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양생방법

숙지황 2022.09.14. 01:23

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콘크리트의 所要强度를 내기 위하여 마지막으로 주의를 기울여야 될 사항이 바로 콘크리트 양생작업이다.

콘크리트의 양생에서 무엇보다 중요한 사항은 온도와 습도의 유지이다.

특히 토기양생에서는 적절한 온도와 습도의 유지가 중요한 역할을 하며 초기 양생이 제대로 이루어지지 않을 경우 콘크리트의 장기강도는
크게 손상되었다.

Ⅰ. 콘크리트 양생

1. 서론

콘크리트가 경화하여 충분한 강도를 얻으려면 시멘트 수화 반응이 필요하다.

시멘트와 물의 수화반응은 아래와 같은 조건에서는 현저히 저하 또는 지연된다.

① 수화반응에 필요한 물이 충분치 않을 때

② 온도가 낮을 때

③경화초기에 진동, 충격, 급격한 온도 변화를 받을 때

양생이란 이들 조건에서 콘크리트를 보호하여 진행시키는 조치로서 양생방법을 목적별로 분류하면,

① 습윤양생(수화에 필요한 물의 유지 및 보급)

② 보온양생(적당한 온도로 보호)

③ 촉진양생(상압증기)으로 구분할 수 있다.

2. 습윤 양생

콘크리트가 경화될 때 시멘트 수화작용에 필요한 W/C는 22∼27%이지만 콘크리트에서는 워커빌리티를 향상시키기 위해 이보다 많이 사용된다.

그러나 블리딩이나 표면이 건조되면 콘크리트 내부의 물이 표면으로 이동되어 충분한 수화반응을 할 수 없는 경우가 있는데 초기 재령에서
급격한 건조는 강도발현이 늦을뿐만 아니라 표면크랙이 원인이 되기도 한다.

습윤양생 기간과 강도 관계를 나타내는 연구로서 H.J.Gilkey데이타가 잘 알려져 있다.

습윤양생하면 장기 강도가 증진하고 대기중에 방치하면 강도가 격감하며 재차 습윤상태로 돌이키면 강도는 증대한다.

3. 보온양생

시멘트 수화반응은 화학반응이기 때문에 양생온도가 저하되는 만큼 강도 발현이 지연된다.

또 경화되지 않았을 때 동결을 받으면 강도는 영구히 저하된다. 온도가 저하되면 수분은 얼음으로 되어 이 부분이 공구상태로 존재하기 때문이다.

일반적으로 압축강도가 50kg/cm²에 달하면 초기동해 영향을 받지 않으므로 한중 콘크리트의 초기양생에서 이것을 목표로 하고 있다.

4. 촉진양생(상압증기 양생)

일반적으로 시멘트 콘크리트 제품을 만들 때 형틀의 조기 회전, 조기 출하등의 관점으로부터 조기에 고강도를 발현하는 방법으로 이 촉진양생을 많이 하며
양생방법은 대부분 상압증기 양생방법을 많이 이용하고 오토 클레이브 양생하는 방법도 있다.

KS에서는 상압증기 양생을 하는 경우(파일 제조 경우)

① 온도가 균등히 상승하도록 증기를 통해야 한다.

② 콘크리트를 비빈후 2시간이상 경과한 다음 증기 양생

③ 상승온도는 20℃/h이하의 비율로 최고 65℃까지

④ 양생종료후 온도를 서서히 내리고 외기 온도와 큰 차가 없을 때 꺼낸다. 라고 규정되어 있다.

(1) 전양생

최적의 전양생 기간은 사용하는 시멘트 종류에 따라 일정치 않지만 일반적으로 KS에서는 2시간 이상, JIS에서는 2시간, 또는 3시간 이상
ACI에서는 1∼7시간, HANS에 연구결과 3∼5시간 정도이다.

전 양생기간을 변화시킨 경우의 강도 변화는 <그림4>와 같이 4시간 전후 전양생이 가장 좋은 결과를 나타냈는데 이는 <그림5>와 같이 시멘트 수화 잠복기간이
지난 시점에서 증기 양생하는 것이 가장 바람직한 것으로 보인다.

