KR101410855B1 - 콘크리트 배합 조성물 및 콘크리트 배합방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 배합 조성물 및 콘크리트 배합방법에 관한 것으로서, 특히, 콘크리트 배합시 시멘트(C), 모래(S), 혼화제(a), 잔 골재(G), 플라이애쉬(C1), 고로슬러그(C2) 및 황마(J)를 포함하는 재료를 물(W)을 이용하여 배합하는 콘크리트 배합 조성물에 있어서, 상기 시멘트에 대한 물의 혼합 비율은 52％, 상기 혼화제에 대한 상기 모래의 혼합 비율은 45.5％이고, 상기 황마는, 12 내지 21mm의 길이로 절단된 조각실 형태로 가공되며, 단위체적인 ㎥에 포함된 전체 콘크리트 배합물 2ton 중량 중 0.6kg 내지 1.2kg이 첨가되도록 구성되어, 건축물의 내진 설계에 매우 유용한 이점을 제공한다.

Description

콘크리트 배합 조성물 및 콘크리트 배합방법{Mixing material of Concrete and Mixing method of the Concrete materials}

본 발명은 콘크리트 배합 조성물 및 콘크리트 배합방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 소정 중량의 황마를 첨가 배합함으로써, 지진이나 외부충격시 콘크리트로부터 균열이 일어나 분리되어 떨어지는 콘크리트 구조물로부터 거주자 또는 피신자가 상해를 입는 것을 방지함은 물론 콘크리트 탈락에 의한 지지 컬럼 등의 좌굴을 방지할 수 있는 콘크리트 배합 조성물 및 콘크리트 배합방법에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트는 시멘트가 물과 반응하여 굳어지는 수화반응(水化反應)을 이용하여 골재를 시멘트풀로 둘러싸서 다진 것으로, 최근 들어 건설 기술의 고기능화로 재료에 요구되는 특성이 점차 복잡·다양화되지고 있으며, 따라서 고도의 특성을 부여한 건설용 복합재료의 연구개발이 활발하게 진행되고 있다.

그 일 예로, 콘크리트 내에 섬유보강재를 혼입함으로써 콘크리트의 내구성 내지 충격강도 등을 보강하는 다양한 구조의 건설용 콘크리트 구조체에 대한 연구개발이 활발하게 진행되고 있으며, 최근에는 투수성을 향상시킨 투수성 콘크리트가 각종 건설 또는 토목공사에 이용되고 있으나, 이러한 투수성 콘크리트는 투수성이 향상된 반면, 휨인성, 내구성, 충격강도 등이 저하됨에 따라 온도응력 및 건조수축에 따른 균열 발생을 억제하기 어려운 단점이 있다.

한편, 상기와 같이 콘크리트 내에 섬유보강재를 혼입하더라도, 콘크리트 구조물의 특성상 하중 방향의 압축강도에 대하여는 섬유보강재의 유무에 따라 별반 큰 차이가 없으나, 지진 등에 의하여 균열된 콘크리트 부스러기 등과 같은 중량물이 하중 방향으로 떨어져 나가 낙하될 때 이를 잡아주는 일종의 인장강도와 관련하여서는 섬유보강재를 함유하느냐에 따라 큰 차이가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 일반적으로 건축물을 지지하는 지지 컬럼 내에는 철근과 같은 기본 골격이 내설되는데, 철근의 경우 인장응력은 우수하나 압축응력은 낮은 성질 때문에 평소 상기 콘크리트에 의해 둘러싸여 압축응력이 우수한 상기 콘크리트에 의해 보강되다가 상기 콘크리트가 하중 방향으로 떨어져 나갈 경우 상기 철근을 포함하는 상기 지지 컬럼이 전부 좌굴되어 결국에는 건물이 무너지는 대형사고를 일으킬 우려가 있다.

이와 같은 인장강도의 보강문제는 지진이 잦은 지역에 타설되는 콘크리트 구조물에서 거주자의 직접적인 안전과 관련된 중요한 문제이기에, 현장에서 많은 종류의 상술한 섬유보강재를 첨가하기는 하나, 섬유의 종류, 형태 및 혼입률에 따라 Fiber Ball 현상으로 인한 분산력의 문제점과 시멘트 페이스트와의 접착력이 부족하여 강도의 감소를 초래함은 물론, 마감시 헤어의 노출 등으로 인한 표면 마감의 곤란, 슬럼프 감소로 인한 워커빌러티 저하, 균열 저항성 등의 역학적 성능 효과의 차이가 커 그 용도에 따라 최적화된 섬유의 선정 및 혼입률의 결정이 매우 중요한 요소가 되는 것이다.

본 발명은 상술한 섬유보강재의 선정 및 혼입량 결정의 중요성에 터잡아, 지진 설계에 적극적으로 대응하고, 실제 지진 발생 시 거주자의 상해를 최소화할 수 있는 구조물을 건축할 수 있는 콘크리트 배합 조성물 및 콘크리트 배합방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 콘크리트 배합 조성물의 바람직한 일실시예는, 콘크리트 배합시 시멘트(C), 모래(S), 혼화제(a), 잔 골재(G), 플라이애쉬(C1), 고로슬러그(C2) 및 황마(J)를 포함하는 재료를 물(W)을 이용하여 배합하는 콘크리트 배합 조성물에 있어서, 상기 시멘트에 대한 물의 혼합 비율은 52％, 상기 혼화제에 대한 상기 모래의 혼합 비율은 45.5％이고, 상기 황마는, 12 내지 21mm의 길이로 절단된 조각실 형태로 가공되며, 단위체적인 ㎥에 포함된 전체 콘크리트 배합물 2ton 중량 중 0.6kg 내지 1.2kg이 첨가된다.

