KCS 표준시방서 142050 프리플레이스트 콘크리트

2024년 07월 22일 건설엔지니어

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프리플레이스트 콘크리트 시방서

1. 일반사항

1.1 적용범위

일반적인 프리플레이스트 콘크리트, 대규모 프리플레이스트 콘크리트 및 고강도 프리플레이스트 콘크리트의 재료 및 시공에 대한 일반적인 규정 적용
시공속도가 40 ~ 80 ㎥/h 이상 또는 한 구획의 시공면적이 50 ~ 250 ㎡ 이상일 경우에는 대규모 프리플레이스트 콘크리트 규정 적용
고강도 프리플레이스트 콘크리트는 고성능 감수제를 혼입한 주입모르타르 사용

1.2 참고 기준

1.2.1 관련 법규

내용 없음

1.2.2 관련 기준

KSC 14 20 01 콘크리트공사 일반사항
KCS 14 20 10 일반콘크리트
KS F 2426 주입모르타르의 압축 강도 시험 방법
KS F 2431 프리팩트 콘크리트의 압축 강도 시험 방법
KS F 2432 주입모르타르의 컨시스턴시 시험 방법
KS F 2433 주입모르타르의 블리딩률 및 팽창률 시험 방법
KS F 2502 굵은골재 및 잔골재의 체가름 시험 방법
KS F 2562 콘크리트용 팽창재
KS F 2563 콘크리트용 고로 슬래그 미분말
KS F 2567 콘크리트용 실리카 퓸
KS L 5201 포틀랜드 시멘트
KS L 5210 고로 슬래그 시멘트
KS L 5405 플라이 애시

1.3 용어의 정의

골재의 실적률 : 용기에 채운 골재의 절대 용적을 용기의 용적으로 나눈 값의 백분율
굵은골재 최소 치수 : 질량비로 95% 이상 남는 체 중에서 최대 치수인 체의 호칭치수
프리플레이스트 콘크리트 : 미리 거푸집 속에 특정 입도를 가진 굵은골재를 채워놓고 그 간극에 모르타르를 주입하여 제조한 콘크리트
팽창재 : 주입 모르타르에 혼입하여 팽창작용을 일으키는 무기 또는 유기 혼화 재료

1.4 프리플레이스트 콘크리트 일반

시공 방법은 일반, 대규모, 고강도에 적합한 방법 선정
시공 계획은 시공 장소, 기상 조건 등을 고려하여 입안
프리플레이스트 콘크리트는 보통 콘크리트에 비해 품질 확인이 곤란하고 시공 부적절 시 결함 발생 가능성 높음
소요 품질의 콘크리트 확보를 위해 모르타르 배합 결정 및 안전한 시공 방법 채택 필수
소요 강도, 내구성, 수밀성, 강재 보호 성능 등을 확보하고 품질 변동 최소화
고강도 프리플레이스트 콘크리트는 고성능 감수제 사용으로 물-결합재비 40% 이하, 재령 91일 압축강도 40 MPa 이상 달성

1.5 제출물

제품 자료
KCS 14 20 10(1.6)의 해당 요건에 따른 제출물

1.6 프리플레이스트 콘크리트의 강도

재령 28일 또는 91일 압축강도 기준
장기 양생 불가능한 일반 구조물 또는 재령 91일 이내에 설계 하중을 받는 구조물에는 재령 28일 압축강도 기준 적용
압축강도 시험은 KS F 2431에 따라 진행

1.7 주입모르타르의 품질

1.7.1 유동성

압송 및 주입 용이하며 굵은골재의 공극을 완벽히 채울 수 있는 유동성 확보
유동성 유지 시간 확보
유하 시간 16~20초 표준, 고강도 프리플레이스트 콘크리트는 25~50초 표준
재료 분리 최소화, 블리딩 최소화, 소요 팽창 확보
경화 후 압축강도, 굵은골재와의 부착력, 내구성, 수밀성, 강재 보호 성능 확보

