조경기능사 필기 대비 요약 - 13. 조경재료, 시멘트

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조경기능사 자격증 필기시험 대비 요약
13. 조경재료, 시멘트, 콘크리트 재료

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용어 정리

*재령(age) - 재료가 제작된 때로부터의 경과 일수. 시멘트나 콘크리트에서는 4주를 기준, 목재의 경우는 연륜에 의한 성장기간을 말한다

*광재(slag) - 용광로에서 철광을 제련할 때 생성되는 비금속성 생성물(맥석)로서 주성분은 규산염 · 석회질 · 규산반토 등의 염기물로 이루어져 있다. 이를 시멘트 제조시 시용한다.광재자갈 등 건축재료로도 사용한다.

*한중 콘크리트 (cold weather concrete, 寒中) - 추울 때 쓰는 콘크리트 

*서중 콘크리트 (hot-weather concreting, 暑中) - 더울 때 쓰는 콘크리트

*측구(側溝) - 도로의 노면 배수를 위해 도로 끝 또는 보도와 차도의 경계에 만들어져 있는 도랑으로 단면 형상에 따라 L형, U형 등이 있으며, 가거(街渠)라고도 한다.

면적 - ㎡, ㎠

재적(부피) - ㎥

*수화열 - 시멘트 응고과정의 수화반응으로 발생하는 열, 한중(겨울)공사에는 좋으나 매시브(대형)골사에는 온도균열이 발생한다.

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시멘트 및 콘크리트 재료
시멘트의 KS 표준 압축강도는 재령 28일(4주) 압축강도는 보통 245kg/㎠
시멘트 1포대는 40kg
시멘트 1m3(1 큐빅)의 무게는 1,500kg/㎥
시멘트는 석회석과 점토 등을 혼합하여 구운 다음 가루로 만든 일종의 결합체
시멘트의 주재료는 석회암, 점토, 광석찌꺼기(광재)


시멘트 제조과정
섞기 - 굽기(1,400~1,500℃) - 부수기

 

레미콘 25-210-12 ,
골재의 굵기,  압축강도, 슬럼프

시멘트의 종류

포틀랜드 시멘트(Portland cement)
- 보통 포틀랜드 시멘트 : 우리나라에서 생산하는 시멘트의 90%를 차지한다.
- 제조공정이 간단하고 싸며 가장 많이 이용.
- 상온에서 응결이 끝나는 시간은 1시간 이후에 시작하여 10시간 이내 끝난다.
- 포틀랜드 시멘트, 혼합 시멘트, 특수 시멘트로 분류
- 포틀랜드 시멘트의 비중은 3.05~3.15이고, 무게는 1,500kg/㎥

 

**포틀랜드 시멘트를 제조 시 급격한 응결을 지연시키는 지연제로 "석고"를 사용한다.

조강(早强) 포틀랜드 시멘트
- 조기에 높은 강도(7일 강도로 28일 강도를 발휘).

- 급한 공사, 겨울철 공사, 물속이나 바다의 공사 등에 사용

* 조강- 조기에 빠르게

백색 포틀랜드 시멘트
- 구조재의 축조에는 사용 안 함. 미장용으로 사용

중용열 시멘트(무거울 중, 대규모)
- 수화열이 적어 댐이나 큰 구조물에 사용하며 건조나 수축이 적다.


혼합 시멘트
고로 시멘트(슬래그 시멘트)
- 제철소의 용광로에서 생긴 광재(Slag)를 넣고 만들어 균열이 적어 폐수시설, 하수도, 항만에 사용. 수화열이 낮고, 초기 강도가 크고, 내구성이 높으며, 화학적 저항성이 크고, 투수가 적다.

*항만에 사용은 고로이다. 댐 같은 대규모는 중용

플라이 애쉬 시멘트
- 실리카 시멘트보다 후기 강도가 크다. 건조 수축이 적고 화학적 저항성 이 강하며 장기강도가 좋다. 수화열이 적어 매스콘크리트용에 적합하다. 모르타르 및 콘크리트 등의 화학적 저항성이 강하고 수밀성이 우수하다.

포졸란 시멘트(실리카 시멘트)
- 방수용으로 사용, 경화가 느리나 조기강도가 크다
*혼합시멘트의 종류가 시험에 나온다.

알루미나 시멘트
초기 강도가 크고 산, 염류, 해수 등의 화학적 작용에 대한 적응성이 크며 열분해 온도가 높아 내화용 콘크리트에 적합하며 내화성이 우수하여 한중콘크리트에 적합하다. 알루민산 석회를 주 광물로 한 시멘트로

- 조기강도가 아주 크므로 긴급공사 등에 많이 사용된다.


시멘트 강도의 영향을 주는 요소는?
사용수량, 분말도, 풍화, 양생조건, 표준 밀도

사용수(물)량 : 사용수량이 많을수록 강도는 저하된다.

분말도 : 시멘트 입자의 굵고 가는 정도를 나타내는 것으로, 분말도와 조기강도는 비례한다.

풍화 : 시멘트는 제조 직후 강도가 제일 크며, 점점 공기 중의 습도를 흡수, 풍화되면서 강도는 저하된다.

