동절기 한중콘크리트 품질관리 기준
한중콘크리트란 콘크리트 타설 후의 양생기간에 콘크리트가 동결한 우려가 있는 시기에 시공되는 콘크리트를 말합니다. 이때 한중콘크리트의 정의와 주의사항, 자재, 배합, 시공, 운반, 타설, 양생기준에 대해 아래 내용 참고하시기 바랍니다.
한중콘크리트의 정의 및 개요
- ①타설일의 일평균기온이 4℃ 이하 또는 ②콘크리트 타설 완료 후 24시간 동안 일최저기온이 0℃ 이하가 예상되는 조건이거나 ③그 이후라도 초기동해 위험이 있는 경우 한중콘크리트로 시공
- 한중 콘크리트를 시공할 때에는 콘크리트가 동결되지 않아야 하며, 또 한랭 기온에서도 소요의 품질이 얻어지도록 적절한 조치를 취하여야 한다.
- 매스콘크리트, 고강도 콘크리트 등은 타설 후 콘크리트에 많은 수화열이 발생하므로 이 경우에는 책임기술자의 승인을 얻어 규정의 일부 또는 전부를 적용하지 않을 수 있다.
한중콘크리트 시공 시 주의사항
- 응결 및 경화 초기에 동결되지 않도록 할 것
- 양생 종료 후 따듯해질 때까지 받는 동결융해작용에 대하여 충분한 강성을 가지게 할 것
- 공사 중의 각 단계에서 예상되는 하중에 대하여 충분한 강도를 가지게 할 것
한중콘크리트의 자재
- 시멘트는 KS L 5201에 규정되어 있는 포틀랜드 시멘트를 사용하는 것을 표준으로 한다.
- 골재가 동결되어 있거나 골재에 빙설이 혼입되어 있는 골재는 그대로 사용할 수 없다.
- 방동ㆍ내한제 등의 특수한 혼화제를 사용할 때는 품질이 확인된 것을 사용하여야 한다.
- 재료를 가열할 경우, 물 또는 골재를 가열하는 것으로 하며, 시멘트는 어떠한 경우라도 직접 가열할 수 없다. 골재의 가열은 온도가 균등하게 되고 또 건조되지 않는 방법을 적용하여야 한다.
- 재료를 가열했거나 재료의 온도를 알 수 있을 때 비빈 직후 콘크리트의 온도는 적절한 식으로 계산하여 적용할 수 있다.
한중콘크리트의 배합
- 한중 콘크리트에는 공기연행콘크리트를 사용하는 것을 원칙으로 한다.
- 단위수량은 초기동해 저감 및 방지를 위하여 소요의 워커빌리티를 유지할 수 있는 범위 내에서 되도록 적게 정하여야 한다.
- 한중 콘크리트의 배합은 초기동해 피해 방지를 위한 소요 압축강도가 초기양생 기간 내에 얻어지고, 콘크리트의 설계기준압축강도가 소정의 재령에서 얻어지도록 정하여야 한다.
- 물-결합재비는 원칙적으로 60 % 이하로 하여야 한다.
- 배합강도 및 물-결합재비는 KCS 14 20 10(2.2.2) , KCS 14 20 10(2.2.3) 에 의하여 결정하여야 한다.
- 배합강도 및 물-결합재비는 적산온도방식에 의해 결정할 수 있다.
한중콘크리트 재료의 품질관리
- 콘크리트를 비빈 직후의 온도는 기상 조건, 운반 시간 등을 고려하여 타설 할 때에 소요의 콘크리트 온도가 얻어지도록 하여야 한다.
- 가열한 재료를 믹서에 투입하는 순서는 시멘트가 급결하지 않도록 정하여야 한다.
- 콘크리트를 비빈 직후의 온도는 각 배치마다 변동이 작아지도록 관리하여야 한다.
- 한중 콘크리트의 자재 품질관리는 KCS 14 20 10(2.3)의 해당규정에 따른다.
한중콘크리트 타설 기준
- 타설할 때의 콘크리트 온도는 구조물의 단면 치수, 기상 조건 등을 고려하여 (5 ~ 20) ℃의 범위에서 정하여야 한다. 기상 조건이 가혹한 경우나 단면 두께가 300mm 이하인 경우에는 타설 시 콘크리트의 최저온도를 10℃ 이상 확보하여야 한다.
- 콘크리트를 타설 할 때에는 철근이나, 거푸집 등에 빙설이 부착되어 있지 않아야 한다.
- 콘크리트를 타설할 마무리된 지반은 콘크리트 타설까지의 사이에 동결하지 않도록 시트 등으로 덮어놓아야 한다. 이미 지반이 동결되어 있는 경우에는 적당한 방법으로 이것을 녹인 후 콘크리트를 타설 하여야 한다.
- 시공이음부의 콘크리트가 동결되어 있는 경우는 적당한 방법으로 이것을 녹여 KCS 14 20 10(3.6.1~3.6.3)에 제시한 방법으로 콘크리트를 이어 타설하여야 한다.
- 타설이 끝난 콘크리트는 양생을 시작할 때까지 콘크리트 표면의 온도가 급랭할 가능성이 있으므로, 콘크리트를 타설한 후 즉시 시트나 기타 적당한 재료로 표면을 덮고 특히, 바람을 막아야 한다.
한중콘크리트의 양생 기준
- 콘크리트 타설이 종료된 후 초기동해를 받지 않도록 초기양생을 실시하여야 한다. 초기양생 방법 및 양생 기간은 외기 온도, 배합, 구조물의 종류 및 크기 등을 고려하여 정하여야 한다.
