ) 0.04 주 1) 시료는 KS F mm체통과량시험을실시한후에체에남는것을사용한다 2) 천연잔골재의경우마모작용을받는경우 3.0퍼센트이며, 부순잔골재의경우표 3.2에따른다 (3) 에대하여잔골재는유기불순물의유해량을함유해서는안되며, 유기불순물은 KS F 2510 에의하여시험해야한다. 콘크리트에사용되는잔골재가젖어있거나습한대기중에노출되거나또는습지에접촉하는콘크리트에사용될경우에잔골재는시멘트중의알칼리와반응하는유해물질을모르터또는콘크리트의과잉팽창을일으킬정도로함유해서는 안된다. 다만, 이러한재료의유해량이함유되어있더라도수산화나트륨으로계산한 알칼리량이 0.6퍼센트이하인시멘트와같이사용하거나또는알칼리와골재의반응으로인한과잉팽창을방지할수있는혼화재료를사용한콘크리트인경우에는예외로한다. (4) 에대하여부순잔골재및순환잔골재의경우 0.08 mm체를통과하는질량은마모작용에따라구분되고, 그최대값이천연잔골재의규정값보다높은것은부순잔골재의경우 0.08 mm체를통과하는입자는대부분실트질로써천연골재의점토질과달라콘크리트의품질에악영향을미치는정도가다르므로상한값이높아진것이다. 한편, 한국도로공사에서시행하는고속국도의경우부순잔골재를사용한콘크리트의안정적품질확보를위하여 0.08 mm체를통과하는입자량을 4퍼센트이하로규정하여관리하고있다. 순환잔골재의경우는부순잔골재와제조방식이다르므로순환골재의평균값으로부터정해진상한값으로서콘크리트에미치는영향에대한면밀한검토후정할필요가있다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

39 3.4.4 내구성 (1) 잔골재의안정성은 KS F 2507에따라시험하며, 내동해성은 KS F 2456에따라시험한다. (2) 화학적혹은물리적으로안정한골재를사용하여야한다. 다만, 사용실적이있거나사용조건에대하여화학적혹은물리적안정성에관한시험결과유해한영향이없다고인정되는경우사용해도좋다. 해설 (1) 에대하여골재의내구성시험은안정성시험에의한다. 동결융해작용의반복에의한기상작용에대하여내구적인콘크리트를만들기위해서는물-결합재비, 공기량등을고려할필요가있으며, 동시에내구적인골재를사용할필요가있다. 잔골재의안정성은황산나트륨포화용액으로 5회시험을하여평가하는데, 그손실량은 10퍼센트이하를표준으로한다. 손실질량이 10퍼센트를넘는잔골재는이를사용한콘크리트가유사한기상작용에대하여만족스러운내동해성이얻어진실례가있거나시험결과가있을경우책임기술자의승인을받아사용해도좋다. 골재의내구성은그와같은골재를사용한과거의경험으로부터판단하는것이적당하다. 그러나과거의경험이없는경우에는, 골재의안정성시험또는그골재를사용한콘크리트의동결융해시험등의촉진내구성시험결과로부터판단하도록한다. 골재의내구성을조사하기위한동결융해시험결과에는골재의흡수량, 모르타르와굵은골재의팽창계수의차이등의영향이포함되는동시에물-결합재비, 공기량, 기포의크기, 분포, 콘크리트의건습등의영향도들어가므로적절한판단이필요하다. (2) 에대하여골재의화학적안정성에관한사항으로서는알칼리골재반응이있다. 이반응은반응성이있는골재가시멘트, 바다모래, 혼화제등에서콘크리트중에유입되든가혹은해수나융빙제 ( 融氷劑 ) 등에의한외부로부터들어오는알칼리금속 (Na, K) 과습도가높은조건에서반응하여이상팽창을발생시켜균열을일으키는것이다. 알칼리골재반응은알칼리와반응하는광물의종류에따라알칼리 실리카반응, 시멘트콘크리트포장배합설계지침

40 3. 재료 알칼리 탄산염반응, 알칼리 실리케이트반응등으로구분된다. 알칼리 실리카반응을일으키기쉬운광물로서는오팔 (opal), 옥수 ( 玉髓, halcedony), 트리디마이트 (tridymite), 화산성유리, 은미정질 ( 隱微晶質 ) 의석영등이있다. 이들광물을함유한암석으로는안산암, 석영안산암, 유문암 ( 流紋岩 ) 이나응회암 ( 凝灰岩 ), 현무암, 혈암 ( 頁岩 ), 사암, 차트 (chert), 이암 ( 泥岩 ) 등으로그종류가상당히많다. 그러나이런종류의암석이라도실제로콘크리트에이상 ( 異常 ) 을발생시키는것은그리많지않으므로과거의사용실적에의해안정성이확인되어있는경우에는이것을써도좋을것이다. 사용실적이적은골재나과거에알칼리골재반응에의한피해를발생시킨골재가사용될가능성이있는경우에는미리골재의화학적안정성에관한시험을하여그품질을확인하는것이중요하다. 알칼리골재반응에대한안정성은우선 KS F 2545 혹은 ASTM C 289 또는이에준하는방법으로시험하고, 이에따라 유해 혹은 잠재적으로유해 하다고판정된것에대해서는다시 KS F 2546 혹은 ASTM C 227 또는이에준하는방법에의해재령 6월에서 0.10퍼센트 ( 혹은재령 3월에서 0.05퍼센트 ) 보다큰팽창을나타내는지의여부에의해판정하고있는예가많다. 이경우, 팽창량은모르타르의알칼리농도에따라달라지므로시험에있어서알칼리농도는사용하는시멘트의품질이나바다잔골재등의사용재료로부터오는알칼리금속의양등을고려해서시공시의조건에맞는값을정하는것으로한다. 한편, 한국도로공사에서시행하는고속국도의경우 KS F 2545 및 KS F 2546 시험결과무해로판정된골재를사용한일부구간에서알칼리골재반응에의한피해사례가발생한바있어부순잔골재를사용할때 A형부순잔골재 ( 알칼리골재반응성시험결과무해한부순잔골재 ) 를사용하여야하며, KS F 2825 에규정된골재의알칼리 -실리카반응성신속시험결과가무해하고 ASTM C 1260 에규정된알칼리골재반응시험에따른팽창율이 0.1퍼센트미만이어야한다고정하고있다. 또한 ASTM C 1260 시험결과팽창율이 0.1퍼센트 (14일기준 ) 이상인골재를부득이하게사용할경우플라이애시 20퍼센트를혼합한알칼리 -실리카반응억제배합을적용하고있다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

41 3.5 굵은골재 (1) 굵은골재나굵은골재용원석의강도는단단하고강한것이어야한다. (2) 굵은골재는유해량이상의염분을포함하지않아야하고진흙이나유기불순물등의유해물이포함되어있지않아야한다. (3) 굵은골재는콘크리트용굵은골재는 KS F 2526, 부순굵은골재는 KS F 2527, 고로슬래그굵은골재는 KS F 2544, 순환굵은골재는 KS F 2573의규정에적합한것을사용한다. 단, 혼합하여사용하는경우에는 KS F 2526의품질규정에적합하여야한다. 해설 (1), (2) 에대하여굵은골재의석질은강하고단단하여기상작용에대하여내구적인것이어야한다. 일반적으로굵은골재는콘크리트중의모르타르와같거나또는그이상의강도를가진것이어야한다. 얇은석편이나가느다란석편의양은시료로부터주워내어서측정하는것이지만, 그유해량은책임기술자의판단에따른다. 콘크리트의내화성은사용재료의암석류에의한영향이크고, 화강암이나석영질사암등은내화성에약하다. 그러므로내화적이면서강도, 내구성등을필요로하는콘크리트에서는고로슬래그굵은골재나내구적인안산암, 현무암, 경질응회암등을사용하는것이좋다. 콘크리트포장체의평균온도변화에대한축방향구속응력은표층과보조기층간의마찰저항으로부터발생되고포장체상부와하부의온도차이에의하여휨구속응력이발생하게된다. 이와같이콘크리트포장의체적변화에가장큰영향을미치는요인은굵은골재의열팽창계수라할수있다. 체적변화에대한구속응력을최소화하기위해가능한한열팽창계수가작은굵은골재를사용하는것이콘크리트포장체의파손을감소시키는측면에서유리하다. 국토해양부제정 시멘트콘크리트포장생산및시공지침 에서는포장용콘크리트체적의약 45퍼센트이상을차지하는굵은골재의열팽창계수는 / 이하를사용할것과실험이용이하지않아굵은골재의열팽창계수에대한직접적인실험규정이 KS에는제시되어있지않으므로, AASHTO TP 60에서규정하고있는콘크리트 시멘트콘크리트포장배합설계지침

42 3. 재료 열팽창계수시험법을참조하도록제안하고있다. (3) 에대하여콘크리트용굵은골재는양질의강자갈이고갈되어대부분부순굵은골재를사용하고있으며, KS F 2527 의품질기준에적합해야한다. 굵은골재품질개선을위하여 2종류이상의혼합하여사용하는경우 KS F 2526 의품질기준에적합하여야하며, 3장의 에관한해설과같은이유로혼합되는굵은골재품질기준에규정된항목 ( 예를들어입자모양판정실적율, 알칼리골재반응시험등 ) 에대해서는미리정해진혼합율로혼합된상태에서품질시험을실시하여품질기준에적합한지여부를평가하여야한다 물리적품질 (1) 굵은골재의절대건조밀도는 g/ mm3이상의값을표준으로한다. 다만, 고로슬래그굵은골재의경우 A급, B급은각각 g/ mm3및 g/ mm3이상을표준으로한다. 순환굵은골재의경우는 g/ mm3이상의값을표준으로한다. (2) 굵은골재의흡수율은 3.0퍼센트이하의값을표준으로한다. 다만, 고로슬래그굵은골재의경우 A급및 B급은각각 6퍼센트및 4퍼센트를상한값으로한다. 해설 (1), (2) 에대하여고로슬래그굵은골재의절대건조밀도, 흡수율, 단위용적질량시험은 KS F 2544 에따르며, 그기준값은표 3.5 와같다. 표 3.5 고로슬래그굵은골재의분류 분류 항목 절대건조밀도 (g/ mm3 ) 흡수율 ( 퍼센트 ) 단위용적질량 (kg/ m3 ) A 이상 6 이하 1,250 이상 B 이상 4 이하 1,350 이상 시멘트콘크리트포장배합설계지침

