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거푸집 존치기간

숙지황 2022.09.09. 22:08

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1. 서론

콘크리트 거푸집의 작업은 설치 및 해체에 있어서 공기 및 품질에 지대한 영향을 주고 있다. 특히 해체 문제는 거푸집 전용과 맞물려 있기 때문에 경제성에도 또한 민감하게 영향을 끼친다.

2. 콘크리트 거푸집의 해체 시기

2.1 공시체 시험에 의한 존치 결정

존치기간 판정을 위해 별도로 공시체를 만들어 콘크리트 압축강도 확인후에 거푸집을 해체하게 한다.

이때, 공시체는 표준 양생이 아닌 현장조건에 가까운 형태로 양생(현장 기건양생(습윤양생))한 것으로 한다.

이러한 경우에는 다음 [표2.1,2.2]에 규정에 따라서 해체하는 것이 일반적이다.

[표2.1] 콘크리트의 압축강도를 시험할 경우(콘크리트 표준 시방서,1999개정판)

부 재

콘크리트 압축강도 (f_cu)

확대기초, 보옆, 기둥, 벽 등의 측면

50 kgf/cm² 이상

슬래브 및 보의 밑면, 아치 내면

설계기준강도×2/3 (≥2/3 )

다만, 140 kgf/cm² 이상

[표2.2] 콘크리트의 압축강도를 시험할 경우(건축공사 표준 시방서,1999개정판)

부 재

콘크리트 압축강도 (f_cu)

확대기초, 보옆, 기둥, 벽 등의 측면

50 kgf/cm² 이상

슬래브 및 보의 밑면, 아치 내면

① 기본적으로 설계강도의 100%발현

② 먼저 해체할 경우, 적절한 계산후 부재에 가해지는 강도보다 압축강도가 상회시, 단 120 kgf/cm² 이상

2.2 존치기간으로 해체를 결정할 경우(공시체 시험이 불가할 경우)

2.1 수직재

2.1.1 시방서와 콘크리트 재령일수[1]⁾에 의한 기준

콘크리트 및 건축공사 시방서에 의하면 압축강도가 50 kgf/cm² 이상일때 해체해도 된다는 기준과 존치일수에 관한 사항이 다음 [표2.3]에 나타나 있다.

[표2.3] 압축강도를 시험하지 않을 경우(건축공사, 콘크리트공사 표

평균기온 10℃이상 적용, 기초, 보옆, 기둥 및 벽에 적용

시멘트의 종류

평균기온

조강포틀랜드시멘트

보통포틀랜드시멘트

고로슬래그시멘트(특급)

포틀랜드포졸란시멘트(A종)

플라이애시시멘트(A종)

고로슬래그시멘트

포틀랜드포졸란

시멘트(B종)

플라이애시시멘트 (B종)

20℃이상

2일

4일

5일

20℃미만∼10℃이상

3일

6일

8일

그러나, 현실적으로 벽체거푸집은 1~2일 정도 이상 존치하지 않으므로 [표2.3]의 방법보다는 압축강도 발현에 의한 방법을 참조한다. 그러나 이것은 실험실에서 만든 실험식에 의한 식이기 때문에 현장여건과 상이한 점이 많다고 할 수 있다. 그러므로, 아래의 강도발현식에 의한 수치는 발현에 의한 강도의 참고 정도로 이해 하는 것이 바람직하다. 여기서, ACI(미국), CEB-FIP(유럽) 규준의 콘크리트 강도발현에 대한 이론적인 수치를 검토하면 다음과 같다.

① ACI 에서 추천하는 압축강도 발현식[1]⁾

콘크리트 재령에 따른 압축강도 추정식

(_c)_t = ( _c)₂₈ - [Equation 1]

( _c)_t = ( _c)_u - [Equation 2]

	: 시멘트 종류와 양생방법에 따라 결정되는 상수(0.05∼9.25)
	: 시멘트 종류와 양생방법에 따라 결정되는 상수(0.67∼0.98)
t	: 콘크리트 재령(Day)
( _c)_t	: 재령이 t일때의 콘크리트 압축강도
( _c)₂₈	: 콘크리트 28일 압축강도
( _c)_u	: 콘크리트 극한강도

■ 습윤양생(Moist curing)의 조건

온도 23 ±1.7℃, 상대습도 95%미만 인 경우

■ 증기양생(Steam curing)의 조건

100℃미만의 온도에서 대기압상태의 증기로 포화시킨다.