한편, 본 발명에 따른 콘크리트 배합방법의 바람직한 일실시예는, 시멘트(C), 모래(S), 혼화제(a), 잔 골재(G), 플라이애쉬(C1), 고로슬러그(C2) 및 황마(J)를 믹서 또는 배쳐 플랜트에 투입하는 1차 투입단계(S10), 상기 1차 투입단계(S10)에서 상기 믹서 또는 배쳐 플랜트에 투입된 시멘트(C), 모래(S), 혼화제(a), 잔 골재(G), 플라이애쉬(C1), 고로슬러그(C2) 및 황마(J)를 30초 동안 건비빔시켜 1차 혼합물을 생성하는 1차 비빔단계(S20)와, 상기 1차 비빔단계(S20)에서 혼합된 상기 1차 혼합물(M1)에, 상기 시멘트(C)에 대한 물(W)의 혼합 비율(W/C)이 52％가 되도록하고, 상기 혼화제(a)에 대한 상기 모래(S)의 혼합 비율(S/a)이 45.5％가 되도록 물 및 혼화제를 투입하는 2차 투입단계(S30)와, 상기 2차 투입단계(S30)에서 상기 믹서 또는 베쳐 플랜트에 투입된 물(W)과 혼화제(a)를 상기 1차 혼합물(M1)과 함께 90초간 비빔시켜 2차 혼합물을 생성하는 2차 비빔단계(S40)와, 상기 2차 비빔단계(S40)에서 혼합된 상기 2차 혼합물을 상기 믹서 또는 배쳐 플랜트로부터 배출시키는 배출단계(S50)를 포함한다.

본 발명에 따른 콘크리트 배합 조성물 및 콘크리트 배합방법은, 인장강도를 증가시키는 최적의 배합비율의 황마를 포함하도록 구성됨으로써, 지진 시 균열되어 분리되는 콘크리트 부스러기 등에 의하여 거주자가 상해를 입는 것을 최소화시키고, 지지 컬럼 등의 콘크리트 탈락에 의한 좌굴을 방지하는 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 배합 조성물 및 콘크리트 배합방법은, 위 최적의 배합비율을 적용함으로써 제작 단가를 최소화하여 비용절감의 효과를 창출하는 이점이 있다.

도 1은 HF 섬유 혼입량에 따른 재령 28일 경과시의 압축강도 값을 나타낸 그래프이고,
도 2는 HF 섬유 혼입량 변화에 따른 재령 28일 경과시의 인장강도 값을 나타낸 그래프이며,
도 3은 HF 섬유 혼입량에 따른 휨 강도 값을 그래프로 나타낸 것이고,
도 4는 HF 섬유 길이 변화에 따른 시편의 파괴 형상을 나타낸 사진이며,
도 5는 HF 섬유 길이 변화에 따른 최초 균열발생 및 최종파괴 모습 데이터를 나타낸 그래프이고,
도 6은 HF 섬유 길이 변화에 따른 소성수축 균열 후의 균열성상을 나타낸 사진이며,
도 7은 본 발명에 따른 콘크리트 배합방법을 나타낸 블록도이다.

이하, 본 발명에 따른 콘크리트 배합 조성물 및 콘크리트 배합방법의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 콘크리트 배합 조성물의 바람직한 일실시예에서, 콘크리트 배합 조성물은, 시멘트(C), 혼화제(a), 잔 골재 및 굵은 골재(G), 플라이애쉬(C1), 고로슬러그(C2), 모래(S) 및 황마(J)를 포함한다.

이와 같은 콘크리트 배합 조성물은 건축산업에서 이용되어질 수 있고, 건축물을 지탱하는 주요 물질이 된다.

최근 건축산업의 발전으로 콘크리트에 요구되는 성질이 다양해짐에 따라, 콘크리트의 기초물성 및 경화 후의 초기 균열에 대한 성능면에서도 상당한 발전을 이루고 있지만, 콘크리트는 타설 초기 소성수축 균열이 발생하는 등의 문제점이 존재한다. 이러한 균열은 내구성의 저하와 외관의 손상은 물론, 균열로 인해 철근이 대기나 습기에 노출될 경우, 부식이 발생하여 심각한 구조적 문제를 야기할 수도 있다.

이러한 콘크리트 구조물에 발생하는 균열요인은 크게 네 가지로 재료요인, 시공요인, 구조요인, 그리고 환경요인으로 분류할 수 있는데, 그 중 재료요인과 시공요인의 복합성에 의해 타설 초기에 발생하는 소성수축 균열은 건조되지 않은 내부 콘크리트의 구속으로 표면에 인장응력이 발생하게 되고, 콘크리트의 초기 인장강도를 초과하게 될 경우 균열발생과 함께, 콘크리트의 내구성을 저하시키는 등 하자의 요인으로 작용하게 된다.

소성수축에 의한 균열발생을 저감시키는 방법으로는 수분 증발을 억제시키는 방법, 수축력을 완화시키는 방법(와이어메쉬 등) 이외에도, 섬유를 첨가시켜 응력을 분산하여 균열에 대응하는 방법이 있는데, 이중 특히, 섬유를 첨가시키는 섬유보강 콘크리트(Fiber reinforced concrete : 이하 FRC)는 시공의 편리성, 경제성 등의 장점으로 최근 많이 사용되어지고 있는 추세이나, 섬유의 종류, 형태 및 혼입률에 따라 Fiber Ball 현상으로 인한 분산력의 문제점과 시멘트 페이스트와의 접착력이 부족하여 강도의 감소를 초래하며, 마감시 헤어의 노출 등으로 인한 표면마감 곤란, 슬럼프 감소로 인한 워커빌리티 저하, 균열 저항성 등의 역학적 성능 효과의 차이가 있어 그 용도에 따라 최적화 된 섬유의 선정 및 혼입률의 결정이 중요하게 된다.

또한, 이러한 보강섬유로서 폴리프로필렌 섬유, 강섬유, 나일론 섬유 등의 인공섬유가 많이 사용되어 지고 있으나, 최근 환경친화적으로 인체에 유해하지 않고 자연적으로 생산이 가능한 천연섬유에 관심이 나타나고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명에 따른 콘크리트 배합 조성물의 바람직한 일실시예에서는 전술한 단점들에 효과가 있으며, 인공 유기계 보강섬유와 비교하여 상대적으로 경제적이고 내열성능과 내알칼리성이 우수하며, 천연섬유 보강에 따른 강도특성이 우수한 것으로 알려진 셀룰로오스(황마, jute) 섬유(이하 "HF 섬유"라 한다)에 대하여 혼입량 변화에 따라 그 콘크리트의 기초적 특성을 검토하고, 아울러 최근 많이 보급되는 셀룰로오스계 섬유 중 나무, 펄프로 원재료가 다른 2종류와도 비교함으로써 그 효율성에 대하여 분석함으로써 최적의 배합비율을 산출해 내기로 한다.