[시험조건]

포틀랜드시멘트 1.24kg, 모래(조립율2.69) 2.08g 물517㎖를 5ㅫ×10cm 원통 공시체로 제작

증기양생온도: 20℃

전양생기간: 15분, 30분, 1시간, 2시간, 4시간, 8시간 16시간(7수준)

가열속도: 20℃/h

최고온도: 65℃, 85℃(2수준)

최고온도 지속시간: 5시간

냉각온도: 20℃/h로 30℃까지 냉각되면 증기 양생을 중지하고 시료를 꺼냄

(2) 승온 공정

전양생과 밀접한 관계로서 콘크리트 품질을 좌우하는 중요한 공정이다.

일반적으로 상승온도는 15∼20℃/h가 최적이며 30℃/h이상 보다 빠른 경우 콘크리트를 팽창시켜 품질 저하 원인이 된다. 그러나
저속으로 온도를 올리면 콘크리트에 해를 주지 않지만 전양생기간이 길어 경제적인 양생 방법이 되지 못한다. 이의 일례가 <그림6>이다.

<그림6> 압축강도와 온도상승 속도간의 관계

(3) 정온공정

촉진양행 할 때 최고온도는 65℃이하로 규정되어 있는데 최고 온도가 높으면 촉진 양생후 단시간 강도는 높지만 그 이후 시간 경과에 따른 강도
신장은 작게된다.

이것은 온도가 높으면 수화가 촉진되어 시멘트 입자표면의 수화물이 치밀하기 때문에 시멘트 입자 내부에서의 수화진행이 방해되기 때문이라 생각한다.

한편 최고 온도 유지시간이 길면 수화가 증진되어 콘크리트 강도가 높지만 실제 제품을 만드는 경우 경제성등을 고려하면 최고온도 유지시간을
규제하여 한다.

주6시간 경과되면 강도발생 비율이 약60%(표준양생 28일 강도 대비)이므로 유지시간은 6시간 정도가 좋지 않나 생각된다.

(4) 항온공정

이 공정은 물리적인 면으로 보아 제품을 만드는데 중요한 하나의 공정이다. 조내의 증기 공급을 정지시키면 조내온도는 급격히 저하
콘크리트 제품표면은 동시에 저하되지만 콘크리트 중심 온도는 시간이 걸리면 저하된다.

Ⅱ. 시멘트 벽돌 및 속빈 시멘트블록의 양생방벅과 관련한 제고찰

1. 시멘트 벽돌 및 속빈 시멘트 블록의 양생방법

진동압축성형후 습도 약 100%이상인 양생실에 넣어 500℃ 이상 보존한 후 이외에 적상하여 성형후 통상 4,000℃ 이상 다습상태로 양생한다.

이때 양생실에 500℃ 이상 보존시키는 방법은 다음과 같다.

(1) 시멘트 벽돌

<표1> 및 <표5>에서 보는 바와 같이 최고온도 65℃일 경우가 압축강도 및 원가면에서 적당함(이때 65℃가 되도록 온도를 서서히 증가시키는데
걸리는
소요시간은 5.0시간으로 이때 단위당 유류대의 원가는 0.83원으로 됨)

(2) 속빈시멘트 블록

<표1> 및 <표5>에서 보는 바와 같이 최고온도 60℃일 경우가 압축강도 및 원가면에서 적당함(이때 60℃가 되도록 온도를 서서히 증가시키는데
걸리는
소요시간 및 단위당 유류대의 원가는 <표5>와 같음)

(3) 시멘트 벽돌 및 속빈 시멘트 블록, 공히 최고온도 상승후 그 상태에서 7∼10시간 보존 후 양생실 문을 개방함(이때 양생실내에 있는 수증기가
완전히 증발한 후에 제품을 야적장에 이동시키도록 함)

[비고]

KSF 4002(속빈 시멘트 블록)

제3(재료 및 제조방법)

2. 양생온도에 따른 제품별 압축강도 비교

<표1>

기간 : 82. 4. 1 ∼ 5. 20

최고온도

속 빈 시 멘 트 블 록 (3급, 40kg/cm²)

(B형, 50kg/cm²)

100mm

190mm

초기강도

σ₇

σ₁₄

초기강도

σ₇

σ₁₄

초기강

σ₇

σ₁₄

60℃

65℃

70℃

[비고]

1) 시멘트 벽돌은 시멘트 1포당 280장 생산, 잔골재(강사, 왕사, 석분)의 배합비는 3:62:35를 기준으로 한 것임.