■ 상수 a,b는 시멘트의 종류와 양생방법의 영향을 받는다.

■ 상수 a,b는 골재(일반골재, 반골재, 경량골재)에 따른 영향은 크지 않은 것으로 나타난다.

■ 추정식에 있는 상수는 매스 콘크리트, 시멘트 Type Ⅱ, Type Ⅴ및 Pozzolan이 섞인 콘크리트에는 적용할 수 없다. 이와 같은 경우 콘크리트의 강도발현은 보통 콘크리트에 비해 매우 늦어서 소요강도에 도달 되는데 상당한 시간이 소요된다.

■ 시멘트 Type

- 시멘트 Type Ⅰ : 보통 포틀랜트 시멘트(1종)

- 시멘트 Type Ⅱ: 중용열 포틀랜트 시멘트(2종)

- 시멘트 Type Ⅲ: 조강 포틀랜트 시멘트(3종)

- 시멘트 Type Ⅳ: 저열 포틀랜트 시멘트(4종)

- 시멘트 Type Ⅴ: 내황산염 포틀랜트 시멘트(5종)

[표 2.4] 콘크리트 재령에 따른 압축강도의 추정 및 상수 a,b값

Time Ratio

양생방법

시멘트Type

상수a,b

콘크리트 재령 계수

극한강도(_c)_u

일수

연수

( _c)_t

( _c)₂₈

습윤양생

Ⅰ

a=4.0

b=0.85

0.46

0.70

0.88

0.96

1.0

1.08

1.12

1.16

1.17

1.18

Ⅲ

a=2.3

b=0.92

0.59

0.80

0.92

0.97

1.0

1.04

1.06

1.04

1.06

1.09

증기양생

Ⅰ

a=1.0

b=0.95

0.78

0.91

0.98

1.0

1.03

1.04

1.05

Ⅲ

a=0.70

b=0.98

0.82

0.93

0.97

0.99

1.0

1.01

1.02

( _c)_t

( _c)_u

습윤양생

Ⅰ

a/b=4.71

0.39

0.60

0.75

0.82

0.86

0.92

0.95

0.99

1.0

Ⅲ

a/b=2.50

0.54

0.74

0.85

0.89

0.92

0.96

0.97

0.99

1.0

증기양생

Ⅰ

a/b=1.05

0.74

0.87

0.93

0.95

0.96

0.98

0.99

1.0

Ⅲ

a/b=0.71

0.81

0.91

0.95

0.97

0.99

1.0

첫번째 식을 이용한 보통포틀랜드 시멘트의 습윤양생 콘크리트 강도관계식

f’_cm(t) = f’_c28( t / (4 + 0.85 t ) )

② CEB-FIP Model Code (1990)[1]⁾

f’_c(t) = exp

여기서, f’_c(t) = 재령 t 에서의 압축강도

f’_c28 = 평균 28일 압축강도

s = 시멘트 계수 ( 보통시멘트 = 0.25 )

t₁ = 1일

■ 콘크리트 공시체가 20℃에서 양생되었을 조건일 때

③ 각 규준별 재령에 따른 압축강도의 발현

[표 2.5] ACI 규준(에 따른 강도별 재령에 따른 압축강도발현 (단위:kgf/cm²)

	1일	2일	3일	4일	5일	6일	7일	8일	9일	10일
210	43	74	96	114	127	138	148	156	162	168
240	49	84	110	130	145	158	169	178	185	192
270	56	95	124	146	164	178	190	200	209	216
300	62	105	137	162	182	198	211	222	232	240
350	72	123	160	189	212	231	246	259	270	280

(Equation 1, 시멘트 Type Ⅰ, 습윤양생 조건)

[표 2.6] CEB-FIP 규준에 따른 강도별 재령에 따른 압축강도발현 (단위:kgf/cm²)

	1일	2일	3일	4일	5일	6일	7일	8일	9일	10일
210	72	106	126	139	149	157	164	169	173	177
240	82	121	144	159	171	180	187	193	198	203
270	92	136	162	179	192	202	210	217	223	228
300	103	151	179	199	213	224	234	241	248	254
350	120	176	209	232	249	262	273	282	289	296

[표 2.7] 각 규준에 따른 강도별 재령에 따른 압축강도발현 평균치 (단위:kgf/cm²)