43 3.5.2 입도 (1) 굵은골재는크고작은알이알맞게혼합되어있는것으로, 그입도는표 3.6 의범위를표준으로한다. 체가름시험은 KS F 2502 에따른다. 해설 굵은골재의입도가콘크리트의워커빌리티에미치는영향은잔골재의입도보다작지만, 잔골재와마찬가지로소요품질의콘크리트를경제적으로만들기위해서는대소알이적당히혼입되어있는것이좋다. 알의크기가고르면간극률이커지기때문에같은품질의콘크리트를만드는데필요한모르타르양이증가한다. 굵은골재생산, 운반및사용에있어최대치수 30mm이상의골재를사용하는경우재료분리가발생할수있으므로 40~20 mm와 25~5 mm또는 20~5 mm골재를별도로생산, 운반및적치하고포장용콘크리트의표준입도기준에적합하게혼합율을정하여사용하도록한다. 표 3.6 굵은골재의입도의표준 골재크기 ( mm ) 체의호칭 각체를통과하는것의중량백분율 ( 퍼센트 ) ~ ~ ~70-10~30 0~5-30~ ~ ~75-10~30 0~10 0~5 25~ ~ ~ ~60-0~10 0~5 90~ ~55 0~10 0~5 13~ ~ ~70 0~15 0~5 시멘트콘크리트포장배합설계지침

44 3. 재료 유해물함유량의한도 (1) 굵은골재의유해물함유량의한도는표 3.7의값으로한다. 표 3.7에지시하지않은종류의유해물에관해서는책임기술자의지시를받는다. (2) 점토덩어리시험은 KS F 2512, 연한석편의시험은 KS F 2516, 0.08mm체통과량의시험은 KS F 2511, 석탄및갈탄등밀도 g/ mm3인액체에서뜨는것에대한시험은 KS F 2513에따른다. (3) 점토덩어리함유량은 0.25퍼센트, 연한석편은 5퍼센트이하이어야하며, 그합은 5퍼센트를초과하지않아야한다. 다만, 순환골재의점토덩어리함유량은 0.2퍼센트이하로한다. 그러나, 무근콘크리트에사용할경우에는적용하지않는다. (4) 부순굵은골재및순환굵은골재의 0.08mm체통과량은 1퍼센트이하로한다. 해설 (1), (2), (3) 에대하여 이조항은 3 장의 에관한해설과같은이유로규정한 것이다. 연한석편의규정을정한이유는 5퍼센트정도의연석함유량으로는콘크리트강도에거의영향을미치지않지만, 연석부분만이마모되어작은구멍이생기지않도록배려했기때문이다. 눈으로보아연석의혼입이없다고판단될때에는이시험은생략해도좋다. 종류 최대값 점토덩어리 ) 연한석편 5.0 2) 0.08 mm체통과량 1.0 석탄, 갈탄등으로밀도 g/ mm3의액체에뜨는것 콘크리트의외관이중요한경우기타의경우 주 1) 시료는 KS F 2511 에의한 0.08 mm체통과량의시험을실시한후에체에남는것으로부 터채취한다. 표 3.7 굵은골재의유해물함유량한도 ( 질량백분율 ) 2) 교통량이많은슬래브또는표면의경도 ( 硬度 ) 가특히요구되는경우에적용한다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

45 3.5.4 내구성 (1) 굵은골재의안정성은 KS F 2507에따라시험하며, 내동해성은 KS F 2456에따라시험한다. (2) 화학적혹은물리적으로안정한골재를사용하여야한다. 다만, 사용실적이있거나사용조건에대하여화학적혹은물리적안정성에관한시험결과유해한영향이없다고인정되는경우에는사용해도좋다. 해설 (1),(2) 에대하여이조항은 3장의 에관한해설과같은이유로규정한것이다. 굵은골재의안정성은황산나트륨포화용액으로 5회시험하여평가하는데, 그손실량은 12퍼센트이하를표준으로한다. 손실질량이 12퍼센트를넘는굵은골재는이를사용한콘크리트가유사한기상작용에대하여만족스러운내동해성이얻어진실례가있거나시험결과가있을경우책임기술자의승인을받아사용해도좋다. 황산나트륨에의한안정성시험의손실질량이 12~14 퍼센트정도라하더라도그골재의흡수율이 3퍼센트이하이거나또는손실질량이 12퍼센트이하인경우에도흡수율이 5퍼센트정도라면 KS F 2456 에규정된동결융해시험결과 300 싸이클에서내구성지수가 60 이상이면안정성있는골재로판단해도좋다 마모감량의한도 (1) 마모시험을했을때의마모감량 ( 백분율 ) 의한도는일반적으로 35퍼센트로한다. 마모시험은 KS F 2058에따른다. (2) 마모감량이 (1) 에서규정한한도를넘을때도이것과같은굵은골재를사용해서만든콘크리트가예상되는교통및기상작용에대하여만족할만한내구성을나타낸실례가있다면책임기술자의승인을얻어사용해도좋다. 해설 (1) 에대하여포장용콘크리트는심한마모작용을받으며경우에따라서는마모감량에의해 시멘트콘크리트포장배합설계지침

46 3. 재료 주행성을저해시킬염려도있으므로굵은골재는마모에대한저항이커야한다. 일반적으로로스앤젤스시험기에의해굵은골재의마모감량을판정하지만, 이값과콘크리트의마모감량과는밀접한관계가있다. 따라서마모작용을받는포장용콘크리트에쓰이는굵은골재의마모감량으로, 콘크리트용부순골재에서규정되어있는일반적인값 40퍼센트보다엄한 35퍼센트로규정했다. 이정도의것이면경험상으로포장용콘크리트의굵은골재로서의목적을달할수있다. 그러나적설한랭지에서는타이어체인등에의해심한마모작용을받으므로마모감량의한도를 25퍼센트이하로하는것이좋다 혼화재 (1) 플라이애시는 KS L 5405에적합하고 산업부산물재활용도로포장지침 에따라사용하여야한다. (2) 고로슬래그미분말은 KS F 2563에적합하고 산업부산물재활용도로포장지침 에따라사용하여야한다. (3) 콘크리트용팽창재는 KS F 2562에적합한것을사용하여야한다. (4) 실리카퓸은 KS F 2567에적합한것을사용하여야한다. (5) (1), (2), (3) 및 (4) 이외의혼화재에대해서는그품질을확인하고, 그사용방법을충분히검토하여야한다. 즉, 이들혼화재는품질, 성능, 사용실적, 균등성등을사전에조사하여야하며, 워커빌리티, 강도, 내구성, 수밀성, 체적변화, 강재를보호하는성능, 경제성등에미치는영향등에대해서도검토하여야한다. 해설 (1) 에대하여좋은품질의플라이애시를적절하게사용하면콘크리트의워커빌리티를개선하여단위수량을감소시킬수있고, 수화열로인한온도상승이작아지며, 수축이적어지고, 수밀성이나화학적침식에대한내구성을개선시키고, 알칼리골재반응을억제시키며, 장기재령에서의강도가커지는등의우수한효과를얻게된다. 그러나플라이애시의품질은미분탄의품질, 보일러의연소방법, 포집방법에따라크게달라지므로 시멘트콘크리트포장배합설계지침

47 KS L 5405 에적합한것이어야한다. 또한이를사용한콘크리트포장의품질기준및시공에필요한일반적인사항은 산업부산물재활용도로포장지침 에따른다. 다만, 최근양질의플라이애시를대량으로계속입수하기는곤란하므로, 사용하고자할때에는공급량및품질을확인할필요가있다. (2) 에대하여급랭시킨유리질의고로슬래그를적절하게분쇄하여만든양질의고로슬래그미분말은이를적절하게잘사용하면콘크리트의장기강도를증진시키고수화열의발생속도를늦추며수밀성이증진되어염소이온등의콘크리트에대한침투를적게하며황산염이나해수에대한화학적저항성을개선시키고알칼리골재반응을억제시키는등의뛰어난효과를갖고있다. 이러한효과는고로슬래그의화학성분이나급랭의정도혹은이를분쇄한고로슬래그미분말의분말도, 사용량, 석고첨가의유무, 사용하는시멘트의성질및단위결합재량등에따라상당히차이가있다. 또한, 콘크리트는양생온도및습윤양생기간의영향을받기쉬우므로정성들여시공하지않으면소정의강도를얻을수없고, 중성화가촉진될우려가있다. 또한, 고로슬래그미분말은그의단위량이다른혼화재보다도상당히많고, 또한결합재로서의역할이크므로계량및비빔장치가부적절하거나이들의작업이충분히관리되지못한경우에는소정품질의콘크리트를얻을수없기때문에계획및시공에있어서는여러가지에대하여충분히배려하지않으면안된다. 고로슬래그미분말은비표면적의값이다양하고활성도지수 ( 活性度指數 ) 등의제성능이상당히다르다. 따라서고로슬래그미분말을혼화재로서사용할때는신뢰할수있는자료나지식을바탕으로공사목적에맞는시험을하여그의성능과사용방법을확인하여야하며, 품질은 KS F 2563 에적합하여야한다. 고로슬래그미분말을혼화재로사용한콘크리트포장의품질기준및시공에필요한일반적인사항은 산업부산물재활용도로포장지침 에따른다. (3) 에대하여콘크리트용팽창재를적절하게사용하여팽창콘크리트를만듦으로써콘크리트의건조수축이나경화수축등에기인하는균열의발생을저감할수있고, 포장용콘크리트의줄눈간격을확대할수있는장점이있다. 이와같은효과는콘크리트용 시멘트콘크리트포장배합설계지침