양생조건 : 양생온도는 30℃ 까지는 온도가 높을수록 강도가 커지고 재령(28일)이 경과함에 따라 강도가 증가한다.

표준 밀도 : 표준 밀도가 높으면 강도가 저하되며, 제조 직후 강도가 가장 크며, 점차 저하된다.


시멘트 보관 방법
지면에서 30cm 이상 바닥을 띄우고 방습 처리한다.
필요한 출입구, 채광창 이외에는 공기의 유통을 막기 위해 개구부를 설치하지 않는다.
3개월 이상 저장한 시멘트 또는 습기를 받았다고 생각되는 시멘트는 테스트 후 사용한다.
시멘트 입고 순서대로 사용한다.
창고 주위에는 배수도랑을 만들고 우수의 침입을 방지와 누수를 방지한다.
시멘트는 13포 이상 쌓지 않고 장기간 저장할 경우 7포대 이상 쌓지 않는다.
시멘트의 온도가 너무 높을 때는 그 온도를 낮추어서 사용해야 한다.


시멘트 저장 면적(A) 산출방법
A=0.4 x N/n (㎡)

A=시멘트 저장 면적(창고 크기)
N=저장할 시멘트 량(포)
n=단수

40%

1,800포(7단) = 0.4 X 1,800/7 = 102.8㎡

1,800포(13단) = 0.4 X 1,800/13 = 55.38㎡

 

 

시멘트의 규격

KS 규격 : 재령 28일(4주)째 압축강도가: 245KG/㎠

1포대 : 40Kg

1㎥ (큐빅)= 1,500kg (약 37포)

 

시멘트는 섞기-굽기-부수기 과정으로 만들어 진다.

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시멘트의 이화학적 성질

수화반응
- 시멘트에 물을 첨가하면 시멘트 중의 수경성 화합물과 반응하여 결정을 만들고 이것이 응결 경화되어 강도를 발현하는 것

수화열
- 시멘트의 수화반응으로 응결 경화하는 과정 중에 발생한 열량의 합계로 큰 시멘트는 한중공사에 좋으나, 매시브 한 콘크리트에서는 온도균열이 원인

풍화
- 저장 중인 시멘트가 공기 중의 수분과 이산화탄소를 흡수하여 수화반응을 일으켜 탄산염을 만들어 덩어리가 발생, 풍화한 시멘트는 1개월에 압축강도가 3~5% 감소한다.


풍화된 시멘트의 특성
비중 감소,
응결 지연,
강도발현 저하

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콘크리트의 특징
콘크리트는 형상을 임의대로 변형시킬 수 있으며, 내구성과 내수성이 커서 용도가 다양하다. 균열이 생기기 쉽고 개조 및 파괴가 어려우며, 무게가 무겁고 인장강도 및 휨강도가 작은 편이어서 품질 및 시공관리가 쉽지 않다.

 

골재는

잔 것과 굵은 것이 적당히 혼합된 것이 좋으며, 표면이 깨끗하고 불순물이 묻어있지 않으며, 유해물질이 없는 것이 좋다. 납작하거나 길지 않고 구형에 가까워야 한다.


콘크리트의 장점
만드는 방법이 비교적 간단하며,
재료의 채취와 운반이 용이하다.
유지관리비가 적게 든다.
압축강도가 크다(인장강도에 비해 10배 강하다).
철근을 피복하여 녹을 방지 하며 철근과의 부착력을 높이는 장점이 있다.
내화성, 내구성, 내수성이 크다.
고강도의 구조물을 만들 수 있다.
내진성과 진동과 소음의 차단성이 좋다.


콘크리트의 단점
중량이 크다.
인장강도 및 휨강도가 작음(철근으로 인장력 보강)
수축에 의한 균열 발생이 쉽고 품질유지 및 시공관리가 어렵다.
보수, 제거가 곤란하다.
콘크리트가 경화되기까지 어느 정도 양생 일수가 필요하다.
시공이 조잡해지기 쉽다.
균열 발생하거나 부분적 파손이 일어나기 쉽다.

 

* 콘크리트의 인장강도가 압축강도에 비해 10배 이상 약하다.

* 즉, 인장강도가 약해 철근을 넣는다.

콘크리트의 구성
시멘트 페이스트, Cement Paste(시멘트 풀)

- 공기+물+시멘트

모르타르(Mortar)
- 공기+물+시멘트+모래(잔골재)

콘크리트
- 공기(5%)+물(15%)+시멘트(10%)+골재(70%, 잔골재+굵은 골재)
*공기5, 물15,시멘트10, 골재70

콘크리트의 용적 배합
콘크리트 1m3(1 큐빅) 제작에 필요한 재료를 부피로 나타낸 배합비율

철근 콘크리트

   - 시멘트 : 모래 : 자갈 =1 : 2 : 4

무근 콘크리트

   - 시멘트 : 모래 : 자갈 = 1 : 3 : 6

* 철근이 없기에 모래, 자갈을 더 넣어서 철근을 대신하나?