1.7.2 재료 분리 저항성

표준 시공 시 블리딩률 기준
블리딩률은 시험 시작 후 3시간에서 3% 이하, 고강도 프리플레이스트 콘크리트는 1% 이하

1.7.3 팽창성

표준 시공 시 팽창률 기준
팽창률은 시험 시작 후 3시간에서 5~10%, 고강도 프리플레이스트 콘크리트는 2~5%
블리딩에 의한 침하 수축 방지, 굵은골재와 모르타르 사이 틈 방지, 부착 강도 증대를 위해 팽창성 확보

2. 자재

2.1 구성재료

2.1.1 시멘트 및 결합재

주입모르타르는 KS L 5201에 적합한 포틀랜드 시멘트 사용 표준
수화열 억제, 유동성 향상, 화학적 저항성 향상 등을 위해 콘크리트용 혼화 재료 사용 가능
고로 슬래그 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트, 저열 포틀랜드 시멘트 사용 시 소요 품질 확보 시험 확인 후 사용

2.1.2 혼화 재료

유동성 및 보수성 향상, 재료 분리 저항성 및 팽창성 확보
팽창재는 시멘트 종류, 온도, 배합, 비비기 시간, 주입 후 압력 등에 따라 성능 변동 가능, 소요 품질 확보 시험 확인 후 사용

2.1.3 골재

잔골재 입도는 유동성 및 보수성 확보를 위해 표 2.1-1 범위 표준, 조립률 1.4~2.2 범위
굵은골재 최소 치수 15 mm 이상, 최대 치수는 부재 단면 최소 치수의 1/4 이하, 철근콘크리트는 철근 순간격의 2/3 이하
굵은골재 최대 치수와 최소 치수 차이 최소화하여 굵은골재 실적률 감소 및 주입모르타르 소요량 증가 방지, 일반적으로 최대 치수는 최소 치수의 2~4배
대규모 프리플레이스트 콘크리트는 굵은골재 최소 치수 크게 하여 주입성 개선, 40 mm 이상 권장

2.2 배합

2.2.1 주입모르타르의 일반사항

공사 규모 등을 고려하여 유동성 및 유동성 유지 시간 확보
대규모 프리플레이스트 콘크리트는 재료 분리 최소화를 위해 부배합 사용, 특히 대형 구조물은 타설 높이 및 주입관 간격 고려
팽창률은 블리딩률의 2배 이상이 바람직하며, 과도한 팽창은 공극 증가 유발, 한중 및 서중 기간 팽창재 혼입량 조절
깊은 해수 시공 시 압력을 고려하여 팽창재 혼입량 증가
고강도 프리플레이스트 콘크리트용 주입모르타르는 물-결합재비 및 단위수량 적고 고품질 요구, 재료 관리 철저

2.2.2 배합의 표시 방법

표 2.2-1에 따라 표시, 구조물 종류, 설계기준 압축강도, 배합강도, 시멘트 종류, 잔골재 조립률, 굵은골재 종류, 혼화제 종류 등 병기

2.2.3 비비기

모르타르 믹서는 5분 이내에 소요 품질의 주입모르타르 비빌 수 있는 용량 0.2 ~ 1.5 ㎥, 1조, 2조, 3조식 사용
재료 투입 순서: 물, 혼화제, 혼화재, 시멘트, 잔골재, 균일하게 비비고 시멘트 및 혼화재 입자 분산
회전수 125~500 rpm, 비비기 시간 2~5분, 소요 유동성 및 품질 확보
재료 투입 시간 및 비비기 시간 범위 내 관리, 고속 회전 장시간 비비기는 모르타르 온도 상승 및 유동성 저하 유발, 기온이 높거나 주입 시간이 길 경우 저속 비비기 또는 애지테이터 옮기기
애지테이터는 주입모르타르 천천히 교반 가능하며 품질 유지, 용량은 시간당 비비기량 및 주입펌프 용량 고려하여 믹서 용량의 3~5배
고강도용 주입모르타르는 단위질량 및 소성점성 크기 때문에 고성능 모르타르 믹서 사용 필수

2.3 재료 품질 관리

2.3.1 일반사항

소요 성능 확보를 위해 콘크리트 재료, 사용 기계 및 설비, 시공 방법 등 전반적인 검사 실시
모르타르 압송 설비는 소요 품질 및 압송 능력 확보를 위해 기능 확인