48 3. 재료 팽창재의화학성분이나분말도등에따라달라지므로콘크리트용팽창재는 KS F 2562 에알맞은것이어야한다. (4) 에대하여실리카퓸은페로실리콘및금속실리콘등의제조시부산물로나오는입경이 1μm이하로, 평균입경이 0.1μm정도, 비표면적 ( 질소가스흡착법 ) 은약 20,000 m2 /kg의구형 ( 球形 ) 의초미립자이다. 주성분은비정질 ( 非晶質 ) 의이산화규소 ( ) 로수산화칼슘과의반응에의해칼슘실리케이트수화물을만든다. 실리카퓸을시멘트의일부로치환시킨콘크리트는일반콘크리트와비교해서재료분리가잘생기지않고, 블리딩이적으며강도증가가현저하고수밀성이나화학저항성이향상된다는등의이점이있는반면단위수량증가, 건조수축증가등의결점도있다. 따라서사용에있어서는고성능감수제와의병용등의배려가필요하다. (5) 에대하여 (1), (2), (3) 및 (4) 항이외의혼화재로서는메타카올린, 규산질미분말, 석회석미분말및고강도용혼화재등이있다. 이들혼화재에대해서는아직품질기준이없고, 또사용방법도다양하므로이를사용함에있어서는사전에충분한조사와시험을통하여품질을확인하고사용방법을검토하여야할것이다 혼화제 (1) 혼화제로사용할공기연행제, 감수제, 공기연행감수제및고성능공기연행감수제는 KS F 2560에적합한것이어야한다. (2) (1) 이외의혼화제에대해서는그품질을확인하고, 그사용방법을충분히검토하여야한다. 즉, 이들혼화제는품질, 성능, 사용실적, 균등성등을사전에조사하여야하며, 워커빌리티, 강도, 내구성, 수밀성, 체적변화, 강재를보호하는성능, 경제성등에미치는영향등에대해서도검토하여야한다. 해설 (1) 에대하여 KS F 2560 은콘크리트용화학혼화제의종류를공기연행제, 감수제 ( 표준형, 지연형, 촉진형 ), 공기연행감수제 ( 표준형, 지연형, 촉진형 ) 및고성능공기연행 시멘트콘크리트포장배합설계지침

49 감수제 ( 표준형, 지연형 ) 로분류하고, 콘크리트의제성질을개선함과동시에콘크리트의응결및초기경화의속도를조절할수있도록규정하고있다. 공기연행제, 감수제, 공기연행감수제및고성능공기연행감수제를적절하게사용함으로써콘크리트의워커빌리티가개선되고, 단위수량이감소되며, 내동해성이향상되고, 수밀성이개선되는등많은이익을얻을수있다. 그러나공기연행제, 감수제, 공기연행감수제및고성능공기연행감수제의효과는사용하는시멘트품질, 골재품질, 콘크리트배합, 시공방법에따라다르다. 또공기량이같더라도연행기포의크기나분포가다르면그효과도달라진다. 현재시판되고있는공기연행제, 감수제, 공기연행감수제및고성능공기연행감수제의종류는대단히많으며, 그성능이나균일성은서로가상당히다르기때문에공사에사용할공기연행제, 감수제, 공기연행감수제및고성능공기연행감수제품질은적어도 KS F 2560 의규정에적합한것을사용하여야한다. 표 3.8은콘크리트용화학혼화제품질기준을나타낸것이다. 이품질기준값은시험콘크리트 ( 혼화제를사용한콘크리트 ) 의기준콘크리트 ( 혼화제를사용하지않은콘크리트 ) 에대한비를나타낸것으로, 이때사용한콘크리트의슬럼프값은 80mm및 180mm에대해시험하되, 공기연행제및공기연행감수제의동결융해에대한저항성 ( 상대동탄성계수 ) 시험은슬럼프 80mm, 고성능공기연행감수제의동결융해에대한저항성 ( 상대동탄성계수 ) 및경시변화량시험은슬럼프 180mm의콘크리트에대하여각각적용한다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

50 3. 재료 표 3.8 콘크리트용화학혼화제의품질 항목 공기연행제 감수제공기연행감수제고성능공기연행감수제 표준형지연형촉진형표준형지연형촉진형표준형지연형 감수율 ( 퍼센트 ) 6 이상 4 이상 4 이상 4 이상 10 이상 10 이상 8 이상 18 이상 18 이상 블리딩량의비 ( 퍼센트 ) 응결시간 차 (min) 압축강도비 75 이하 초결 -60~+60 종결 -60~ 이하 -60~ ~ 이하 이하 +60~ 이하 70 이하 70 이하 70 이하 60 이하 70 이하 -60~ 이하 0 이하 -60~ ~ 이하 -30~ 이하 0 이하 -30~ ~ 재령3 일 95 이상 115 이상 105 이상 이상 105 이상 이상 135 이상이상이상 재령7일 95 이상 110 이상 115 이상 이상 115 이상 125 이상 125 이상이상이상 ( 퍼센트 ) 재령28 일 90 이상이상길이변화비 ( 퍼센트 ) 120 이하 이하 동결융해에대한저항성 [ 상대동탄성계수 ( 퍼센트 )] 110 이상 이상 120 이하 이하 이상 이하 110 이상 이상 120 이하 이하 이하 115 이상 115 이상 110 이하 110 이하 80 이상 이상 80 이상 80 이상 80 이상 80 이상 경시 변화량 슬럼프 ( mm ) 이하 60 이하공기량 ( 퍼센 ± 1. 5 ± 트 ) 이내이내 그러나 KS F 2560 품질기준에적합한화학혼화제의경우에도포장용콘크리트와같이슬럼프가매우낮은콘크리트에사용하는경우에는목표공기량발현이어려울수있으므로혼화제선정에있어세심한주의가필요하다. 고성능공기연행감수제는그자신이공기연행성을가지고있으면서일반적인공기연행감수제보다도높은감수성능을가지고있으며, 슬럼프손실도작은특징이있다. 이때문에공기연행감수제를사용하는경우보다단위수량이적은콘크리트의제조가가능하다. 그러나포장용콘크리트의슬럼프는일반콘크리트와비교하여매우낮고고성능공기연행감수제는첨가량에따른슬럼프변동이매우크기때문에사용하는고성능공기연행감수제의특성과효용한도에대해충분히이해하여야하며, 목표로하는효과를얻을수있도록충분한조사와시험을통하여품질을확인하고사용방법을검토하여야한다. (2) 에대하여 (1) 이외의혼화제에대해서는아직품질기준이없고, 사용방법도다양하므로 시멘트콘크리트포장배합설계지침

51 이를사용함에있어서는충분한사전조사와시험을통하여품질을확인함과동시에사용방법에대해서도검토하여야한다. 즉, 사용하고자하는혼화제에대해, 품질과성능, 실적, 균등성및가격등에대해조사하고, 그혼화제가콘크리트의워커빌리티, 강도, 내구성, 수밀성, 체적변화, 강재를보호하는성능, 경제성등에미치는영향도검토할필요가있다 재료의저장 (1) 시멘트는방습적인구조로된사일로또는창고에품종별로구분하여저장한다. (2) 잔골재및굵은골재에있어종류와입도가다른골재는각각구분하여따로따로저장한다. 특히, 원석의종류나제조방법이다른부순잔골재는분리하여저장한다. (3) 혼화재는방습적인사일로또는창고등에품종별로구분하여저장하고, 입하된순서대로사용하여야한다. (4) 혼화제는먼지, 기타의불순물이혼입되지않도록, 액상의혼화제는분리되거나변질되거나동결되지않도록, 또분말상의혼화제는습기를흡수하거나굳어지는일이없도록저장한다. 해설 (1) 에대하여시멘트는저장중에공기중의수분을흡수하여경미한수화작용을일으키고, 동시에공기중의탄산가스를흡수하여풍화 ( 風化 ) 하는데, 시멘트가풍화하면응결이늦어지며, 강도가점차로낮아지는등콘크리트품질에나쁜영향을미친다. 따라서시멘트는기밀성 ( 氣密性 ) 이높고내부에이슬이생기지않도록배려한방습적인사일로또는창고등에품종별로구분하여저장하는것이바람직하며사일로의용량은 1일평균사용량의 3배이상되는것이좋다. (2) 에대하여균등질의콘크리트를만들기위해서는사용하는골재입도가항상균등하여야하므로자갈, 잔골재, 부순자갈, 부순잔골재, 고로슬래그골재, 인공경량골재등종류가다른골재, 입도나최대치수가다른골재, 미리체가름한골재등은서로섞이지않도록 시멘트콘크리트포장배합설계지침

