콘크리트 슬럼프 테스트
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1. 개요
콘크리트 슬럼프 테스트는 굳지 않은 콘크리트의 반죽질기를 측정하는 시험 방법이다. 원뿔대 모양의 금속 몰드인 슬럼프 콘을 사용하여 시험하며, 콘크리트에 슬럼프 콘을 채우고 다진 후 콘을 제거했을 때 콘크리트가 내려앉는 정도를 측정한다. 슬럼프 값은 콘크리트의 유동성을 나타내며, 콘크리트의 종류와 용도에 따라 적절한 범위가 있다. 슬럼프 값 외에도 슬럼프 플로우, 슬럼프의 유형 등을 통해 콘크리트의 품질을 평가한다.
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| 콘크리트 슬럼프 테스트 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 목적 | 갓 혼합된 콘크리트의 작업성을 측정 |
| 관련 기준 | ASTM C143 EN 12350-2 KS F 2402 |
| 시험 방법 | |
| 준비물 | 슬럼프 콘 (원뿔대 모양의 틀) 다짐대 (강철 막대) 자 곧은 모서리 (평평한 막대) |
| 콘 채우기 | 콘을 세 겹으로 나누어 채우고, 각 층마다 다짐대로 25회 다짐 |
| 콘 제거 | 콘을 수직으로 조심스럽게 들어올림 |
| 슬럼프 측정 | 콘크리트가 내려앉은 높이를 측정 |
| 슬럼프 종류 | 전단 슬럼프 붕괴 슬럼프 진 슬럼프 |
| 슬럼프 값의 의미 | |
| 높은 슬럼프 값 | 콘크리트가 묽어 작업성이 좋지만, 강도가 낮을 수 있음 |
| 낮은 슬럼프 값 | 콘크리트가 되직하여 작업성은 나쁘지만, 강도가 높을 수 있음 |
| 적절한 슬럼프 값 | 콘크리트의 종류와 용도에 따라 다름 |
| 주의사항 | |
| 시험 환경 | 평평하고 진동이 없는 곳에서 실시 |
| 다짐 방법 | 각 층마다 균일하게 다짐 |
| 콘 제거 속도 | 천천히 수직으로 들어올림 |
| 측정 시점 | 콘 제거 후 즉시 측정 |
| 활용 | |
| 품질 관리 | 콘크리트의 품질을 일정하게 유지하기 위해 사용 |
| 현장 적용 | 콘크리트의 작업성을 현장에서 확인하여 시공에 반영 |
2. 절차
슬럼프 시험은 아브람스 콘이라고도 불리는 슬럼프 콘을 사용하여 진행한다. 슬럼프 콘은 윗지름 100mm, 아랫지름 200mm, 높이 300mm의 원뿔 모양 틀이다. (대한민국의 KS 규격도 이와 동일하다.)
슬럼프 시험 과정은 다음과 같다.
1. 슬럼프 콘을 평평한 곳에 놓는다.
2. 콘크리트를 슬럼프 콘에 세 층으로 나누어 채운다.
3. 각 층을 채울 때마다 지름 16mm, 길이 600mm의 다짐봉으로 25회씩 다진다.[2]
4. 콘크리트를 다 채운 후, 슬럼프 콘을 수직으로 들어 올린다.
5. 콘크리트가 내려앉은 높이(슬럼프 값)를 측정한다.[3][4]
슬럼프 콘을 제거했을 때 콘크리트가 물웅덩이처럼 퍼지는 경우가 있는데, 이때는 슬럼프 값 대신 퍼진 콘크리트의 지름을 측정하여 '슬럼프 플로우'로 사용한다.[14][15]
2. 1. 슬럼프 값 측정 및 해석
슬럼프 값은 슬럼프 콘을 제거했을 때 콘크리트가 원래 높이에서 얼마나 내려앉았는지를 측정한다. 이 값은 콘크리트의 유동성을 나타내는 지표로, 슬럼프 값이 클수록 콘크리트는 더 유동적이며, 워커빌리티(작업성)가 좋다고 평가된다.[1]슬럼프 시험에서 콘크리트의 모양 변화는 다음과 같이 분류할 수 있다.