이와 같은 HF 섬유를 포함하는 콘크리트 배합 조성물의 최적의 배합비율을 산출해 내기 위해서는 일반적으로 동 기술분야에서의 섬유보강재의 역할 및 HF 섬유의 특징과, 소성수축 균열의 발생 원인 및 방지대책과, HF 섬유가 소성수축 균열에 미치는 영향 등을 널리 검토할 필요가 있는 바 순차적으로 후술한다.

(섬유보강재의 역할)

토목 및 건축공사의 건설재료로 널리 사용되고 있는 콘크리트는 균열의 생성 및 성장을 억제하기 힘든 단점이 있다. 이러한 콘크리트의 제반 역학적 성질을 개선하는 방법으로서, 국부적 균열의 생성 및 성장을 억제하는 등 역학적 성질을 개선, 보강하기 위해서 불연속적이며 단상인 섬유질 재료를 콘크리트에 분산시켜 넣은 것을 섬유보강 콘크리트(Fiber reinforced concerte)라 하며, 이때 사용되는 섬유의 종류로는 크게 합성섬유와 천연섬유로 나뉠 수 있으며, 합성섬유로는 나일론(Nylon), 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol), 폴리프로필렌(Polypropylene), 탄소(Carbon) 등이 있고, 천연섬유로는 셀룰로오스(Cellulose) 중 원재료에 따라 목재, 펄프, 마(황마) 등이 있다.

그 중 합성섬유(Synthetic fiber)로는 아크릴, 아라미드, 탄소, 나일론, 폴리에스테르 및 폴리에틸렌 등이 있으며, 이들 섬유들은 상업적인 적용과 광범위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 합성섬유 보강 콘크리트는 강섬유나 유리섬유 보강 콘크리트보다 휨 강도가 적기 때문에 취성적인 파괴 성향이 있다. 이것은 탄소 섬유와 몇몇 아라미드계 섬유를 제외한 대부분의 합성섬유는 다른 섬유에 비해 상대적으로 낮은 탄성계수와 등가 단면 직경이 작기 때문이다.

이 외에도 강섬유는 모체 콘크리트와의 부착성과 배합시의 분산성능을 향상시키기 위하여 여러 형태로서 생산되고 있다. 강섬유를 사용한 강섬유 보강 콘크리트는 압축강도의 증진뿐만 아니라 인장강도 및 휨 강도가 향상되어, 콘크리트의 최대 단점인 낮은 인장강도를 개선 할 수 있고, 또한 연성이 우수하여 외국에서는 공장바닥 등에 기존 철근을 대신하여 사용됨으로써 경제성 및 시공성을 확보하고 있으며, 이 밖에 도로 포장, 공항 활주로, 수리항만 구조물 및 충격하중과 반복하중을 받는 구조물에 널리 사용되고 있다. 또한 강섬유 보강 콘크리트의 응용에 관한 연구는 보, 보-기둥 접합부, 프리스트레스트보 등 주요 구조재에 대하여 실험 및 이론연구가 꾸준히 지속되고 있다.

탄소섬유는 역학적 특성, 내열성 및 화학적 안정성 등 역학적 성질이 유리섬유, 강섬유에 비하여 우수하여 콘크리트의 보강 섬유로서 국외에서 많은 주목을 받고 있으며, 경량, 고강도 및 고내구성의 신뢰성이 높은 건축재료로서의 연구개발이 이루어지고 있다.

(HF 섬유의 특징)

황마는 전마과(Tileaceae)에 속하는 코르코러스속(Corchorus)의 식물의 인피에서 재취하는 섬유이며, 황갈색을 띠고 있으므로 황마라고 명명되었다. 코르코러스속에는 여러 가지 종류가 있으나, 그 중에서 섬유로서 유용한 것은 C. Capsularis, C. Olitorius의 2종이다. 이 식물은 1년생이며, 높이가 2.4∼4.5m 성육한다.

Jute라는 용어는 범어 Jhote에서 전화된 것이다. 황마는 따뜻하고 습기 있는 곳에서 잘 자라며, 토질은 배수가 잘되는 사질토양이 적합하다. 주산지는 인도이며 세계 총생산의 95% 이상을 차지한다.

황마의 제선은 식물의 꽃이 지기 전에 지상 3∼5m 부근에서 베어내고 잎과 작은 가지를 제거한 다음 약 1주간 물에 침지한 후 제선작업을 실시하여 섬유를 세척하여 사진 2-1과 같이 장대에 걸어서 천일 건조를 시킨다.

황마의 외간은 각 섬유들이 천연의 접착제에 의해 결합된 다발의 형상으로 이루어졌으며, 단면은 중심부에 루멘을 갖고 있는 5∼6각형의 모양을 이루고 있다. 동일한 섬유 내에서도 루멘의 크기는 섬유 길이방향에 따라 다르게 배열되므로 치수 안정성 및 강도에 효율적인 구조이며, 표면 상태는 거친 구조로서 섬유보강에 효과적이다. 황마의 구조는 보통 70㎛ 정도로서 0.01∼0.05mm 두께의 세포가 길이 방향으로 연결된 형상이다.

(소성수축 균열의 발생 원인 및 방지대책)

콘크리트를 부어넣고 어느 정도 시간이 경과하면 먼저 밀도 차에 의하여 골재 등 콘크리트 고형분 조직은 가라앉고(침하현상 : 이때 철근 보와 슬래브 등 단면이 변하는 부분 등에서는 침하균열이 발생할 수 있다.), 비중이 가벼운 물[모세관에 포함된 유리수(잉여수)로서 유리석회, 유기 불순물 등도 포함된다]은 표면으로 떠오르는 블리딩(Bleeding) 현상이 발생한다. 이때, 블리딩에 의해 표면으로 떠오르는 물의 양과 외부환경의 영향으로 증발되는 물의 양이 균형을 이루어 표면이 언제나 젖어있는 상태라면 균열이 발생하지 않지만, 우리나라 봄철의 조건과 같이 건조한 조건이 혹독할 경우(빠른 바람, 낮은 상대습도, 강한 햇볕의 일사에 의한 고온 등)에는 블리딩수와 증발수가 균형을 이루지 못하고 특히 증발수량이 크므로 외부가 급속히 마르기 시작하여 표면으로부터 수축작용이 발생하기 시작한다. 그런데 이와 같은 시점은 콘크리트를 부어넣고 1∼6시간 사이로서 시멘트는 이제 유동상태로부터 소성 및 응결이 진행되는 상태이기 때문에 거의 강도가 발휘되지 않음으로써 수축작용에 견디지 못하고 표면에서부터 균열이 발생하는데 이와 같은 균열을 소성수축 균열이라 한다.