52 3. 재료 적당하게구획을하여따로저장하여야한다. 골재의받아들이기및저장장소로부터콘크리트타설장소까지의취급에있어서도같은주의가필요하다. 굵은골재는받아들이기, 저장, 취급에있어서대소알의분리가현저하다고판단되는굵은골재는미리적당한체로 2종이상으로체가름하여따로따로저장하고, 이들을일정한비율로따로계량하여사용하도록한다. (3) 에대하여혼화재는습기를흡수하면덩어리가생기거나그성능이저하되는수가있다. 특히, 플라이애시는함유되어있는극히미량의석고가습기를흡수함으로서굳어진다. 콘크리트용팽창재는다량의유리 ( 遊離 ) 된산화칼슘을함유하고있기때문에시멘트에비하여풍화되기쉬운재료이다. 따라서혼화재는품종별로구분해서서로가섞이지않도록방습적인사일로나창고등에저장하고입하된순으로이것을사용할필요가있다. 또한포대로된것이나통에든것등의혼화재는포대가찢어지거나통이파손되지않도록또식별이나검사하기쉽도록저장하여야한다. (4) 에대하여혼화제는일반적으로액체상태로사용되는일이많은데, 저장중에먼지, 기타의불순물이혼입되면변질되거나, 수송펌프나계량기밸브의고장원인이되며, 또증발이나빗물의혼입이있으면농도가변하기때문에탱크에저장할경우에는뚜껑을꼭덮고, 겨울에는얼지않도록하며, 또여러종류의혼화제를저장할경우에는이들을혼동하지않도록주의하여야한다. 액상혼화제에는장기간저장하면분해되거나, 분리되며, 철제의용기를사용하면녹이생겨혼화제를변질시키는경우도있다. 또액상혼화제는동결되면분리하는경우도있고, 수분이증발되면농도가진해져서표층이단단해지는것도있다. 이러한변화가생겼을때는어떤경우든정확한계량투입이어렵게된다. 또동결하여분리를일으킨액상의혼화제는완전히융해시켜잘저어서혼합하면원래대로되돌아가는수가많다. 분말상의혼화제는습기를흡수하기쉽고, 어떤종류의혼화제 ( 염화칼슘또는염화칼륨을함유한것 ) 는조해 ( 潮解 ) 하는것도있다. 이와같은혼화제는방습적인창고에통풍을피해서저장하지않으면안된다. 따라서혼화제의저장에는이런것들을고려해서직사일광을피하며, 화기에접근시키지말고, 얼지않도록하는등의세심한주의가필요하다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

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54 시멘트콘크리트포장배합설계지침 배합설계 4

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56 4. 배합설계 배합설계 5.1 일반사항 (1) 포장용콘크리트배합은소요의시공성, 역학적성능, 내구성및그외의성능을만족하는범위내에서단위수량이가능한한적게되도록정한다. (2) 이를위하여포장용콘크리트는내구성향상을위하여적절한혼화재료를사용하여야한다. 또한인력타설시공이불가피한경우에는별도의배합설계를실시하여감독자의승인을얻어야한다. 해설 소요품질의콘크리트라는것은강도, 수밀성, 내구성, 마모에대한저항이소요의조건을만족시키는것을말한다. 작업에적합한작업성 ( 워커빌리티 ) 및표면마감성 ( 피니셔빌리티 ) 을갖는콘크리트라는것은콘크리트를거푸집의구석과다웰바및타이바의둘레에잘스며들도록하는작업이용이함과동시에재료분리가되도록적게일어나고, 슬래브표면을쉽게마무리할수있는콘크리트를말한다. 특히, 이용자측면에서는승차감 (riding quality) 이포장상태를평가하는가장큰기준이되는경우가많으므로표면마무리는다른콘크리트작업에비하여중요하며, 마무리의좋고나쁨은콘크리트의표면마감성에의해서좌우된다. 작업에적합한작업성및표면마감성을갖는범위에서단위수량을될수있는대로적게유지하는것은콘크리트슬래브의내구성을증가시키고신축을줄이는면에서도중요하다. 또한구조물용콘크리트에비하여비표면적이크고외기에직접노출되며, 동절기제설융빙제에의한내구성저하가발생하므로포장용콘크리트는공기연행콘크리트로배합하여동결융해저항성을확보한다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

57 5.2 배합기준 (1) 포장용콘크리트의배합기준은표 4.1 에제시하는기준값을만족해야한다. 해설 재하하중에대하여파괴위험없이저항할수있도록소요강도를충분히가져야하며, 타설가능한범위내에서최소의단위수량, 즉최소반죽질기를갖는콘크리트이어야한다. 단위수량이커지면콘크리트반죽질기가증가하고타설이용이하지만, 콘크리트의운반, 타설, 다짐중에재료분리가현저하게되고상부콘크리트는물이많아져나쁜품질이되거나, 골재의부착성능이저해되어균질하고결함이적은콘크리트를만들수없게된다. 더욱이소요강도, 내구성을얻기위해서많은시멘트를필요로하므로비경제적인배합이된다. 설계및시공상허용되는범위내에서가능한최대치수의굵은골재를쓰는것이좋으며, 이것은단위수량과단위시멘트량을감소시키고콘크리트의품질을개선할수있기때문이다. 또한, 콘크리트는기상작용, 화학작용에의한파괴, 침식에충분히저항하도록적당한내구성을가져야한다. 표 4.1 포장용콘크리트의배합기준 1) 항 목 시험방법 단 위 기 준 설계기준휨강도 ( ) KS F 2408 MPa 4.5 이상 단위수량 kg/ m3 150 이하 굵은골재최대치수 mm 40 이하 슬럼프 KS F 2402 mm 40 이하 1) 공기연행콘크리트의공기량범위 KS F 2409 % 4~6 2) 주 1) 슬립폼페이버에의한기계타설의경우 2) 한국도로공사에서시행하는고속국도의경우제설제및동결융해저항성확보를위해공기 연행콘크리트의공기량범위를 5~7 퍼센트로정하고있다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

58 4. 배합설계 5.3 배합설계의절차 (1) 통상의포장용콘크리트에요구되는성능의표준적수준을만족하는 배합설계의표준적인방법을나타낸것이다. (2) 배합설계의순서는그림 4.1 과같다. 해설 (1) 에대하여여기에표시된배합설계방법은콘크리트의재료품질, 콘크리트제조및시공방법에한정시킨방법으로, 표준적인콘크리트재료를이용하여적절한제조ㆍ시공을한경우이다. (2) 에대하여포장용콘크리트의배합설계는다음과같은순서로시행한다. 1 배합휨강도설정 2 굵은골재최대치수, 슬럼프또는콘시스턴시, 공기량설정 3 물-결합재비설정 4 단위수량, 잔골재율또는단위굵은골재용적의설정 5 단위수량, 혼화제단위량및잔골재율또는단위굵은골재용적보정 6 콘크리트재료의단위량결정 시멘트콘크리트포장배합설계지침

59 시멘트콘크리트포장배합설계지침 그림 4.1 배합설계흐름도

60 4. 배합설계 5.4 배합휨강도 (1) 콘크리트배합휨강도 ( ) 은일반적인경우현장에서의콘크리트휨강도시험값의평균이설계기준휨강도 ( ) 미만일확률이 5퍼센트이하가되도록다음식에의하여결정한다. 여기서, : 콘크리트의배합휨강도 (MPa) : 콘크리트의설계기준휨강도 (MPa) : 콘크리트의휨강도표준편차 (MPa) 해설 콘크리트의품질변동은현장에서각재료의관리상태, 각재료의계량방법과장치, 혼합장치, 시공자의콘크리트기술및지식정도등여러조건에따라달라진다. 따라서콘크리트배합휨강도는현장에서의콘크리트품질변동을고려하여설계기준휨강도보다작아지지않도록충분히크게정하여야한다. 도로포장설계 시공지침 (1991) 에서포장용콘크리트의증가계수 ( ) 는동시에만든공시체의휨강도시험값의평균이설계기준휨강도의 80퍼센트이하로되는일이 1/30 이상의확률로일어나지않고설계기준휨강도이하로되는일이 1/5 이상의확률로일어나지않는조건을만족하도록정하고있다. 이는표 4.2에서 의값이 에해당하는값이다. 한편, 1999년개정된콘크리트표준시방서에서는일반콘크리트의배합강도설정방법이변동계수에의한배합강도설정방법에서표준편차에의한배합강도산정식으로변경되었으며, 2003년개정된콘크리트표준시방서에서는포장콘크리트편이제외되었다가 2009 년개정된콘크리트표준시방서에포장콘크리트부분이다시포함되었으나포장용콘크리트의배합기준만을제시하고있다. 따라서본지침에서는콘크리트의배합강도산정방법을통일할필요가있어표준편차를고려할수있는식으로나타내었다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

61 또한일본의경우 2002 년표준시방서개정시구조물용과포장용콘크리트의배합강도산정에있어할증계수산정을위한생산자위험률 ( 불합격율 ) 을 5퍼센트로통일한바있으며, 이경우표 4.2에서 값은 에해당하는값이다. 배합휨강도산정을위한표준편차적용방법에대하여 2009 년 콘크리트표준시방서 에서는실제사용한 30회이상의시험실적으로부터결정하는것을원칙으로하고있다. 그러나시멘트콘크리트포장의시공특성을고려하였을때 30회이상의시험실적은신설공사의경우에도공사중반기이후에나얻어질수있는결과이며, 한국도로공사에서시행하는고속국도현장시험결과 (1997.8~2000.8, 시료수 6,376 회 ) 의통계분석에따르면평균강도 5.92MPa, 표준편차 0.37MPa 로서변동계수는 6.25 퍼센트를나타내었다. 또한설계기준휨강도 4.5MPa 미만으로나타날확률은 0.02 퍼센트로나타났다. 따라서본지침에서는콘크리트표준시방서와정합성을고려하고한국도로공사에서시행하는고속국도의현장시험결과를토대로설계기준휨강도이하로내려갈확률을 1/100 로정하였으며품질이안정화되어표준편차에대한시험실적이얻어졌을때배합강도나관리기준을변경하여적용하도록하였다. 표 4.2 휨강도시험값이설계기준휨강도 ( ) 이하일확률 p 휨강도시험값이설계기준휨강도 ( ) 이하일확률 p(%) 또한제조자는소요품질을만족하고작업에적합한작업성및표면마감성을갖는콘크리트의품질을보증하기위하여플랜트의성능, 관리방법, 시공경험등콘크리트의품질변동을정하기위한자료를제공하여야한다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