이 중 진 슬럼프만이 유효한 측정값으로 간주된다. 전단 슬럼프나 붕괴 슬럼프가 나타나면 새로운 시료로 시험을 다시 해야 한다. 붕괴 슬럼프는 콘크리트 혼합물이 너무 묽거나 작업성이 매우 높음을 의미하며, 이러한 경우 슬럼프 시험은 적절하지 않다.[1]
슬럼프 값은 콘크리트의 용도에 따라 적절한 범위가 있다. 예를 들어, 일반적인 건축 구조물에서는 150~180mm 정도의 슬럼프 값이 자주 사용된다.
- 매우 건조한 혼합물(슬럼프 0~25mm): 주로 포장도로나 도로 건설에 사용된다.[5]
- 낮은 워커빌리티 혼합물(슬럼프 10~40mm): 가벼운 철근 콘크리트 기초에 사용된다.[5]
- 중간 워커빌리티 혼합물(슬럼프 50~90mm): 진동 다짐을 하는 일반 철근 콘크리트에 사용된다.[5]
- 높은 워커빌리티 콘크리트(슬럼프 100mm 이상): 철근 간격이 좁거나 콘크리트가 먼 거리를 흘러야 하는 경우에 사용된다.[5]
콘크리트의 워커빌리티는 타설 대상 구조물의 종류에 따라 다르게 요구된다. 예를 들어, 건물과 같이 철근이 밀집되거나 거푸집 형상이 복잡한 경우에는 유동성이 높고 정밀한 작업이 가능한 콘크리트가 필요하다. 반면, 댐과 같은 토목 구조물은 철근 간격이 넓고 강도와 중량이 중요하므로, 수분 함량이 적고 고강도이며 슬럼프가 낮은 콘크리트가 사용된다.
콘크리트에 물을 많이 넣으면 슬럼프 값이 커지지만, 과도한 물은 콘크리트 강도를 저하시킨다. 따라서 물-시멘트비가 건축 관련 법규에 의해 규정되어 있다. 물을 과도하게 사용하지 않고 콘크리트의 유동성을 확보하기 위해 혼화제(AE제, AE 감수제 등)를 사용하기도 한다. 콘크리트 강도에 대한 슬럼프 값의 상한 등의 규정은 있지만, 슬럼프 값과 콘크리트 강도 사이에 직접적인 관련성은 없다. 강도는 물-시멘트비에 의해 결정되며, 슬럼프 값은 배합(시멘트, 물, 잔골재, 굵은 골재의 비율)에 따라 달라진다.
2. 2. 슬럼프의 유형
슬럼프는 다음과 같은 유형으로 분류된다.[1]| 붕괴 슬럼프 | 전단 슬럼프 | 진 슬럼프 |
|---|---|---|
| 콘크리트가 완전히 붕괴된다. | 콘크리트의 상단 부분이 잘려져 옆으로 미끄러진다. | 콘크리트가 모양을 거의 유지하면서 단순히 침강한다. |
물-시멘트비는 건축기준법 관계 법규에서 정해져 있는데, 물의 양이 많을수록 슬럼프 값은 커지지만, 과도한 물은 콘크리트 강도를 저하시킨다.[1] 굵은 골재의 최대 치수가 작을수록, 잔골재율이 높을수록 슬럼프 값은 커진다.[1] AE제, 감수제, 고성능 AE 감수제 등을 사용하면 슬럼프 값을 증가시킬 수 있다.[1]
슬럼프 시험은 중간 정도에서 낮은 수준의 워커빌리티를 가진 콘크리트에 적합하며, 슬럼프 값은 5~260mm 범위이다. 슬럼프가 0인 굳은 혼합물이나 붕괴 슬럼프를 보이는 젖은 혼합물에서는 워커빌리티의 차이를 파악하기 어렵다. 이 시험은 38mm (골재 38mm) 미만의 골재로 구성된 콘크리트에 적용이 제한된다.[1]
대한민국의 슬럼프 시험 방법은 한국산업표준(KS F 2402)에 규정되어 있다. KS F 2402는 국제 표준화 기구(ISO) 및 다른 국가의 표준(예: ASTM, BS EN)과 대체로 유사하다.[6][7]
슬럼프 플로우는 유동성이 매우 높은 콘크리트의 워커빌리티를 평가하는 방법이다. 슬럼프 콘을 제거한 후 콘크리트가 퍼진 지름을 측정한다.[14][15] JIS나 JASS 5에는 슬럼프 플로우 허용치에 대한 기술은 없지만, 슬럼프 값의 1.5배에서 1.8배가 되면 좋은 콘크리트로 여겨진다. 슬럼프 플로우 배합(50-60-20N 등)은 슬럼프 플로우 값으로 콘크리트의 유동성을 관리하며, 슬럼프 플로우 규격 값이 있다.