대부분 균열의 양상은 서로 평행인 0.3∼1.0m 간격으로 풍향에 대하여 대략 직각방향으로 발생하고, 가장자리 쪽에서 많이 발생한다(바람에 의한 건조 영향). 또한, 균열의 폭은 초기에는 0.1∼0.3mm정도의 작은 균열로 깊이 25mm미만의 표면에만 존재하다가 그 이후 양생하지 않고 방치하면 균열 폭이 점점 커지며, 깊이도 깊어져 부재를 관통하면서 인근 균열과도 연결되어 심각한 상태로까지 진전한다(시공 중 이와 같은 균열이 발견되었을 때에는 표면을 두드려주는 탬핑(Tamping)으로 균열을 제거하고 즉시 양생하도록 한다.).

또한, 소성수축 균열은 시공과정에도 발생하는데, 즉 판재로 일정한 방향으로 지나치게 다치고 밀어서 마무리하게 되면 미립자가 한쪽으로 모이게 되어 그 모인 부분에 집중적으로 균열이 발생하고, 발자국 주위, 점토덩어리 주위 등에도 그 모양을 따라 균열이 발생한다.

콘크리트의 재료 및 배합 요인에도 소성수축 균열은 영향을 받는데, 불안정한 시멘트의 사용이나 시멘트가 많은 부배합 혹은 고강도 콘크리트, 점토와 같은 미립자가 많은 골재 사용, 잔 골재율이 지나치게 큰 콘크리트, 회수수에 슬러지 고형분율이 높은 상태로 콘크리트 배합이 된 경우 등 무수히 많은 원인이 있다.

(소성수축 균열의 방지대책)

상기와 같은 소성수축 균열을 방지하기 위한 방법으로는 환경적인 방법과 재료 및 배합적인 방법이 있다.

먼저, 환경적인 방법에 의한 소성수축 균열을 방지하는 방법은 이하 나열하는 바와 같다.

① 콘크리트를 부어놓고 즉시 양생한다. 즉, 콘크리트를 부어놓고 즉시 비닐 등 불투수성 재료로 표면을 덮어주거나 또는 양생포를 덮고 물을 뿌려주어 표면의 증발을 방지한다.

② 보호막 등 바람막이를 설치하여 바람에 의한 급속한 건조를 회피하고, 또한 차양 등을 설치하여 직사일광에 의한 표면의 급격한 온도변화 및 증발건조를 방지한다.

③ 기상조건을 제어하는 것은 어려운 일이므로 가능한 한 습도가 높고 바람이 없으며, 햇볕이 없는 날을 택할수록 좋은 조건이다. 또한 될 수 있는 한 오전보다는 오후, 특히 저녁에 해가 지고 이슬이 내리는 시점이면 더욱 좋을 것이다.

다음으로, 재료 및 배합적인 방법에 의한 소성수축 균열을 방지하는 방법은 이하 나열하는 바와 같다.

① 안정성이 큰 시멘트를 사용한다. 즉, 시멘트가 이상응결을 나타내거나 불안정한 시멘트를 사용해서는 안 된다.

② 양질의 골재를 이용한다. 특히 점토 함유량 및 미립자 함유량이 많거나, 입형이 불량한 골재(배합상 모래량이 많게 되는 즉, 잔 골재율을 높여주어야 하기 때문), 입도분포가 불량한 골재를 사용해서는 안 된다.

③ 단위 시멘트량을 감속시킨다.(단, 단위 시멘트량을 너무 적게 해도 곤란한데, 이는 물의 증발이 쉽고 균열의 진행이 빠르기 때문이다).

④ 단위수량을 줄인다. 즉, 단위수량이 많으면 증발량이 많아 단기뿐만 아니라 장기적인 건조수축도 커지게 된다.

⑤ 회수수 이용시 슬러지 고형분 농도를 낮추고, 슬러지수 사용량도 줄인다.

⑥ 분산제, 감수제 등을 사용한다. 단위수량 및 단위 시멘트량을 줄일 수 있기 때문이다.

⑦ 여름철 레미콘의 운반시간 한도를 짧게 하여 관리한다.

⑧ 지나친 표면 마무리를 하지 않는다. 즉, 지나친 표면다짐 마무리 방법은 콘크리트 표면으로 미립자를 재료 분리시키고, 또한 한 부분으로 모여지는 마무리 방법은 균열의 원인이다.

⑨ 거푸집을 튼튼히 조립하여 침하 및 변형 등 이동을 방지함으로써 초기의 균열을 방지한다.

⑩ 콘크리트 타설시 섬유(황마)를 혼입하면 균열을 어느 정도 방지할 수 있다.

⑪ 기타 피막소수성을 주는 혼화제 재료의 개발 및 혼입 등 신재료, 신기술, 신공법 등 많은 고려사항을 충분히 검토한다.

(HF 섬유가 소성수축 균열에 미치는 영향)

HF 섬유는 상술한 바와 같이, 콘크리트 표면으로부터 수분증발과 거푸집 틈 사이의 수분손실로 소성수축을 촉진시켜 표면균열이 일어날 때, 시멘트 매트릭스와 부착능력이 뛰어나 인장력을 발휘한다. HF 섬유는 유효직경이 작고, 단위체적당 차지하는 섬유수가 많음으로 유효면적이 커서 상대적으로 미세균열의 발생과 성장을 효과적으로 제어해주는 이점을 제공한다.

또한, HF 섬유는 인공 유기계 보강섬유와 비교하여 상대적으로 경제적이고 내열성능 및 내알칼리성이 우수하며, 콘크리트 구조물의 강도 특성을 향상시킬 수 있다. 이와 같은 HF 섬유는 층상형의 단면구조를 이룸에 따라 콘크리트의 보강에 매우 유리할 뿐만 아니라 황마의 길이 및 혼입량에 따라 인장강도, 압축강도 및 휨 강도가 결정될 수 있다.