- 콘크리트는 타설 후 초기에 동결하지 않도록 잘 양생하여야 하고, 특히 구조물의 모서리나 가장자리의 부분은 보온하기 어려운 곳이어서 초기동해를 받기 쉬우므로 초기양생에 주의하여야 한다.
- 콘크리트를 타설한 직후에 찬바람이 콘크리트 표면에 닿는 것을 방지하여야 한다.
- 한중 콘크리트는 표 1의 소요 압축강도가 얻어질 때까지 콘크리트의 온도를 5 ℃ 이상으로 유지하여야 하며, 또한 소요 압축강도에 도달한 후 2일간은 구조물의 어느 부분이라도 0 ℃ 이상이 되도록 유지하여야 한다.
- 표 1의 강도를 얻기에 필요한 양생 일수는 시험에 의해 정하는 것이 원칙이나 5 ℃ 및 10 ℃에서 양생 할 경우의 일반적인 표준은 표 2와 같다.
- 매스 콘크리트의 초기양생은 단열보온 양생에 준하여 콘크리트를 타설할 때 콘크리트의 온도, 시멘트의 종류, 시멘트양, 혼화제의 종류, 부재의 주변온도 및 구속조건 등에 따라 콘크리트의 중심온도가 과도하게 높아지지 않도록 하고, 또한 부재의 온도차이가 크지 않도록 계획하여야 한다.
- 초기양생은 구조체 관리용 시험체를 제작하여 표 1에 표시된 압축강도가 얻어졌는지 확인 후 책임기술자의 승인을 받아 종료하여야 한다. 이때, 구조체 관리용 시험체는 타설된 구조체와 동일한 조건으로 양생 한 후 압축강도 시험을 실시한다.
- 단면의 두께가 얇고 보통의 노출상태에 있는 콘크리트는 초기양생 종료 후 계속 특별한 보온 양생을 하지 않는 경우 콘크리트 노출면은 시트, 기타 적절한 재료로 덮어서 초기양생 완료 후 2일간 이상은 콘크리트의 온도를 0℃ 이상으로 보존하여야 한다.
한중콘크리트의 보온양생
- 한중 콘크리트의 보온 양생 방법은 급열 양생, 단열 양생, 피복양생 및 이들을 복합한 방법 중 한 가지 방법을 선택하여야 한다.
- 콘크리트에 열을 가할 경우에는 콘크리트가 급격히 건조하거나 국부적으로 가열되지 않도록 하여야 한다.
- 급열 양생을 실시하는 경우 가열설비의 수량 및 배치는 시험가열을 실시한 후 결정하여야 한다.
- 단열 양생을 실시하는 경우 콘크리트가 계획된 양생온도를 유지하도록 관리하며 국부적으로 냉각되지 않도록 하여야 한다.
- 보온 양생 또는 급열 양생을 끝마친 후에는 콘크리트의 온도를 급격히 저하시키지 않아야 한다.
- 보온 양생이 끝난 후에는 양생을 계속하여 관리재령에서 예상되는 하중에 필요한 강도를 얻을 수 있게 실시하여야 한다.
한중콘크리트의 품질관리 기준
1. 한중 콘크리트의 현장 품질관리는 KCS 14 20 10(3.5.4) 외에 아래 표3. 에 따른다.
2. 양생을 끝낼 시기, 거푸집 및 동바리를 해체할 시기에 대하여는 현장 콘크리트와 동일한 상태에서 양생 한 공시체의 강도시험에 의하거나 콘크리트의 온도기록에 의한 적산온도로부터 추정한 강도에 의해 정하여야 한다.
- 구조체 콘크리트의 압축강도 검사는 현장봉함양생으로 실시한다.
- 양생기간 중에는 콘크리트의 온도, 보온된 공간의 온도 및 기온을 자기온도기록계로 기록한다. 다만, 콘크리트가 동결할 위험성이 작은 경우에는 그 주위의 기온만을 기록하여 양생관리 할 수 있다.
3. 물-결합재비를 적산온도 방식에 의하여 정한 경우, 사용한 콘크리트의 품질관리 또는 품질 검사를 위한 압축강도시험의 재령은 아래 식으로부터 정하여야 한다. 다만, 시험체의 양생은 (20 ± 2) ℃인 수중양생으로 한다.
참고자료 : KCS 14 20 40 : 2022 한중콘크리트 (국토부 표준시방서)
한중기간 콘크리트 타설 시 초기 동해 방지를 고려하여 시공을 해야 하거나 겨울철 공사를 피해야 하지만 민간 발주의 경우 연말이 될수록 발주 건수가 줄어드는 반면 공공공사의 경우 11월 ~ 12월의 발주가 평균이상으로 급속하게 증가하는 것을 볼 수 있습니다. 공공기관의 연말 발주가 증가하는 이유는 연말이 되면 예산을 모두 사용하기 위해 무더기 발주를 하게 되는 경우가 흔하기 때문입니다. 이런 문제로 겨울철 공사가 증가되고 무리한 공사가 진행되어 공사 중 초기동해로 인한 문제점이 발생할 수 있습니다.
이러한 점을 감안하여 동절기에 사용하는 한중콘크리트의 정의와 배합, 재료관리, 품질관리, 타설관리, 양생관리 기준에 대해 위 내용 참고하시기 바랍니다. 기타 건설공사 표준시방서 등 관련자료는 아래 링크 또는 카테고리 활용하시기 바랍니다.
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