콘크리트 슬럼프를 평가하기 위한 시험은 다음과 같다.
전단 슬럼프나 붕괴 슬럼프가 발생하면 새로운 시료를 채취하여 테스트를 반복해야 한다. 이 테스트에서는 진 슬럼프만이 유용하다. 붕괴 슬럼프는 일반적으로 혼합물이 너무 묽거나 높은 작업성을 가진 경우이며, 슬럼프 시험은 적절하지 않다.[1]
3. 슬럼프 값에 영향을 미치는 요인
4. 슬럼프 시험의 한계
워커빌리티의 높고 낮음은 타설 대상이 건축물인지, 토목 구조물인지에 따라 다르다. 예를 들어, 빌딩과 같은 건축물은 철근이 밀집되어 있거나, 개구부의 배치 등 거푸집의 형상에 따라 좌우되므로, 유동성 및 작업 정밀도가 높은 콘크리트가 요구된다. 너무 낮으면, 철근의 틈새로 콘크리트가 채워지지 않아 잔금 등의 결함이 발생한다. 댐과 같은 토목 공사의 경우, 철근 간격이 충분하고, 강도와 중량이 필요하기 때문에, 수분량이 적고 고강도·저슬럼프의 콘크리트가 사용된다.
5. 한국의 슬럼프 시험 기준
6. 슬럼프 플로우
7. 관련 시험
자동 슬럼프 측정기를 사용하여 슬럼프를 결정할 수도 있다. 센서와 제어 장치를 통해 슬럼프를 측정하고 표시할 수 있으며, ASTM International과 같은 표준 코드에서 인정받고 있다. 일부 자동 슬럼프 측정기는 운송 중 배달 트럭의 콘크리트 혼합물에 물을 추가할 수 있다.[12] 2013년에 ASTM C94/C94M은 자동 슬럼프 모니터링 및 측정 시스템을 갖춘 트럭에 대해 운송 중 물 추가를 허용하도록 개정되었다.
참조
[1]
서적
Concrete technology
https://books.google[...]
Tata McGraw-Hill
2010-12-11
[2]
서적
Building Construction Vol. Ii
https://books.google[...]
Orient Longman Private Limited
2012-06-09
[3]
웹사이트
Slump test
http://www.concrete.[...]
The Concrete Society
2010-12-11
[4]
웹사이트
California Test 555, Method of Test for Slump of Fresh Portland Cement Concrete
http://www.dot.ca.go[...]
2010-06
[5]
서적
Materials for architects and builders
https://books.google[...]
Butterworth-Heinemann
2010-12-11
[6]
서적
Workability and quality control of concrete
E & FN Spon
[7]
간행물
QPA BRMCA Committee Bulletin 3
http://www.qpa.org/d[...]
qpa.org
[8]
서적
Design and control of concrete mixtures
https://archive.org/[...]
Portland Cement Association
[9]
문서
ASTM Complete Set
[10]
문서
CSN EN 12350-4 - Testing fresh concrete - Part 4: Degree of Compactability
[11]
문서
ASTM C1170/C1170M-08 October 2008 Standard Test Method for Determining Consistency and Density of Roller-Compacted Concrete Using a Vibrating Table
[12]
웹사이트
VERIFI + WATER
https://www.verifico[...]
2024-09-17
[13]
웹사이트
コンクリートのスランプ試験について
https://concrete-mc.[...]
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[14]
서적
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2021-08
[15]
웹사이트
コンクリートのスランプ試験について
https://concrete-mc.[...]
2021-09-15
[16]
문서
콘크리트의 슬럼프 시험 (KS F 2402)
[17]
문서
굳지 않은 콘크리트의 반죽 질기 시험 방법(KS F 2427)
[18]
서적
Concrete technology
https://books.google[...]
Tata McGraw-Hill
2010-12-11
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