62 4. 배합설계 5.5 굵은골재최대치수 (1) 굵은골재최대치수는 40 mm이하로한다. 해설 굵은골재최대치수가클수록단위수량을적게할수있으나, 종래의경험에의하면최대치수 40mm를넘는굵은골재를사용하면균등질의콘크리트를만들기어렵고, 또마무리작업에서불편이많기때문에이조항과같이규정한것이다. 공항포장에서는두께 300 mm정도의무근콘크리트슬래브를쓰는경우가있으므로이경우에는굵은골재최대치수를 50mm로할때도있다. 5.6 슬럼프 (1) 포장용콘크리트는포설방법에적합한워커빌리티를가지며, 소요의평탄성을 쉽게얻을수있는피니셔빌리티를가져야한다. 해설 콘크리트의반죽질기는일반적으로슬럼프값을이용하지만, 40mm이하의경우측정값의신뢰도가크게저하한다. 따라서, 된반죽콘크리트의반죽질기를평가하는방법으로는슬럼프시험보다는비비타임에의해평가하는것이좋다. 기계시공을할경우진동기를사용하여쉽고충분히다질수있는범위로는콘크리트를치는장소에서비비타임을 20초 ( 슬럼프값으로는약 25mm ) 로하는것이표준이된다. 비비타임시험은 KS F 2427 진동대에의한콘크리트컨시스턴시시험방법 에따르고, 슬럼프시험은 KS F 2402 포틀랜드시멘트콘크리트의슬럼프시험방법 에따른다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

63 5.7 공기량 (1) 포장용콘크리트는원칙적으로공기연행콘크리트로하고, 공기량은콘크리트 용적의 4~6 퍼센트를표준으로한다. 또한콘크리트공기량시험은 KS F 2421 에의한다. 해설 적당량의연행공기를갖고있는콘크리트는기상작용에대한내구성이우수하므로포장용콘크리트와같이공용중기온의변화뿐만아니라동절기제설융빙제사용등과같이심한내구성저하작용을받는경우에는공기연행콘크리트로사용하는것이좋다. 일반적으로공기량 1퍼센트에대하여콘크리트의압축강도는 4~6 퍼센트저하하는것으로알려져있으므로이를고려한배합설계가필요하다. 공기량시험방법에는여러가지방법이있으나일반적으로시험방법이간단하고사용실적이많은 KS F 2421 굳지않은콘크리트의압력법에의한공기함유량시험법 ( 공기실압력방법 ) 에따르도록하였다. 5.8 물 - 결합재비 (1) 물-결합재비는콘크리트에요구되는역학적성능, 내구성, 수밀성및그외의성능을고려하여여기에준하는물-결합재비중에서최소값으로설정한다. (2) 단위시멘트량을정할때는소요휨강도를얻는데필요한물-결합재비와단위수량으로부터정한다. (3) 내구성을기준으로단위시멘트량을정할때는물-결합재비를표 4.3의값이하로해야한다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

64 4. 배합설계 해설 (1) 에대하여콘크리트휨강도를기본으로물-결합재비를정할경우에는그수치를다음과같이구한다. 결합재로서의효과도기대가능한혼화재를이용하는경우에는시멘트량을시멘트질량과혼화재질량의합으로해도된다. 휨강도와물-결합재비와의관계는시험에의해정하는것을원칙으로하고시험재령은 28일을표준으로한다. (2) 에대하여휨강도는같은물-결합재비를사용해도굵은골재의성질특히시멘트풀과의부착에관한성질에따라변화가크기때문에사용재료를사용하여시험한결과를기준으로물-결합재비를결정하여야한다는것은당연하다. 배합에이용하는물-결합재비는기준으로한재령에서결합재 -물비 (B/W) 와휨강도 와의관계식에서배합강도 에대응하는결합재 -물비값의역수로한다. (3) 에대하여이항은기상작용에대하여내구적인콘크리트를만들기위한최대물-결합재비를제시한것이고, 표 4.3에보인값은과거의경험을참고로하여정한것이다. 또이표의값은콘크리트가적당한워커빌리티를가지고, 또다지기및양생을충분히실시한다는조건을근거로하고있다. 콘크리트내구성을기본으로물-결합재비를정할경우에, 그값은표 4.3의값이하로한다. 표 4.3 내구성을기준으로물 - 결합재비를정할경우의최대물 - 결합재비 (%) 노출상태 제빙화학제, 염, 소금물, 바닷물에노출되거나이런종류들이살포된콘크리트의철근부식방지 최대물 - 결합재비 40 습한상태에서동결융해또는제빙화학제에노출된콘크리트 45 물에노출되었을때낮은투수성이요구되는콘크리트 50 시멘트콘크리트포장배합설계지침

65 5.9 잔골재율또는단위굵은골재용적 (1) 잔골재율은소요의워커빌리티및표면마감성 ( 피니셔빌리티 ) 이얻어지는범위내에서단위수량이최소가되도록시험에의해정해야한다. (2) 단위굵은골재용적은소요의워커빌리티및표면마감성 ( 피니셔빌리티 ) 이얻어지는범위내에서단위수량이최소가되도록시험에의해정해야한다. 해설 일반적으로잔골재율을작게하면소요워커빌리티를얻기위하여필요한단위수량은적게되어단위시멘트량이적어지므로경제적으로되지만, 잔골재율이어느정도보다작게되면콘크리트는거칠어지고재료분리가일어나는경향이있으며, 워커블한콘크리트를얻기어렵다. 포장용콘크리트의잔골재와굵은골재의비율을정할때는잔골재율에의한방법이외에단위굵은골재용적에의한방법도있다. 이방법은굳지않은콘크리트의경우, 슬럼프나물-결합재비에관계없이골재의최대치수와잔골재의입도에따라콘크리트 1m3중의굵은골재겉보기용적 ( 단위굵은골재용적 ) 이정해지므로부순골재와같은모가난골재를사용하였을때도자동적으로굵은골재량을결정할수가있다. (1) 에대하여잔골재율은사용하는잔골재입도, 콘크리트의공기량, 단위시멘트량, 혼화재료의종류등에따라다르므로시험에의해정한다. 표 4.4는잔골재율및단위수량의대체적인표준과단위굵은골재용적의표준을나타낸것이다. 사용재료또는콘크리트의품질이위의조건과다를경우에는표 4.4의값을이표하단부에나타낸방법으로보정하면좋다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

66 4. 배합설계 표 4.4 콘크리트의단위굵은골재용적, 잔골재율및단위수량의대략값 굵은골재의최대치수 ( mm ) 단위굵은골재용적 (%) 공기연행제를사용하지않은콘크리트 갇힌공기 (%) 잔골재율 (%) 단위수량 (kg) 공기량 (%) 공기연행콘크리트 양질의공기연행제를사용한경우 잔골재율 (%) 단위수량 (kg) 양질의공기연행감수제를사용한경우 잔골재율 (%) 단위수량 (kg) 주1) 물-결합재비 55퍼센트, 슬럼프 80mm, 잔골재조립률 2.8인보통의입도를갖는모래와부순굵은골재를사용한조건임. 주2) 사용재료또는콘크리트의품질이주1) 의조건과다를경우에는위의표의값을다음표에따라보정한다. 구분 의보정 ( 퍼센트 ) 의보정 잔골재의조립률이 0.1 만큼클 ( 작을 ) 때마다슬럼프값이 10mm만큼클 ( 작을 ) 때마다공기량이 1퍼센트만큼클 ( 작을 ) 때마다물-결합재비가 0.05 클 ( 작을 ) 때마다 0.5 만큼크게 ( 작게 ) 한다. 보정하지않는다. 보정하지않는다. 0.5~1.0 만큼작게 ( 크게 ) 한다. 가 1 퍼센트클 ( 작을 ) 때마다보정하지않는다. 1.2퍼센트만큼크게 ( 작게 ) 한다. 3퍼센트만큼작게 ( 크게 ) 한다. 1 만큼크게 ( 작게 ) 한다. 보정하지않는다. 1.5kg 만큼크게 ( 작게 ) 한다. 자갈을사용할경우 3~5 만큼작게한다. 9~15kg 만큼작게한다. 부순잔골재를사용할경우 2~3 만큼크게한다. 6~9kg 만큼크게한다. 주 ) 단위굵은골재용적에의하는경우에는잔골재의조립률이 0.1 만큼커질 ( 작아질 ) 때마다단위 굵은골재용적을 1 퍼센트만큼작게 ( 크게 ) 한다. (2) 에대하여 단위굵은골재용적은소요워커빌리티및피니셔빌리티가구해지는범위 내에서단위수량이최소가되도록시험에의해정한다. 통상적인경우단위굵은골재 용적의설정에는표 4.5 를참고로한다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