	1일	2일	3일	4일	5일	6일	7일	8일	9일	10일
210	58	90	111	126	138	148	156	162	168	173
240	66	103	127	144	158	169	178	185	192	197
270	74	115	143	162	178	190	200	209	216	222
300	82	128	158	180	198	211	222	232	240	247
350	96	150	185	211	230	246	259	270	280	288

■ 이러한 두가지 규준에 따른 이론식으로 콘크리트 1일 강도의 평균 발현치

(58∼96 kgf/cm²)가 시방서 요구사항 사항인 50 kgf/cm²가 이론적으로 상회하므로 해체할 수 있는 조건이 된다.(실험식에 의한 강도 발현식에 의한 추정임.)

2.1.2 국내 실험에 의한 존치기간 판정[1]⁾

① 실험 조건
배합사항 : 물시멘트 비 →40%,50%, 목표 슬럼프 →18±2.5cm

목표공기량 →4.5±1.5%, 실내온도 →20℃

2.1.3 ACI및 BS규준에 의한 존치기간

① ACI 347R Guide to Formwork for Concrete( 3.7 Removal of forms and supports)

[표2.8] ACI 수직재 존치기준 10℃(50℉)이상의 외기 기온일 때
부위	재령	비고
Wall	12hrs
Columns	12hrs
Sides of beams and girders	12hrs

■ 벽체나 기둥에 있는 거푸집이 슬래브나 보의 아랫면을 지지하고 있으면 수평재의 존치기간을 따른다.

② BS 8010에 따른 규정

[표 2. 9] BS 수직재 존치기준(보통, 혹은 내황산염 포틀랜드 시멘트)

부위

콘크리트 표면온도

비고

16℃이상

7℃이상

t=온도

(0∼25℃)

수직재(벽, 기둥, 보옆)

12hr

18hr

※콘크리트 압축강도가 102 kgf/㎠ (10N/㎟)이상이거나 허용휨발생시 최대응력의 2배이상의 콘크리트 강도 중 큰값이상 일 때 해체가능

※ 만약 콘크리트 표면온도를 구하지 못하는 상황일 경우 주변대기 온도를 이용 할 수도 있다.

2.2 수평재

수평재의 경우 국내의 콘크리트 표준 시방서와 , 건축공사 표준 시방서에서는 거푸집 존치기간으로 규정하고 있지 않으므로 ACI Code나 영국의 BS Code를 준용하여 사용하는 것도 유용하다.

2.2.1 ACI및 BS규준에 의한 존치기간

① ACI 347R Guide to Formwork for Concrete( 3.7 Removal of forms and supports)

[표 2. 12] ACI 수평재 존치기준

부위			최소 존치기간		비고
Pan Joist거푸집		폭76cm이하	3일		※설계강도의 70%이하시 해체불가 ※( )는 거푸집만 분리해체 가능한 경우의 거푸집 존치기간
		폭76cm초과	4일
보 밑		하중조건	설계 적재하중이 고정하중보다 적을 경우	설계 적재하중이 고정하중보다 클 경우^Ø
		Clear Span이 3m이하	7일(3.5일)	4일
		Clear Span이 3m초과 6m이하	14일(7일)	7일
		Clear Span이 6m초과	21일(10.5일)	14일
아치중앙부			14일	7일
슬래브 밑	One-way 슬래브	Clear Span이 3m이하	4일(3일)	3일
		Clear Span이 3m초과 6m이하	7일(3.5일)	4일
		Clear Span이 6m초과	10일(5일)	7일
	Two-way 슬래브		전문참조

② BS 8010에 따른 규정

[표 2. 13] BS 수평재 존치기준(보통, 혹은 내황산염 포틀랜드 시멘트)

부위		콘크리트 표면온도			비고
부위		16℃이상	7℃이상	t=온도 (0∼25℃)	비고
보밑	거푸집	10일	15일		※콘크리트 압축 강도가 102 kgf/㎠ (10N/㎟) 이상이거나 허용휨발생시 최대응력의 2배이상의 콘크리트 강도 중 큰값이상 일 때 해체가능
보밑	동바리	14일	21일
슬래브 밑	거푸집	4일	6일
슬래브 밑	동바리	10일	15일

※ 만약 콘크리트 표면온도를 구하지 못하는 상황일 경우 주변대기 온도를 이용 할 수도 있다.

거푸집 존치기간

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