아울러, HF 섬유는 길이방향으로 연속되면서 시멘트 매트릭스에 결착됨으로써 그 치수 안정성이 우수하여 나일론, 폴리비닐알콜 등과 같은 인공 유기계 섬유에 비해 그 길이 변화율이 우수한 장점이 있다. 그리고, HF 섬유는 그 표면이 거칠고 불규칙함에 따라 인공섬유에 비해 매트릭스 내에서의 부착 특성이 우수할 뿐만 아니라, 그 윤활특성이 우수하므로 블리딩 현상의 최소화를 도모할 수 있는 이점도 가지고 있다.

본 출원인은 상기와 같은 이론적 배경을 바탕으로, 과거 2008년 9월 10일자 출원번호 10-2008-0089440호의 특허출원을 통하여 상기 HF 섬유의 소성수축 균열에 미치는 영향을 근거로 하여 시공시 어느 한 쪽으로 HF 섬유가 뭉치는 현상을 방지함으로써 최종적으로 콘크리트의 균열을 방지하는 취지의 등록결정을 받은 바 있다(등록결정일 2010.06.16.).

그러나, 위 출원은 HF 섬유가 함유된 콘크리트인 점에서는 본 발명과 동일하지만, 이는 어디까지나 시공시에 소성 수축 균열이 발생할 것을 고려하여 미리 정하여진 배합비율을 제시하는 것일 뿐, 위 출원의 배합비에 따른 HF 섬유 첨가 콘크리트가 세부적으로는 본 발명의 요지에 해당하는 인장강도를 향상시키기는 하지만, 구체적으로 지진시 내진 설계를 위한 배합비로는 적당하지 못한 단점이 있다.

본 발명에서는, 위 HF 섬유가 함유된 콘크리트의 경우 인장강도를 어느 정도는 향상시킨다는 점에 착안하여, 실제 지진 발생시 내진 설계에 가장 적합한 HF 섬유의 배합비율 및 길이를 찾는 다양한 실험에 근거하여 최적의 배합비 및 상기 HF 섬유의 길이를 제공하고자 한다.

이의 상세한 설명을 위하여, 이하, HF 섬유가 함유된 콘크리트인 본 발명에 따른 콘크리트 배합 조성물에서는, 실제 지진 발생시 가장 큰 영향을 가지는 요소인 콘크리트의 압축강도와, 인장강도, 휨 강도 및 충격강도 측면에서의 HF 섬유가 함유된 콘크리트의 단위체적당(여기서, 단위체적은 가로, 세로 및 높이 1m의 부피를 말함, ㎥) 2ton의 콘크리트 중량(2000kg) 대비 HF 섬유의 중량 및 HF 섬유의 단위 길이에 따른 각종 실험 값을 대조군과 비교하면서 설명하기로 한다.

먼저, 상기 본 발명에 따른 배합 조성물 중 최적의 배합비율을 찾기 위한 실험계획은 표 1과 같고, 그 콘크리트의 배합사항은 표 2와 같다.

즉, Plain 배합은 W/C(시멘트에 대한 물의 배합비율) 52％, 목표 슬럼프 및 목표 공기량을 각각 150±15mm, 4.5±1.5％로 하고, 여기에 HF 섬유의 혼입량을 단위체적(㎥)당 0.1kg을 단위로 0.1∼1.4로 14수준으로 비교하였으며, HF 섬유의 길이를 단위길이(mm)당 3mm를 단위로 3∼30으로 7수준으로 비교하는 것으로 실험계획하였다.

W/C (％)	목표 슬럼프 (mm)	목표 공기량 (％)	섬유 종류	섬유 혼입량 (kg/㎥)	섬유 길이 (㎜)	실험사항
						경화 콘크리트
52	150 ±15	4.5 ±1.5	HF (황마)	0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2	3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

W/C (％)	W (kg/㎥)	S/a (％)	SP/C (％)	단위용적배합(ℓ/㎥)					단위질량배합(kg/㎥)
				C	C1	C2	S	G	C	C1	C2	S	G
52	170	45.5	0.5	77.8	14.9	16.9	341.7	348.7	245	33	49	889	917

표 3은 본 실험에 사용한 HF 섬유의 물리적 성질을 나타낸 것이다.

종류	㎥당 무게(g)	밀도 (g/㎤)	섬유길이 (mm)	유효직경 (㎛)	인장강도 (MPa)
HF 섬유(황마)	900	1.3	3∼30	60∼70	400∼800

먼저, 압축강도 실험을 통하여 찾아낸 상기 HF 섬유의 최적의 배합비율을 설명하면 다음과 같다.

표 4는 HF 섬유의 혼입량에 따른 재령 28일 경과시의 압축강도 값을 나타낸 것이고, 도 1은 HF 섬유 혼입량에 따른 재령 28일 경과시의 압축강도 값을 나타낸 그래프이다.

종류(HF)	Plain	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0	1.1	1.2	1.3	1.4
재령28일	23.5	23.6	23.7	23.8	23.8	23.8	28.2	28.1	28.0	27.5	28.1	27.3	26.0	24.3	24.3

출원인의 실험결과, 표 4 및 도 1에 참조된 바와 같이, 재령 28일 경과시 HF 섬유 혼입량이 0.6 미만을 경우 Plain과 유사한 수준으로 나타났으나, HF 섬유 혼입량이 0.6 이상이고 0.9 이하일 경우 압축강도가 더욱 상승하는 것을 알 수 있었다. 다만, HF 섬유 혼입량이 0.9를 초과하고 1.2 이하인 경우 HF 섬유 혼입량이 증가됨에 따라 계속하여 압축강도가 Plain의 압축강도에 근접하도록 하강하는 결과를 가져왔으나, 이는 단위체적당 섬유의 수가 적정치보다 많아져 콘크리트 계면과의 부착력이 감소된 결과로 사료된다.

결국, 위 실험결과에 따르면, HF 섬유 혼입량은 재령 28일일 경우 0.6 내지 1.2의 범위에서 결정됨을 알 수 있었다.

다음으로, 인장강도 실험을 통하여 찾아낸 상기 HF 섬유의 최적의 배합비율을 설명하면 다음과 같다.

표 5는 HF 섬유 혼입량에 따른 재령 28일 경과시의 인장강도를 나타낸 것이고, 도 2는 HF 섬유 혼입량 변화에 따른 재령 28일 경과시의 인장강도 값을 나타낸 그래프이다.