67 이표의수치는조립율 FM=2.80 의잔골재를이용한침하도 20 초 ( 슬럼프약 25 mm ) 의공기연행콘크리트로믹서에서배출직후의것에적용한다. 굵은골재최대치수 ( mm ) 표 4.5 콘크리트의단위굵은골재량참고치 단위굵은골재용적 부순굵은골재사용콘크리트 단위수량 (kg) 상기조건과다른경우의보정 조건의변화단위굵은골재용적단위수량 잔골재의조립율 (FM) 의증감 (±) 에대해 침하도 10 초의증감 (±) 에대해 공기량 1 퍼센트의증감 (±) 에대해 단위굵은골재용적 = ( 상기단위굵은골재용적 ) ( FM) 보정하지않는다 보정하지않음 2.5kg 2.5% 주 1) 강자갈에부순골재가혼입되어있는경우의단위수량및단위굵은골재용적은, 상기표의수치가직선적으로변화하는것으로구한다. 2) 단위수량과침하도와의관계는 (log 침하도 )~ 단위수량이직선적관계로침하도 10초의변화에상당하는단위수량변화는침하도 20초정도는 2.5kg이다. 3) 슬럼프 65mm의경우의단위수량은상기표의수치보다 8kg 증가한다. 4) 단위수량과슬럼프와의관계는슬럼프 10mm변화에상당하는단위수량변화는슬럼프 80mm정도의경우는 1.5kg, 슬럼프 50mm정도의경우는 2kg, 슬럼프 25mm정도의경우는 4kg, 슬럼프 10mm정도의경우는 7kg이다. 5) 잔골재의 FM증감에따른단위굵은골재용적보정은잔골재조랍율이 2.2~3.3 범위에있는경우에적용되는식을나타냈다. 6) 고로슬래그굵은골재를사용한콘크리트경우는표에표시되어있는부순골재사용콘크리트와같이해도된다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

68 4. 배합설계 5.10 단위수량 (1) 단위수량은작업이가능한범위내에서될수있는대로적게되도록시험에 의하여결정해야한다. (2) 단위수량은 150kg/ m3이하로한다. 해설 (1) 에대하여소요반죽질기를얻는데필요한콘크리트의단위수량은시멘트품질, 굵은골재최대치수, 골재입도및형상, 혼화제종류, 콘크리트의공기량등에따라다르기때문에사용하는재료에대하여시험을하여정하도록규정한것이다. 공기연행제, 감수제및공기연행감수제등을적당히사용하면단위수량을상당히감소시킬수있다. (2) 에대하여포장용콘크리트의단위수량은실례에의하면, 굵은골재최대치수 40mm, 슬럼프 25mm이고, 양질의공기연행제와감수제를쓴공기량 4퍼센트정도의콘크리트인경우모래와자갈을사용하면 110~120kg/ m3정도이며부순골재를사용하면이보다 10kg 정도증가한다. 단위수량이 150kg/ m3이상이되었을때에는골재의입도, 형상등이적당치않다고보아도좋다 단위시멘트량 (1) 단위시멘트량은소요품질에적합하도록정해야하며, 원칙적으로 물 - 결합재비로정한다. 해설 경제적으로포장용콘크리트제조시필요한단위시멘트량의표준은굵은골재최대치수 40mm, 슬럼프 25mm, 설계기준휨강도가 4.5MPa 의콘크리트로 280 ~ 350kg/ m3이다. 일반적으로최소단위시멘트량은 280kg/ m3정도이다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

69 5.12 혼화재료의단위량 (1) 혼화재료의단위량은소요의효과가구해지도록정한다 염소이온량 (1) 굳지않은콘크리트중에포함되는염소이온총량은원칙적으로 0.30kg/ m3 이하로한다. 해설 이지침에서는연속철근콘크리트포장 (CRCP) 을포함하여다웰바, 타이바등이사용되는줄눈콘크리트포장 (JCP) 을대상으로하고있기때문에염화물규제등은철근콘크리트와동등하게고려되는것이바람직하다. 따라서철망, 다웰바, 타이바등콘크리트슬래브안에들어있는철근을부식시킬염려가있으므로콘크리트중에포함되는염소이온총량은원칙적으로 0.30kg/ m3이하로한다 배합의표시방법 (1) 시방배합의표시는일반적으로표 4.6 에의한다. 해설 1 시방배합은잔골재는 5mm체를전부통과하는것, 굵은골재는 5mm체에전부남는것으로써, 모두표면건조포화상태로있는것을나타낸다. 2 시방배합을현장배합으로고치는경우에는골재함수상태, 잔골재중 5mm체에남는굵은골재량, 굵은골재중 5mm체를통과하는잔골재량및혼화제의희석수량을고려한다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

70 4. 배합설계 표 4.6 시방배합표시방법 굵은골재최대치수 ( mm ) 슬럼프 1) ( mm ) 물 - 결합재비 2) W/B (%) 공기량의범위 (%) 잔골재율 3) S/a (%) 물 W 시멘트 C 혼화재 4) SCM 단위량 (kg/ m3 ) 잔골재 S 굵은골재 G 혼화제 5 mm ~ mm mm ~ mm ) 주 1) 슬럼프 ( mm ) 또는침하도 ( 초 ) 2) 포졸란반응이나잠재수경성을가진혼화재를사용하지않는경우에는물-시멘트비가된다. 3) 잔골재율 (S/a) 대신단위굵은골재용적으로나타낼수있다 4) 여러종류의혼화재료를사용할때에는각각의란을나누어표시한다. 5) 혼화제의사용량은, ml / m3또는 g/ m3로나타내고, 묽게한다든지녹인다든지하지않은것을나타내는것으로한다 시방배합 (1) 계약상대자는책임기술자가승인한콘크리트의재료를사용하여책임기술자의입회하에시방배합을실시하며, 책임기술자는이를토대로현장배합을결정한다. (2) 계약상대자는 ⑴항에서결정된시멘트량의범위내에서소요품질을만족하고작업에적합한워커빌리티및표면마감성 ( 피니셔빌리티 ) 을갖는콘크리트를만들수있는플랜트를준비함과동시에사용하는플랜트의성능, 관리방법, 계약상대자의시공경험등콘크리트의품질변동에근거한배합휨강도를정하기위한자료를책임기술자에게보고하여야한다. (3) 시방배합의수정은책임기술자가필요하다고인정할때, 골재원이변경되었을때, 또는잔골재의조립율이 0.2 이상변화가생겼을때실시하여야한다. 해설 (1) 에대하여 시방서또는책임기술자가지시한배합을말하며골재는표면건조 포화상태의것으로잔골재는 5 mm체를전부통과하고굵은골재는 5 mm체에다남는것을 사용한다. 이시방배합은사용하는플랜트의관리상태및계약상대자의시공경험등에의해 시멘트콘크리트포장배합설계지침

71 콘크리트의품질변동에근거하여목표로하는배합휨강도를결정하여설계한다 현장배합 (1) 계약상대자는시멘트콘크리트포장에이용할재료를사용하여시방배합및 시험포장을실시한후그결과를제출하여야하며, 책임기술자와협의하여 현장배합을결정하여야한다. 해설 현장에서사용하는골재의함수상태와잔골재속에포함된굵은골재의양, 굵은골재속에포함된잔골재의양을고려하여시방배합에합치하도록현장에서재료상태와계량방법에따라정한배합을말한다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

72 시멘트콘크리트포장배합설계지침 콘크리트의제조 5

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74 5. 콘크리트의제조 6. 콘크리트의제조 6.1 일반사항 (1) 콘크리트의제조는소정의품질을가져야하며품질변동이적어지도록해야 한다,. 해설 콘크리트를제조함에있어요구되는품질로서는강도, 수밀성, 내구성, 마모에대한저항성등의제조건을만족하는콘크리트가되어야한다. 이와같은콘크리트품질의변동을될수있는대로적게하기위해서는콘크리트의계량이나비비기등의제조공정에대하여충분한주의를기울여야한다. 6.2 재료의계량 (1) 계량은현장배합에의해실시하는것으로한다. (2) 골재의표면수율시험방법은 KS F 2550 및 KS F 2509에따른다. (3) 혼화제를녹이는데사용하는물이나혼화제를묽게하는데사용하는물은단위수량의일부로보아야한다. (4) 1배치량은콘크리트의종류, 비비기설비의성능, 운반방법, 공사종류, 콘크리트타설량등을고려하여정하여야한다. (5) 각재료는 1배치씩질량으로계량하여야한다. 다만, 물과혼화제용액은용적으로계량해도좋다. (6) 계량오차는 1회계량분에대하여표 5.1의값이하이어야한다. (7) 연속믹서를사용할경우, 각재료는용적으로계량해도좋다. 이때의계량오차는믹서의용량에따라정해지는소정의시간당계량분을질량으로환산하고, 표 5.1의값이하이어야한다. 이경우소정의시간당계량분은믹서의종류, 비비기시간등을고려하여적절히정하여야한다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