2.3.2 모르타르에 사용할 재료의 품질 검사

표 2.3-1에 따라 검사, 팽창재는 제조회사 시험성적표 확인, 모르타르 팽창률은 KS F 2433 방법으로 검사, 프리플레이스트 콘크리트용 혼화 재료는 KS F 2433 방법으로 모르타르 성능 검사

2.3.3 프리플레이스트 콘크리트 및 주입모르타르의 품질 검사

표 2.3-2에 따라 검사, 콘크리트 압축강도는 KS F 2431 방법, 주입모르타르 온도는 온도계로 측정, 압축강도는 KS F 2426 방법, 유동성은 KS F 2432 방법, 재료 분리 저항성은 KS F 2433 방법, 팽창성은 KS F 2433 방법

2.4 거푸집의 설계

모르타르 누출 방지, 변형 및 파손 방지 위해 강도 및 강성 확보
측압 및 시공 시 외력에 견딜 수 있는 구조
목재 거푸집 사용이 일반적이며, 해중 공사, 중요 구조물, 큰 측압 시에는 강재 거푸집 사용
해중 공사는 파력, 충격, 수압, 낙하 충격, 측압 등을 고려하여 설계
굵은골재 투입 시 충격 및 프리플레이스트 콘크리트 측압 산정은 식 (2.4-1) 및 (2.4-2) 사용

3. 시공

3.1 시공계획

소요 품질 확보를 위해 주입 면적, 주입관 배치, 주입모르타르 온도, 주입 속도 등 현장 조건 및 자연 조건 고려
해양공사는 바람, 파도, 안개 등의 영향으로 주입 중단 위험성, 이음부 처리 어려움, 작업 한계 조건 설정 및 허용 시간 범위 내 주입 완료
대규모 구조물은 주입모르타르 취급량 많고 주입 작업 복잡, 적절한 시공 시기 선정 및 응결 지연 등의 방법 강구
기상 및 해상 조건 혹독한 시기나 겨울은 시공 피하도록 노력

3.2 운반

KCS 14 20 10(3.2)에 따름

3.3 타설

KCS 14 20 10(3.3)에 따름

3.4 양생

KCS 14 20 10(3.4)에 따름

3.5 현장 품질관리

주입모르타르 시공의 현장 품질관리는 표 3.5-1에 따름, 그 외 검사는 KCS 14 20 10(3.5.4)에 따름

3.6 거푸집 주입모르타르의 누출 방지

유동성 및 응결 시간 고려하여 누출 방지 조치 필수
기초와 거푸집 사이 또는 거푸집 이음부 누출 방지 위해 포대 채움, 시트 부착, 스펀지 설치 등 조치

3.7 굵은골재의 채움

주입관, 검사관 등 매설물 보호, 굵은골재 채우기 전에 미리 배치
낙하 충격에 의한 파손, 만곡, 이동 방지 위해 상부 뚜껑 및 거푸집 고정
굵은골재는 모르타르 주입 전까지 깨끗한 상태 유지
해중 공사는 조패류 부착 방지 위해 굵은골재 채운 후 빠르게 모르타르 주입
저면은 침전물, 퇴적물 제거 후 굵은골재 채움
굵은골재 크기 고르게 분포, 파쇄 방지
벨트컨베이어 토출구 낙하 높이 낮추어 굵은골재 파쇄 방지

3.8 주입 및 압송작업 준비

3.8.1 주입기기의 배치

시공 조건 및 시공 방법 고려하여 여유 있게 준비
시공 수량, 시공 시간, 입지 조건, 재료 공급, 모르타르 배치플랜트 제조 능력, 거리, 주입펌프 능력 및 대수 등 적절히 계획, 예비 펌프 준비