종류(HF)	Plain	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0	1.1	1.2	1.3	1.4
재령28일	3.3	3.3	3.3	3.1	3.0	3.0	3.2	3.2	3.2	3.3	3.3	3.4	3.5	3.5	3.5

표 5 및 도 2를 참조하면, 재령 28일에서 Plain의 인장강도와 비교하면, HF 섬유의 혼입량이 증가됨에 따라 0.1 내지 0.8의 범위 내에서는 오히려 낮거나 비슷한 결과 값을 얻을 수 있었다. 그러나, HF 섬유 혼입량이 0.9 이상일 경우에는 Plain의 인장강도와 비교하여 동등하거나 점점 더 높은 결과 값을 얻을 수 있었고 HF 섬유 혼입량이 1.2 이상인 경우에는 더 이상 증가를 보이지 않는 결과 값을 얻었다. 이는 혼입량이 0.9 이상일 경우 콘크리트 매트릭스 내에 적정량의 HF 섬유 이상이 존재한다는 것을 반증하는 것이다.

여기서, 지진시 내진 설계 보강을 위한 가장 영향력 있는 요소는 콘크리트가 양생된 후 지진에 의한 진동에 따라 콘크리트 기본 골격으로부터 파괴/분리될 경우 그 결합력의 해제와 직접적인 관련이 있는 인장강도라 할 것이지만, 위 실험에 따르면 인장강도는 HF 섬유의 증가량과 비례적으로 증가하는 성향이 강하므로, 적어도 Plain의 인장강도와 대비하여 동등한 수준 이상의 수치의 혼입량을 가지는 것이 바람직하다고 할 것인 바, 결국 적정 HF 섬유 혼입량은 재령 28일일 경우 0.9 내지 1.2의 범위에서 결정됨이 바람직하다 할 것이다.

그리고, 휨 강도 실험을 통하여 찾아낸 상기 HF 섬유의 최적의 배합비율을 설명하면 다음과 같다.

표 6은 HF 섬유 혼입량에 따른 휨 강도 값을 나타낸 것이고, 도 3은 HF 섬유 혼입량에 따른 휨 강도 값을 그래프로 나타낸 것이다.

종류(HF)	Plain	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0	1.1	1.2	1.3	1.4
재령28일	7.2	7.2	7.2	7.3	7.3	7.4	7.7	7.7	7.8	7.8	7.8	7.8	7.9	7.9	7.9

표 6 및 도 3을 참조하면, Plain의 휨 강도와 비교하면, HF 섬유의 혼입량이 증가됨에 따라 휨 강도의 결과 값도 순차적으로 증가하다가 HF 섬유의 혼입량이 0.6 이상일 경우 급격한 증가를 보였으며, 1.2 이상인 경우에는 휨 강도의 변화량이 거의 없이 유지됨을 알 수 있었다.

따라서, 휨 강도 실험은 최적의 HF 섬유 혼입량을 결정하는 중요한 요소로는 부적합하나, 후술하는 HF 섬유의 길이에 따른 충격강도 실험에 의하여 장섬유인지 단섬유인지에 따라 그 압축력 및 인장력, 그리고 휨 강도의 차이에 의하여 충격강도의 발현 모습이 상이함을 알 수 있었다.

마지막으로, 충격강도 실험을 통하여 찾아낸 상기 HF 섬유의 최적의 길이를 설명하면 다음과 같다.

구분 길이(mm)	균열발생 횟수	최종파괴 횟수
Plain	15	20
3	17	22
6	19	25
9	29	43
12	33	48
15	38	52
18	38	51
21	39	49
24	37	46
27	37	44
30	34	38

표 7은 HF 섬유 길이 변화에 따른 충격강도를 나타낸 것이고, 도 4는 HF 섬유 길이 변화에 따른 시편의 파괴 형상을 나타낸 사진이며, 도 5는 HF 섬유 길이 변화에 따른 최초 균열발생 및 최종파괴 모습 데이터를 나타낸 그래프이다.

충격강도 실험은 KS F 2221에 의거 낙하높이 600mm의 시험장치를 제작한 후, 전자석을 설치하여 500g의 쇠구슬을 기건 상태로 보관한 500×400×30mm의 콘크리트 시편에 자유 낙하시켜 낙하에 의해 첫 번째 균열이 나타난 횟수와, 시편이 최종적으로 파괴되기까지의 횟수를 측정하도록 하였다.

표 7 및 도 4와 도 5를 참조하면, HF 섬유 길이에 따라서는 Plain 대비 HF 섬유의 길이가 12mm까지 균열 횟수(충격강도)가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 HF 섬유 각 길이가 12mm까지 콘크리트 매트릭스 내에 네트워크를 형성함으로써 충격강도가 증진된 것으로 판단된다. 하지만, HF 섬유의 길이가 12mm 부터는 균열 및 최종파괴까지의 낙하횟수 차이가 나타났다. 즉, HF 섬유의 충격강도에 대한 저항성을 보기 위해서는 초기 균열횟수보다 초기 균열 후 최종파괴까지의 낙하횟수를 살펴볼 필요가 있는데, 낙하횟수가 증가함에 따라 처음 균열이 일어한 낙하횟수에서 최종파괴까지의 낙하횟수를 보면 9mm까지는 6회로 큰 영향을 미치지 못하였으나, 12mm부터는 15회, 18회로 3∼9mm에 비하여 충격강도에 대한 저항성이 있는 것을 알 수 있었다. 이는 HF 섬유가 어느 정도 시편에 전체적으로 분산되어 콘크리트 내에서 매트릭스의 네트워크를 형성한 가교작용에 의한 것으로 판단된다.

한편, 표 8은 HF 섬유 길이 변화에 따른 소성수축 균열의 균열면적 및 상대균열면적을 나타낸 것이고, 도 6은 HF 섬유 길이 변화에 따른 소성수축 균열 후의 균열성상을 나타낸 사진이다.

여기서, 균열의 면적은 균열 길이에 균열 폭을 곱하여 구하였는데, 균열 길이는 실을 사용하여 균열성상 대로 가지런히 늘어뜨린 후에 균열길이를 측정하였으며, 균열 폭은 균열게이지를 사용하여 측정 후 균열길이와 균열 폭을 곱하여 균열 면적을 구하였다.