75 해설 (1) 에대하여시방배합을결정할때와현장에서사용할때에있어서골재의함수상태및입도는서로다르기때문에전자를수정하지않고현장에서그대로사용해서는안된다. (2) 에대하여골재의표면수율은사용수량에미치는영향이크므로, 표면수율을적절한빈도로시험하여그결과를반영한현장배합을기준해서계량하는것은소정의배합으로콘크리트를만드는데대단히중요하다. 또한골재의함수상태는시간및저장방법에따라변하기쉬우므로함수상태를안정되게유지시키는것이매우중요하다. 골재의표면수율의시험방법에는 KS F 2509, KS F 2550 외에메스실린더를사용하는방법, 적외선으로건조하는방법, 전기저항또는유전율 ( 誘電率 ) 을이용하는방법, 중성자를이용하는방법, 카바이트를이용하는방법등여러가지가있다. 이와같은여러가지방법에는장단점이있으므로시험방법의선정에있어서는시험에요하는시간, 시험횟수, 시험의정밀도, 경제성등을고려하여그현장에가장적합한방법을선택하는것이좋다. 최근에는골재저장빈의출구에골재표면수량센서를부착하여표면수율을측정및배합보정하여균질한품질을확보하는시설도있다. (3) 에대하여혼화제를녹이는데사용하는물이나혼화제를묽게하는데사용하는물은단위수량의일부로보아야한다. (4) 에대하여콘크리트 1회분의비비기양은작업효율, 공사비등에큰관계가있으므로공사종류및규모, 콘크리트를치는양, 비비는설비및운반방법등에따라적당하게정하여야한다. (5) 에대하여재료는질량으로계량하는것을원칙으로한다. 그러나물과혼화제용액은체적으로계량하여도상당한정밀도로계량할수있으므로이와같이규정한것이다. 시멘트의운반이벌크차를이용하여현장에직접공급되고, 혼화재도사일로에저장되어질량으로계량되는것이관례로되고있다. 그러나, 소규모공사에서시멘트나혼화재가포대로공급되고, 1포대의질량이소정량이상인경우에는포대단위로계량해도좋다. 다만, 1포대보다적은양은질량으로계량하여야한다. 시멘트를질량으로계량하는수고를덜기위해서는포대단위로만사용할수있도록시멘트 1배치의양을가감하면좋다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

76 5. 콘크리트의제조 (6) 에대하여재료계량에는다소의오차가있게마련이다. 각재료의계량오차에는계량기자체에의한것과재료를계량기에공급할때생기는것, 두가지가있다. 전자의경우는저울의오차를검정질량에의하여확실하게알수있으므로계량기를정비하고보수함으로써충분히줄일수있다. 일반적으로콘크리트공사에사용되는저울의정밀도는최대용량의 0.5퍼센트정도이다. 그러나후자의경우에는재료공급장치등에기인하는오차는거의피할수가없다. 따라서계량장치는계량기및공급장치를포함해서각재료의계량오차가목표로하는계량값에대하여한계오차내에들도록관리하여야한다. 표 5.1에서규정한계량오차는일반공사현장을생각했을경우의최대치를나타낸것으로계량오차는이와같은범위에들도록관리하여야한다. 특히 1회의계량분량이계량기의용량에비하여과소하면계량오차는커진다. 각공사현장에서는계량오차가커지지않을만한공급장치를설치하도록유의하는동시에늘사용하는 1회의계량분량이가장정확하게얻어질수있도록계량기의용량을정하거나필요에따라개수를정하는것이중요하다. 특히, 물의계량기는정밀도를높이도록고려할필요가있다. 계량기의오차는먼지의영향에기인하는수가많으므로집진장치를설치해서계량장치를늘깨끗하게보존하도록하여야한다. 표 5.1 1회계량분의한계오차 재료의종류 측정단위 1회계량분량의한계오차 시멘트 질량 -1%, +2% 골재 질량 ±3% 물 질량또는부피 -2%, +1% 혼화재 질량 ±2% 혼화제 질량또는부피 ±3% 시멘트콘크리트포장배합설계지침

77 6.3 비비기 (1) 포장용콘크리트의재료는반죽된콘크리트가균등하게될때까지충분히비벼야한다. (2) 재료를믹서에투입하는순서는믹서형식, 비비기시간, 골재종류및입도, 단위수량, 단위시멘트량및혼화재료의종류등에따라다르므로 KS F 2455에의한시험, 강도시험, 블리딩시험등의결과또는실적을참고로해서정한다. (3) 비비기시간은시험에의해정하는것을원칙으로한다. 비비기시간에대한시험을실시하지않은경우그최소시간은가경식믹서일때에는 1분 30초이상, 강제식믹서일때에는 1분이상을표준으로해도좋다. (4) 비비기는미리정해둔비비기시간의 3배이상계속하지않아야한다. (5) 비비기를시작하기전에미리믹서내부를모르타르로부착시켜야한다. (6) 믹서안의콘크리트를전부꺼낸후가아니면믹서안에다음재료를넣지않아야한다. (7) 믹서는사용전후에잘청소하여야한다. (8) 연속믹서를사용할경우, 비비기시작후최초에배출되는콘크리트는사용하지않아야한다. (9) 콘크리트의운반은재료분리와함수비의변화가최소화할수있도록해야하며, 운반차는싣거나내리는작업이용이한것이라야한다. (10) 콘크리트는비빈후운반되는과정에서굳지않아야하며, 조금이라도굳은콘크리트는사용해서는안된다. 운반도중콘크리트가건조되는것을방지하기위하여시공자는운반차에적절한보호방법을강구해야한다. 해설 (1) 에대하여균등질의콘크리트를얻을수있을때까지충분히비비기위해서는비비기성능이좋은믹서를사용하여적절한재료의투입순서및비비기시간으로콘크리트를비벼야한다. (2) 에대하여재료를믹서에투입하는적당한순서는믹서형식, 비비기시간, 골재종류및 시멘트콘크리트포장배합설계지침

78 5. 콘크리트의제조 입도, 단위수량, 단위시멘트량, 혼화재료종류등에따라다르므로 KS F 2455 에의한시험, 강도시험, 블리딩시험등의결과또는실적을참고로해서정하는것이좋다. 일반적으로물은다른재료보다먼저넣기시작하여그투입속도를일정하게유지하고, 다른재료의투입이끝난후조금지난뒤에물의주입을끝내도록하면만족스러운결과를얻을수있다. 단, 강제혼합식믹서중에는바닥의배출구를완전히폐쇄시킬수없는것도있으므로이런경우에는물을다른재료보다조금늦게넣는것이좋다. (3) 에대하여충분히비비기위해서필요로하는시간은믹서의형식에따라크게다를뿐아니라믹서의용량, 콘크리트의배합, 혼화재료의종류, 투입순서등에따라다르기때문에 KS F 2455, 기타에의한시험결과로부터이것을정할것을원칙으로한것이다. KS F 2455 에의한모르타르의단위용적질량차가 0.8퍼센트이하이고, 단위굵은골재량의차가 5퍼센트이하인경우에는일반적으로만족스럽게비벼진것으로생각해도좋다. 비비기시간의시험을하지않을경우에는그의최소시간을가경식믹서를사용할경우 1분 30초, 강제식믹서를사용할경우 1분으로해도좋다. 이것은지금까지의시험결과나현장에서의여러가지사정을생각하여보통의경우를표준으로표시한것이며, 믹서의용량이큰경우, 슬럼프가작은콘크리트, 혼화재료나경량골재를사용한콘크리트의경우등에는비비기시간을길게하는것이적당한경우가많다. (4) 에대하여콘크리트를너무오래비비면특히, 믹서용량이큰경우나굵은골재최대치수가크고, 골재가단단하지못한경우에는비비는동안의골재가파쇄되어미분 (fine particles) 의양이많아지거나공기연행콘크리트의경우는공기량이감소하여배출시콘크리트의워커빌리티가나빠지는것외에배출후의시간경과에따라서콘크리트의슬럼프저하량이커진다. 그래서소정의비비기시간을 3배로비볐을때에는믹서의운전을일시중지하도록규정한것이다. 그러나이경우에도콘크리트를배출하는것이곤란해지지않도록때때로믹서를운전하는것이좋다. (5) 에대하여배치믹서를사용하는경우최초의배치는믹서내에모르타르가부착하기때문에소정배합의콘크리트를얻을수없다. 그래서최초에는배합비율이비슷한 시멘트콘크리트포장배합설계지침

79 적당량의모르타르를미리비벼서이를믹서내에자연스럽게부착시킨후나머지를배출시키고, 다음에재료를투입시켜비비는것이적정하다. (6) 에대하여배치믹서에만해당하는규정이며형식이다른경우는별도로한다. 특별한경우가아니면연속식은사용하지않으나이러한경우는책임기술자가콘크리트의품질관리에문제점이없음을확인한후에사용하여야한다. 승인된연속식믹서의경우에도작업개시또는작업이중단되었다다시시작할때는품질이좋지않으므로처음배출되는콘크리트는폐기시켜야한다. 폐기시킬양은믹서용량이상으로한다. (7) 에대하여여러배치사이에사용재료가변하든지또는각배치의사용재료의변화에따라콘크리트의품질에변화가생길염려가있는경우에는믹서를청소한후에 5.3의 (5) 의규정에의하는것이적절하다. (9), (10) 에대하여콘크리트는비빈후부터치기가끝날때까지의시간은 1시간을넘어서는안되며, 에지데이터트럭으로운반하는경우는 90분이상경과해서는안된다. 그러나기온이매우높거나, 시멘트콘크리트가빨리응결할경우에는시간을줄여야한다. 콘크리트를운반차에싣거나내릴때에는그높이를되도록낮게하여, 재료분리가일어나지않도록해야하며, 운반차는사용후적재함내부를깨끗이청소하고물기를제거해야한다. 덤프트럭으로운반할경우에는적재함의틈을없애고적재함상단보다낮고편평하게적재하고수분증발및이물질혼합을막기위해덮개를설치해야한다. 운반차량은포장장비의작업증력에맞는종류와소요대수를결정해야한다. 중앙혼합장에서혼합하고트럭믹서로운반하는경우에는 KS F 4009 의운반규정에따른다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