2) 속빈 시멘트 블록은

100mm: 40장/포 잔골재(강사, 왕사, 석분)의 배합비 14:64:22 기준

190mm: 16장/포 잔골재(강사, 왕사, 석분)의 배합비 20:49:31 기준

3. 시멘트 포당 생산량에 따른 압축강도 비교

<표2> 시멘트 벽돌

기간: 82. 4. 1 ∼ 5. 20

생산량 / 포

초 기 강 도⁴⁾

σ₇

σ₁₄

σ₂₈

25¹⁾

109

280²⁾

66.5

310³⁾

37.5

[註]

1) 잔골재(강사, 왕사, 석분)의 배합비율 - 4:60:36

2) 잔골재(강사, 왕사, 석분)의 배합비율 - 7:49:44

3) 잔골재(강사, 왕사, 석분)의 배합비율 - 3:63:34

4) 초기강도는 양생도시 520℃(65℃×8시간) 일때의 강도수치를 말함.

참고사항: 혼화제를 사용했을 경우

<표3> 1) 증기 양생

기간 : 82. 5. 15 ∼

생산량 / 포

초 기 강 도

σ₇

σ₁₄

비 고

287

혼화제 첨가시

287

혼화제를 첨가하지 않을 경우

<표4> 2) 살수 양생

기간 : 82. 5. 15∼

생산량 / 포

초 기 강 도

σ₇

σ₁₄

비 고

280

혼화제를 사용하지 않을 경우

280

혼화제 첨가시

330

4. 최고온도에 따른 유류대의 제품별 단위당 원가 비교

<표5> 기간 : 82. 2. 1 ∼ 5. 20

최 고 온 도

시멘트 벽돌 B형

속 빈 시 멘 트 블 록 (3급)

100mm

150mm

190mm

4.68(4.04)

4.50(6.18)

4.97(8.73)

5.0시간 (0.83원)

5.3(11.90)

7.32시간 (1.20원)

[비 고]

1) 여기서 말하는 시간은 최고온도까지 올리는데 소요되는 시간을 말함.

2) ( )안은 최고온도를 올리는데 소요된 유류대의 단위 제품당 소요금액임.

(B.C유 188.43원/l, 경유 268.0원/l)

3) 양생도시는 양생실의 문을 개방하는 시간에 따라 차이가 있음.

(통상 최고온도에 도달한 후 7∼10시간 이후에 양생실 문을 개방함)

4) 각 표안의 수치는 조사기간중의 평균치임.

[참고]: KSF4002(속빈 시멘트 블록), 3(재료 및 제조방법)

성형후는 습도 약 100%의 실내에서 500℃⁵⁾이상 보존하고, 그 후 성형후 의 통상 4,000℃ 이상 다습상태로 양생한다.
다시 그 후는 7일간 이상 보존해서 축하한다.

이 경우 <표4>에 나타내는 최대흡수율에 대한 함수율 비를 얻을수 있도록 건조하는 것이 바람직하다.
상기의 양생은 오토크레이브, 화학처리등에 의한 특수양생의 경우는 이에 적용하지 않는다.

[註 5)] 도시는 양생온도(℃)와 양생시간(h)을 서로 곱한 값이다.

[비고]

1) 초기에 있어서 실내양생에 상압의 증기양생을 실시하는 경우에는 다음의 주의가 필요하다.

① 시멘트의 응결을 시작하는 시기에 급격한 온도의 변화를 주어서는 안된다.

② 양생실 온도의 올리는 방법 및 내리는 방법은 급격한 온도의 변화가 생기지 않도록 실시해야 한다.

③ 양생실의 온도는 최고 65℃를 초과하지 않는 것이 바람직하다.

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