구 분	Plain	3mm	6mm	9mm	12mm	15mm
균열면적(mm2)	200	195	191	186	174	166
상대균열면적(%)	100	90.8	88.3	78.5	75.2	74.8
구 분	18mm	21mm	24mm	27mm	30mm
균열면적(mm2)	152	157	182	193	197
상대균열면적(%)	72.2	73.6	84.3	91.8	97.6

HF 섬유 길이 변화에 따른 소성수축 균열 실험을 한 결과를 상대균열면적으로 평가하였으며, Plain의 균열 발생율을 100％로 설정했을 경우, HF 섬유 길이 3∼9mm의 경우 90％ 대의 균열 발생율을 보여 Plain과 거의 유사한 것으로 나타났으나, 길이 9∼21mm의 경우는 소성수축 균열에 대비 70％ 정도의 저감효과를 나타냈으며, 길이 21∼30mm의 경우는 80％ 정도의 효과가 나타나, 소성수축 균열 저감에 Plain과 거의 유사한 성능을 발휘하는 것을 알 수 있었으며, HF 섬유 길이가 9∼21mm의 경우균열 저항성을 나타내고 있었다. 이는 HF 섬유의 길이가 길고, 단위체적당 차지하는 섬유수가 많아 소성수축에 의한 균열의 저감에 효과를 가져오는 것으로 판단된다.

상술한 바와 같은 압축강도, 인장강도, 휨 강도, 충격강도 및 소성수축 균열 실험을 통하여 최종적으로 안출된 HF 섬유의 최적의 배합 비율은 어느 하나의 실험에 의하여 의존되지 않음을 잘 알 수 있다. 즉, 압축강도만 고려한다면 상기 HF 섬유의 혼입량은 0.6 내지 1.2 범위내에서 채택될 것이지만, 인장강도만을 고려한다면 상기 HF 섬유의 혼입량은 0.9 이상이면 족하다. 또한, 휨 강도만 고려한다면 HF 섬유의 혼입량은 1.2 이상이 되어야 하는데 반하여, 충격강도만 고려한다면 HF 섬유의 혼입량은 HF 섬유의 길이를 충분히 고려하여야 하는 바, HF 섬유 길이가 9∼21mm일 경우 그 혼입량을 0.6 내지 1.2 범위 내로 채택하는 것이 매우 바람직한 결론이 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 콘크리트 배합 조성물의 바람직한 일실시예에서는, 단순히 HF 섬유 혼입량만이 지진시 발생되는 균열 또는 콘크리트 탈락의 방지를 위한 최적의 조건이 아니고, 상기 HF 섬유 혼입량에서 더 나아가 HF 섬유의 최적의 길이 선정도 매우 중요한 조건이 되는 것이다.

표 9는 본 발명에 따른 콘크리트 배합 조성물의 최적의 배합비율을 산출하기 위한 상기 실험들을 종합적으로 평가한 것을 나타낸 종합비교표이다.

구분 길이(mm)	슬럼프	소성수축균열	충격강도
			균열시점	파괴균열횟수
Plain	-	-	-	-
3	◎	○	◎	◎
6	◎	◎	◎	◎
9	◎	●	●	●
12	●	●	●	●
15	●	●	●	●
18	●	●	●	◎
21	●	●	●	◎
24	●	◎	●	◎
27	◎	●	●	◎
30	◎	◎	◎	◎

표 9에서 평가항목 1) 슬럼프는, Plain과 비교하여 ±15mm인 경우 양호, ±15∼25mm인 경우 보통, 그 이하는 불량으로 평가하였고, 2) 소성수축 균열은, Plain과 비교하여 상대균열 면적이 0∼50％인 경우 양호, 51∼70％인 경우 보통, 그 이상은 불량으로 평가하였으며, 3) 충격강도는, Plain과 비교하여 초기균열은 ＋6∼10회인 경우 보통, 5회 이하는 불량, 10회 이상은 양호로 평가하였고, 4) 최종파괴의 경우는, 초기 균열 후 최종파괴까지의 횟수가 ＋5회 이하인 경우 불량, 6∼10회인 경우 보통, 10회 이상인 경우 양호로 평가하였다.

상기 표 9의 기호 중 ●는 양호, ◎는 보통, ○는 불량으로 하고, 모든 평가사항은 상대평가로서 진행하였다.

본 출원인의 상기 실험을 통하여 증명할 수 있는 것은, HF 섬유의 길이가 증가함에 따라 슬럼프는 감소하는 경향이었고, 그 중 12mm 이상에 따른 슬럼프 감소치가 큰 차이가 없음이 밝혀졌으며, 일정 길이 이상의 HF 섬유를 혼입 할 경우 그에 따른 유동성에는 큰 차이가 없음을 밝혀냈다.

또한, 소성수축 균열을 상대균열면적으로 평가하는 경우, 12mm 이하의 경우는 소성수축 균열에 크게 영향을 미치지 못하는 것을 알 수 있었으며, 길이 12mm 이상의 경우 Plain 대비 70％ 정도의 저감효과를 나타내, 소성수축 균열 저감에 상당한 성능을 발휘하는 것을 알 수 있었다.

마지막으로, 충격강도는 섬유 길이량이 증가할수록 충격저항성은 증가하였으나, 12mm 이하인 경우 처음 균열 발생 후 파괴될 때까지의 낙하횟수가 5회 정도인 반면 12mm 이상의 부분은 경우에 따라 약간의 차이가 있지만 10∼18회까지 진행되어 어느 정도 섬유에 의한 연성으로 낙하횟수가 증가한 것으로 판단된다.

이상을 종합하여 볼 때, HF 섬유 길이 12∼21mm에서 콘크리트의 균열제어능력, 충격 저항성 등이 다른 길이와 비교하여 가장 양호한 결과 값을 나타냈으며, 경제적인 측면이나, 작업성능 등에 대하여 고려하면 양호한 적정 길이는 12∼21mm로 결정되는 것이다.

그러므로, 결론적으로, 본 발명에 따른 콘크리트 배합 조성물의 바람직한 일실시예에서는, 실험의 결과에 의하여, 상기 황마는, 12 내지 21mm의 길이로 절단된 조각실 형태로 가공되며, 단위체적인 ㎥에 포함된 전체 콘크리트 배합물 2ton 중량 중 0.6kg 내지 1.2kg이 첨가되도록 구성된다.