3.8.2 주입관의 배치

확실하고 원활한 주입 작업 가능하도록 구조, 안지름은 수송관과 같거나 이하
안지름 동일하게 하는 것이 좋으며, 부득이 작게 할 경우 테이퍼 관을 거쳐 접속
연직 주입관 수평 간격 2 m 정도 표준
수평 주입관 수평 간격 2 m, 연직 간격 1.5 m 표준, 역류 방지 장치 설치
대규모 프리플레이스트 콘크리트는 설치, 끌어올리기, 분리 용이한 구조, 간격은 굵은골재 치수, 배합, 유동성, 주입 속도 고려, 일반적으로 5 m 전후
2중관 방식 사용 권장, 겉관 지름 0.2 m 정도 강관, 주입모르타르 자유롭게 유출 가능하고 굵은골재 침입 방지 구조, 주입관 길이 3 m 정도

3.8.3 압송

모르타르 펌프는 충분한 압송 능력 보유, 연속 주입 가능, 공기 혼입 방지, 굵은골재 치수, 주입 면적, 주입관 및 수송관 지름 등 고려
수송관은 모르타르 펌프에서 주입모르타르를 주입관까지 원활하게 수송 가능
고강도용 주입모르타르는 고성능 모르타르 펌프 사용, 피스톤식보다 스퀴즈식 펌프 사용 권장
압력 손실 최소화를 위해 수송관 연장 최소화, 100 m 초과 시 중계용 애지테이터 및 펌프 사용, 급격한 곡률 및 단면 변화 피하기, 이음은 수밀하고 점검 용이한 구조, 수송관 지름은 펌프 토출구 지름에 맞춤, 모르타르 평균 유속 0.5 ~ 2 m/s 정도

3.9 주입

3.9.1 주입 작업

모르타르 연속 주입이 원칙, 시공 계획 없는 시공 이음은 중대한 약점, 설계 및 시공 계획에서 정한 시공 면까지 계속 주입
주입 중단 시 2~3시간 이내, 모르타르 응결되지 않은 상태에서 재주입 가능
계획 높이 면 부근 모르타르는 품질 저하 가능, 부배합 모르타르 재주입 또는 제거
주입은 최하부부터 상부로 진행, 모르타르 면 상승 속도 0.3 ~ 2.0 m/h 정도
모르타르 면 수평 상승 유지, 펌프 토출량 일정하게 유지, 주입관 순차적으로 교체
연직 주입관은 뽑아 올리면서 주입, 선단은 0.5 ~ 2.0 m 깊이 모르타르에 묻힌 상태 유지
주입 높이 낮을 경우 뽑아 올리지 않고 주입 가능, 높을 경우 깊이 다른 주입관 사용, 뽑아 올리기 쉽도록 2중관 구조 사용
대규모 구조물은 시공에 적합한 시기 선정, 모르타르 면 상승 속도 0.3 m/h 이하 되지 않도록 주의, 복수 주입관 사용 시 각 주입관별 유량 준수

3.9.2 주입모르타르의 상승 높이 측정

모르타르 면 위치 측정 가능하도록 조치
중요한 구조물은 검사관 배치, 유동경사는 1:3보다 크지 않도록 주의

3.9.3 이음

프리플레이스트 콘크리트는 모르타르 연속 주입이 원칙, 시공 이음은 중대한 약점, 피하도록 노력
수평 시공 이음 발생 시 모르타르 경화 후 미주입 부분 굵은골재 제거, 레이턴스 제거, 장부 또는 홈 제작, 강재 보강 후 재시공
계획적인 수평 이음은 레이턴스 제거, 철저히 시공
구 콘크리트 표층부 품질 저하 시 파쇄기 등으로 제거, 미분말 제거

3.9.4 한중 시공

굵은골재 및 주입모르타르 동결 방지, 보온 및 급열 필요
주입모르타르 온도 상승 위해 물 가열, 온수 온도 40 ℃ 이하

3.9.5 서중 시공

주입모르타르 온도 상승, 과도한 팽창 및 유동성 저하 방지
모르타르 비벼진 온도 25 ℃ 초과 시 유동성 저하, 주입관 및 수송관 막힘, 재료 분리 발생, 과도한 팽창으로 품질 저하 발생
애지테이터 내 모르타르 저류 시간 최소화, 비빈 후 즉시 주입, 수송관 주변 온도 낮추기, 응결 지연 및 유동성 확보, 유동성 및 유동경사 관리, 주입 중단 방지, 유동성 유지 혼화제 추가 혼입 (책임기술자 품질 확인 후 시행)

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