80 5. 콘크리트의제조 6.4 레디믹스트콘크리트 (1) 레디믹스트콘크리트를사용하기에앞서품질규정으로 KS F 4009 의규정을따를것인가, 기타의규정을따를것인가를결정해야한다. (2) 레디믹스트콘크리트를사용할경우에는원칙적으로 KS 표시허가공장으로서재료시험기사자격을가진기술자혹은이와동등이상의지식과경험이있는기술자가상주하는공장을선정해야한다. (3) 레디믹스트콘크리트를사용할경우에는콘크리트치기에지장이없도록받아들이는시기등에대하여제조자와미리협의해야한다. (4) 레디믹스트콘크리트를내려놓는장소나방법은콘크리트품질에손상이가지않도록적절하게정해야한다. 해설 (1), (2) 에대하여레디믹스트콘크리트를사용하는경우에는 KS 표시허가공장을선정하는것을원칙으로하며, 레디믹스트콘크리트는 KS F 4009 표준품을쓰던가혹은특별히주문해서발주하는것으로한다. 일반적으로 KS F 4009 에적합한레디믹스트콘크리트는포장용콘크리트와다르므로주의해야한다. (3) 에대하여우리나라의레디믹스트콘크리트제조업자는일반적으로포장콘크리트를제조한경험이그리많지않기때문에구입자는사전에사용재료의시험결과, 콘크리트의배합표, 배합결정에관한자료를제조자로부터제시받아요망되는품질을콘크리트가납품될수있는가를확인해두어야한다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

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82 시멘트콘크리트포장배합설계지침 품질관리및검사 6

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84 6. 품질관리및검사 7. 품질관리및검사 7.1 일반사항 (1) 소요품질을갖는콘크리트슬래브를경제적으로만들기위하여콘크리트 재료, 기계설비, 작업등을관리해야한다. 해설 사용목적에적합한포장슬래브를경제적으로만들기위해서는콘크리트의재료, 철근, 제조설비, 작업등에대하여관리하는것이중요하다. 일단콘크리트를치면쉽게뜯어고칠수가없기때문에사용할재료를관리하고기계설비를정비하는한편재료계량, 비비기, 운반, 치기, 양생등각작업을이시방서에서지시하는원칙에따라서유념하여시공하고, 아울러 6.2에정한각종시험을실시하여소정조건의만족여부가의심날경우에는빨리적절한조치를취하는것이중요하다. 각공종별, 장비별, 재료별로체크리스트를준비하여필요한시기에점검확인하고기록한다. 7.2 자재의품질관리 (1) 시멘트, 물, 골재, 혼화재료, 강재등의재료는소요품질을갖고있다는것을확인하여야한다. (2) 검사결과, 재료품질이적당하지않다고판정된경우는재료의개선, 재료변경등적절한조치를취함과동시에, 이재료를사용한콘크리트가구조물에타설되는경우에는소요의목적을달성할수있는지를확인하여야한다. 해설 (1) 에대하여소요성능을갖는콘크리트를제조하기위해서는시멘트, 물, 잔골재, 굵은골재, 혼화재료등이배합설계에있어서선정된재료와동등이상의품질임을확인하는것이중요하다. 이를위해, 재료를받아들이는시점에서시험을실시하여품질을확인할 시멘트콘크리트포장배합설계지침

85 필요가있다. 품질이일정한포장용콘크리트를만들기위해서는콘크리트재료가균질하여야한다. 특히, 중요한공사나대규모공사에있어서는재료의균등성을확인하는것이매우중요하다. (2) 에대하여검사결과, 재료품질이적당하지않다고판정된경우, 골재입도, 잔골재의염소이온량과같이인위적으로개선할수있는가능성이있는경우에는이를개선하여사용을계속해도좋다. 그러나골재의밀도나흡수율과같이인위적으로개선할수없는경우에는사용할재료를변경하는등의조치를취할필요가있다. 이경우검사결과가판명될때까지불합격된재료를사용한콘크리트가이미구조물에타설되어있는경우에는콘크리트가소요의목적을달성할수있는지여부를확인하여적절한조치를취해야한다 시멘트의품질관리 (1) 시멘트의품질관리는표 6.1 에의해실시한다. 해설 KS에규정되어있지않은시멘트는일반적으로특수한성능을가지고특별한목적으로사용된다. 이와같은시멘트는그사용목적을달성하기위해필요로하는품질항목과기준값을적절히정한다음, 여기에근거하여판정할필요가있다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

86 6. 품질관리및검사 표 6.1 시멘트의품질관리 종류 항목 시험 검사방법 시기및횟수 판정기준 KS 에규정되어있는시멘트 KS 에규정되어있지않은시멘트 해당시멘트의 KS 에규정되어있는항목 필요로하는항목 제조회사의시험성적표에의한확인또는해당시멘트의 KS 의방법 공사시작전, 공사중, 1 회 / 월이상, 300 톤마다및제조일로부터 3 월이상경과하여재질의변화가있다고인정되는경우 해당시멘트의 KS 표준에합격한것. 사용목적을달성하기위해정한품질기준에적합한것. KS 표준의국제부합화를위하여 KS L 5201 포틀랜드시멘트, KS L 5210 고로슬래그시멘트, KS L 5211 플라이애시시멘트, KS L 5401 포틀랜드포졸란시멘트의품질기준은 2006 년개정되었으며, 2009 년부터변경된품질기준을적용하게되었다. 특히시멘트강도측정방법은 KS L ISO 679에규정되어있는방법으로개정되었다. 따라서강도시험에사용하는표준사의입도범위, 모르타르의배합, 공시체의제작방법변경에따라압축강도의품질기준값도변경되었으므로품질관리에주의해야한다 혼합수의품질관리 (1) 혼합수의품질관리는표 6.2 에의해실시한다. 해설 혼합수에상수도를사용할경우는사용하고있다는것을나타내는자료를확인하는것으로서특별히시험을실시하지않더라도좋은것으로하였다. 상수도수이외의물을사용할경우는 KS F 4009 부속서 2에적합한것을시험에의해확인하도록한것이다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

87 표 6.2 혼합수의품질관리 종류항목시험 검사방법시기및횟수판정기준 상수도수 - 상수도수를사용하고있다는것을나타내는자료로확인 공사시작전 상수도수일것 상수도수이외의물 KS F 4009 부속서 2 의항목 KS F 4009 부속서 2 의방법 공사시작전, 공사중 1 회 / 년이상및수질이변한경우 KS F 4009 부속서 2 에적합한것 골재의품질관리 (1) 골재의품질관리는표 6.3 에의해실시한다. 해설 골재의시험횟수는주로그입도및함수율의변화정도에따라정할필요가있지만, 공사초기에는적어도 1일 2회이상시험하는것이바람직하다. 공사가진행됨에따라골재의저장및취급의방법이적절하고입도및함수율의변화가작다고판단되면시험의횟수를줄일수있다. 잔골재로서바다잔골재를사용할경우는염화물, 입도및함수율의시험빈도를다른잔골재보다도증가시킬필요가있다. 또, 조개껍질의혼입량이많은경우에는콘크리트의품질에영향을주는경우가있으므로이양에대해서도확인할필요가있다. 골재의산지가바뀐경우에는시험에의해품질을확인할필요가있는것은당연하지만, 산지가동일하더라도채취개소에따라품질이변동하는경우가있으므로입하시에이를확인하여야한다. 시멘트콘크리트포장배합설계지침

88 6. 품질관리및검사 종류항목시험및검사방법시기및횟수판정기준 천연골재 고로슬래그골재 부순골재 순환골재 절대건조밀도및흡수율 KS F 2503, 2504 입도, 조립율 KS F 2502, mm체통과량 KS F 2511 잔골재유기불순물 KS F 2510 점토덩어리 KS F 2512 공사시작전, 공사중 1 회 / 월이상 1), 산지가바뀐경우및 1,000 세제곱미터마다 굵은골재마모율 KS F 2508 석탄및갈탄함유량 KS F 2513 안정성 KS F 년 1회이상 염화물함유량 KS F 일 3회이상 잔골재표면수율 KS F 일 1회이상 화학성분 절대건조밀도및흡수율 KS F 2503 공사시작전, 공사중 단위용적질량 KS F 회 / 월이상 1), 산지가 수중침지 KS F 2544 바뀐경우및 1,000 세제곱 자외선조사 (360nm) KS F 2544 미터마다 입도 KS F 2502 천연골재품질항목 - 공사시작전, 공사중 1회 / 월이상 1), 산지가 입자모양판정실적율 KS F 2505 바뀐경우및 1,000 세제곱 미터마다 알칼리골재반응 KS F 2545 또는 KS F 개월 1회이상 천연골재품질항목 - 공사시작전, 공사중 입자모양판정실적율 KS F 2505 이물질유기이물질함유량무기이물질 KS F 2576 알칼리골재반응 KS F 2545 또는 KS F 2546 주 1) 산모래의경우 0.08 mm체통과량시험은 1 회 / 주이상실시할것. 1 회 / 월이상 1), 산지가바뀐경우및 1,000 세제곱미터마다 6 개월 1 회이상 KS F 2526 에적합할것 3 장 3.4 잔골재 각각의규정에적합할것 KS F 2544 에적합할것 KS F 2573 에적합할것 KS F 2544 에적합할것 바다잔골재의경우및바다잔골재를다른잔골재와혼합하여사용하는경우염소이온량은 1 회 / 주 이상실시할것. 2) 알칼리실리카반응성은 1 회 /6 개월이상, 안정성은 1 회 / 년이상실시할것. 또한한국도로공사에서 시행하는고속국도의경우 3 장 에관한해설과같은이유로 ASTM C 1260 에규정된시 험결과팽창율이 0.1 퍼센트미만이어야한다. 표 6.3 골재의품질관리 시멘트콘크리트포장배합설계지침