이상, 지진시 파괴 내진 설계에 가장 중요한 요소들 중 압축강도, 인장강도, 휨 강도 및 충격강도를 HF 섬유의 혼입량 및 길이 변화에 따른 다양한 실험 결과 값으로 도출하여 최적의 배합비율을 검토하였다.

그러나, 위 각 개별 요소들이 지진시 개별적, 독립적으로 관여하는 것은 아니고, 유기적으로 하나의 지진이라는 거대한 진동에 관여한다는 점에서, 어느 하나의 요소만을 두고 판단할 문제는 아닌 것으로 판단된다.

다만, 본 발명에서는, HF 섬유가 함유된 콘크리트를 배합하는 최적의 배합비에 관심을 집중시켜 상황에 맞추어 설계하는 것이 가장 큰 목적일 것인 바, 개별요소들을 실험적으로 규명하였을 뿐이다.

결론적으로, 본 발명의 출원인은 HF 섬유가 포함된 콘크리트 배합 조성물의 경우 어느 요소에 대해서도 위 압축강도, 인장강도, 휨 강도 및 충격강도, 나아가 소성수축 균열의 저항성 등이 증가되는 것을 규명한 바, HF 섬유의 혼입량을 단위체적인 ㎥에 포함된 전체 콘크리트 배합물 2ton 중량 중 0.6kg 내지 1.2kg이 첨가되도록 구성하고, HF 섬유는 개별적으로 12 내지 21mm의 길이로 절단된 조각실 형태로 가공되는 것을 그 주요 특징으로 삼고자 한다.

한편, 본 발명에 따른 콘크리트 배합방법의 바람직한 일실시예는, 상술한 콘크리트 배합 조성물의 모든 특징을 포함하도록 구성되면서도, 바람직하게는 건축분야에서 상식적으로 통용되는 방법이 결합되어 탁월한 효과를 창출할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 콘크리트 배합방법을 나타낸 블록도이다.

본 발명에 따른 콘크리트 배합방법의 바람직한 일실시예를 도 7을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 시멘트(C), 모래(S), 혼화제(a), 골재(G), 플라이애쉬(C1), 고로슬러그(C2) 및 황마(J)를 믹서 또는 배쳐 플랜트에 투입하는 1차 투입단계(S10), 상기 1차 투입단계(S10)에서 상기 믹서 또는 배쳐 플랜트에 투입된 시멘트(C), 모래(S), 혼화제(a), 골재(G), 플라이애쉬(C1), 고로슬러그(C2) 및 황마(J)를 30초 동안 건비빔시켜 1차 혼합물을 생성하는 1차 비빔단계(S20)와, 상기 1차 비빔단계(S20)에서 혼합된 상기 1차 혼합물(M1)에, 상기 시멘트(C)에 대한 물(W)의 혼합 비율(W/C)이 52％가 되도록 하고, 상기 혼화제(a)에 대한 상기 모래(S)의 혼합 비율(S/a)이 45.5％가 되도록 물 및 혼화제를 투입하는 2차 투입단계(S30)와, 상기 2차 투입단계(S30)에서 상기 믹서 또는 베쳐 플랜트에 투입된 물(W)과 혼화제(a)를 상기 1차 혼합물(M1)과 함께 90초간 비빔시켜 2차 혼합물을 생성하는 2차 비빔단계(S40)와, 상기 2차 비빔단계(S40)에서 혼합된 상기 2차 혼합물을 상기 믹서 또는 배쳐 플랜트로부터 배출시키는 배출단계(S50)를 포함한다.

이상, 본 발명에 따른 콘크리트 배합 조성물 및 콘크리트 배합방법의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면 등을 통하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아님에 주의하여야 한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명과 균등한 범위에서의 실시 및 다양한 변형이 가능함은 당연하다고 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해진다 할 것이다.

W: 물 C: 시멘트
S: 모래 C1: 플라이애쉬
C2: 고로슬러그 a: 혼화제
G: 골재

Claims (2)

1. 콘크리트 배합시 시멘트(C), 모래(S), 혼화제(a), 잔 골재(G), 플라이애쉬(C1), 고로슬러그(C2) 및 황마(J)를 포함하는 재료를 물(W)을 이용하여 배합하는 콘크리트 배합 조성물에 있어서,
   상기 시멘트에 대한 물의 혼합 비율은 52％, 상기 혼화제에 대한 상기 모래의 혼합 비율은 45.5％이고,
   상기 황마는,
   12 내지 21mm의 길이로 절단된 조각실 형태로 가공되며,
   단위체적인 ㎥에 포함된 전체 콘크리트 배합물 2ton 중량 중 0.6kg 내지 1.2kg이 첨가되는 콘크리트 배합 조성물.
   
2. 시멘트(C), 모래(S), 혼화제(a), 잔 골재(G), 플라이애쉬(C1), 고로슬러그(C2) 및 황마(J)를 믹서 또는 배쳐 플랜트에 투입하는 1차 투입단계(S10);
   상기 1차 투입단계(S10)에서 상기 믹서 또는 배쳐 플랜트에 투입된 시멘트(C), 모래(S), 혼화제(a), 잔 골재(G), 플라이애쉬(C1), 고로슬러그(C2) 및 황마(J)를 30초 동안 건비빔시켜 1차 혼합물을 생성하는 1차 비빔단계(S20)와;
   상기 1차 비빔단계(S20)에서 혼합된 상기 1차 혼합물(M1)에, 상기 시멘트(C)에 대한 물(W)의 혼합 비율(W/C)이 52％가 되도록하고, 상기 혼화제(a)에 대한 상기 모래(S)의 혼합 비율(S/a)이 45.5％가 되도록 물 및 혼화제를 투입하는 2차 투입단계(S30)와;
   상기 2차 투입단계(S30)에서 상기 믹서 또는 배쳐 플랜트에 투입된 물(W)과 혼화제(a)를 상기 1차 혼합물(M1)과 함께 90초간 비빔시켜 2차 혼합물을 생성하는 2차 비빔단계(S40)와;
   상기 2차 비빔단계(S40)에서 혼합된 상기 2차 혼합물을 상기 믹서 또는 배쳐 플랜트로부터 배출시키는 배출단계(S50)를 포함하는 콘크리트 배합방법.
   
   

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