거푸집 측압 총정리! (정의, 계산, 기준, 증가 요인, 콘크리트 헤드)

오늘은 거푸집 붕괴사고를 예방하기 위해 알아야하는, 거푸집 측압에 대해 포스팅 하였습니다.

거푸집 측압의 정의, 계산, 기준, 증가 요인, 콘크리트 헤드에 관한 내용을 모아 보았습니다! ^_^

 

 

 

 

측압 이란?

 

측압은 생콘크리트를 거푸집에 부어 넣고 진동기를 사용해 타설할 때, 거푸집 측면에 가해지는 압력을 말합니다.

측압이 부족하면 콘크리트가 제대로 다짐되지 않아 내구성이 떨어지고, 표면이 부실해지는 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 하지만 반대로, 측압이 지나치게 높으면 거푸집이 파손될 수 있고, 건축물의 품질에도 오히려 악영향을 미칠 수 있으므로 적절한 측압 조절이 중요합니다.

 

 

 

거푸집 측압 계산

 

거푸집의 측압 계산은 [거푸집 및 동바리 KCS 14 20 12 : 2022  - 국토교통부] 의 기준을 적용합니다.

계산식과 관련 요소는 아래와 같습니다.

 

※ 콘크리트 슬럼프는 콘크리트 혼합물의 유동성을 나타내는 지표 중 하나로, 콘크리트 혼합물을 원통형의 모양으로 놓았을 때 중심축에서 떨어지는 거리를 말합니다. 즉, 콘크리트 혼합물이 얼마나 유동성이 있는지를 나타내는 것입니다.

 

※ 화학첨가물 중, 고로슬래그와 플라이애쉬는 콘크리트 혼화재의 구성 재료로 사용됩니다.

 

※ 고로슬래그는 철강 제련 과정에서 발생하는 부산물로, 고로에서 철광석을 용해할 때 생성됩니다. 높은 강도와 내화성, 내식성 등의 특징을 가지고 있어 콘크리트 혼합물에 추가되면 콘크리트의 물성을 향상시키는 데 도움을 줍니다. 또한, 적정 양으로 첨가하면 콘크리트 내부 열화반응을 억제할 수 있는 효과도 있습니다.

 

※ 플라이애쉬는 석탄 화력발전소의 연소로 발생하는 재료입니다. 미세한 입자 크기와 석회, 실리카, 알루미나 등의 주성분으로 이루어져 있습니다. 콘크리트 혼합물에 첨가하면 물성 개선 효과가 있습니다. 물 흡수성을 감소시키고, 콘크리트의 강도와 내구성을 향상시키는데 도움을 줍니다. 또한, 플라이애쉬는 산화성을 감소시켜 콘크리트 내부 열화반응을 억제할 수 있는 효과도 있습니다.

 

 

측압 증가 6요인

 

1. 콘크리트 무게

 

콘크리트의 단위 중량은 거푸집 표면에 수직으로 가해지는 콘크리트의 측압에 직접적인 영향을 미칩니다. 측압은 콘크리트의 단위 중량에 깊이를 곱한 값과 같습니다.

 

• 일반 콘크리트: 24 kN/m³ (또는 약 2,400 kg/m³)
  이 값은 보통 구조용 콘크리트로 사용되는 일반적인 밀도입니다.
  
  
• 제1종 경량골재 콘크리트: 20 kN/m³ (또는 약 2,000 kg/m³)
  이 값은 경량골재(일반적으로 경추제로 제조된 경량 콘크리트)를 혼합한 경우의 밀도입니다. 경량골재는 콘크리트의 단위 중량을 낮추는 데 사용됩니다.
  
  
• 2종 경량골재 콘크리트: 17 kN/m³ (또는 약 1,700 kg/m³)
  이 값은 더 낮은 단위 중량을 갖는 경량골재를 혼합한 경우의 콘크리트 밀도입니다. 2종 경량골재 콘크리트는 단위 중량을 더욱 낮추기 위해 사용됩니다.

 

 

2. 타설 속도

타설속도는 측압과 비례합니다. 따라서 타설속도가 빠를수록 측압도 증가합니다. 그렇기때문에 부재별 적정한 타설속도를 준수하여 시공하여야, 측압이 예상치를 초과하지 않도록 조절할 수 있습니다.

 

콘크리트의 타설 속도는 다양한 요인에 따라 다를 수 있으며, 일반적으로 다음과 같은 기준을 참고할 수 있습니다. 그러나 실제 적용 시에는 프로젝트 요구 사항, 현장 조건 및 콘크리트 혼합물의 특성에 따라 속도가 조정될 수 있습니다.

 

• 수직 구조물 (기둥, 벽 등): 3 ~ 4 m/hr
• 수평 구조물 (바닥, 슬래브 등): 5 ~ 7 m/hr
• 대형 구조물 (다리, 교량 등): 8 ~ 12 m/hr

 

 

3. 콘크리트 다짐 (진동기)

 

내부 진동은 일시적으로 측압을 10~20% 증가시킵니다. 진동을 가할 경우, 콘크리트가 액체처럼 작동하기 때문입니다.

따라서 콘크리트를 타설하는 동안 더 큰 압력을 견딜 수 있도록 거푸집을 설계하고 진동 깊이를 제어해야 합니다. 재진동과 외부 진동은 내부 진동에 비해 거푸집에 더 큰 하중을 발생시킵니다.

 

자세한 내용은 아래 포스팅을 참조해주세요!

콘크리트 다짐 총정리! (다짐방법, 다짐기, 진동기 종류, 다짐대, 과다짐)

 

 

4. 콘크리트 온도

 

타설 중 콘크리트의 온도는 콘크리트 양생 시간을 좌우하는 요소 중 하나이기 때문에 측압에 큰 영향을 미칩니다. 온도가 낮을수록 콘크리트의 경화가 지연되고, 더 많은 양의 콘크리트를 타설해야 거푸집 아래쪽의 콘크리트가 굳어 스스로를 지탱할 수 있습니다.

이로 인해 콘크리트 헤드 높이가 증가하여 측압이 높아집니다. 그렇기 때문에 거푸집을 설계할 때 추운 날씨를 고려해야 합니다.

 

 

 

 

5. 콘크리트 슬럼프

 

콘크리트의 슬럼프는 콘크리트 혼합물의 유동성을 나타내는 지표입니다. 슬럼프는 콘크리트가 흘러가는 능력을 의미하며, 클수록 콘크리트는 더 유동적이고 흐르는 경향을 갖습니다.

 

슬럼프가 클수록 콘크리트 혼합물은 더 유동적이므로, 콘크리트를 유지하고 지지하는 압력이 커지는 특성이 있습니다. 따라서 측압은 슬럼프와 직접적인 관련이 있습니다.

 

 

6. 콘크리트 화학 첨가물

 

시멘트 종류, 지연 혼화제의 사용, 시멘트 대체재로 플라이애시 또는 슬래그시멘트를 사용하는 것은 모두 측압에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 국토교통부는 이러한 구성 요소의 영향을 설명하기 위해 화학 계수를 제공합니다.

거푸집 및 동바리  KCS 14 20 12 : 2022  - 국토교통부

 

 

콘크리트 헤드?

 

콘크리트 헤드(Concrete Head)란 Con'c 타설 위면 부터 최대측압이 생기는 지점까지의 거리입니다.