조경작업 별 포틀랜드 콘크리트의 배합률은?
치장 눈줄, 방수 - 시멘트/모래 = 1 : 1 (방수가 중요)
중요한 미장용 - 시멘트/모래 = 1 : 2
일반적 미장용 - 시멘트/모래 = 1 : 3


콘크리트의 무게 배합
콘크리트 1m3 제작에 필요한 재료의 무게
시멘트 387kg : 모래 660kg : 자갈 1.040kg로 표시


물-시멘트 비(W/C)
콘크리트의 강도는 물과 시멘트의 중량비에 결정된다.
일반적인 물-시멘트 비 : 1 : 40%~70%


콘크리트의 품질과 관련된 사항은?
물과 시멘트 비
골재의 입도
시멘트의 량


거푸집(Form)
(철근) 콘크리트 구조물을 형성하는데 필요한 가설 공작물로 거푸집의 콘크리트 접촉면에 바르는 박리제는 "폐유"를 쓴다.

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콘크리트의 성질(시공 전의 굳지 않은 콘크리트)

워커빌리티(Workability, 경연성, 시공성) - 반죽 질기에 따라 비비기. 운반, 다지기 등의 작업 난이도 정도와 재료분리에 저항하는 정도

- 골재가 원형에 가까울수록 슬럼프가 커지므로 단위수량이 감소한다.
- 둥근 모양의 골재는 모가 난 골재보다 워커빌리티를 좋게 한다.
- 시멘트의 종류, 분말도, 사용량 등이 영향을 미친다.
- 시멘트의 양이 많고 입자가 미세하면 워커빌리티가 증가한다.
- 표제(AE제), 분산제, 감수제가 워커빌리티를 증가시킨다

성형성(Plasticity) - 거푸집에 쉽게 다져 넣을 수 있고 거푸집을 제거하면 천천히 형상이 변화 하기는 하지만 허물어지거나 재료가 분리하는 일이 없는 굳지 않는 콘크리트 성질

피니셔 빌리티(Finishability, 마무리 성) - 굵은 골재의 최대 치수, 잔골재율, 잔골재의 입도, 반죽 질기 등에 따르는 콘크리트의 표면을 마무리할 때 난이도 정도를 나타낸다.

블리딩(Bleeding) - 콘크리트 타설 후 시멘트와 골재가 주변보다 낮아져 콘크리트 표면의 물이 분리되어 먼지와 함께 위로 올라오는 현상 - 블리딩이 크면 부착력이 저하되고 수밀성이 나쁘다.

레이턴스(Laitance) - 블리딩 현상으로 인한 콘크리트 표면의 물이 증발 후 콘크리트 표면에 남는 가볍고 미세한 물질로서 시공 시 작업 이음을 형성하는 것

반죽 질기(Consistency) - 수량의 다소에 따라서 반죽이 되고 진 정도를 나타내는 굳지 않은 콘크리트의 성질


슬럼프 시험(Slump Test)이란?
- 워커빌리티(시공성)를 측정하기 위한 방법 중 하나로 굳지 않은 콘크리트의 성질 즉, 반죽의 질기를 측정하는 방법
- 슬럼프 수치가 높을수록 나쁘고, 단위는 cm 사용
- 콘크리트 치기 작업의 난이도를 판단할 수 있다.

** 반죽의 질기 실험이다.

 

콘크리트 시험 비빔의 테스트 시 주 요소는?
비빔 온도
공기량
워커빌리티

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콘크리트의 종류

한중 콘크리트(겨울)
콘크리트를 타설 한 후 콘크리트가 동결할 염려가 있을 때 시공되는 콘크리트로 일평균 기온이 4℃ 이하로 예상되는 시기를 한중콘크리트 적용기간으로 규정한다.

* 양생을 돕기위해 추운곳, 겨울에 섞는 것은 염화칼슘이다.

서중 콘크리트(여름)
기온이 높아 콘크리트의 슬럼프 저하나 수분의 급격한 증발 등의 워커빌리티에 변화가 생기기 쉬우며, 위험이 있는 경우에 시공되는 콘크리트로서 비빔, 운반, 부어 넣기의 각 공정 및 부어 넣기 후의 콘크리트가 소요의 품질에 달할 때까지의 기간 중 고온에 의한 악영향이 예상되는 기간에 슬럼프의 저하, 발열 및 이에 따르는 균열과 강도의 저하에 특별한 배려가 요구된다.

 

동일 슬럼프를 얻기 위한 단위수량이 많아지고, 콜드 조인트가 발생하기 쉬우며 초기 강도 발현은 빠른 반면 장기강도가 저하될 수 있다.

 

* 한중 콘크리트 (cold weather concrete, 寒中) 

 - 평균기온 4℃ 이하 시 사용

 

* 서중 콘크리트 (hot-weather concreting, 暑中) 

- 평균기온  25~30℃ 이상 시 사용

경량 콘크리트(단열)
콘크리트는 강도에 비해 비중이 크기 때문에 구조물의 자중을 증대시키는 결함을 갖고 있다. 콘크리트의 결함을 경량골재 등을 이용하여 개선함과 동시에 단열 등 우수한 성능을 부여할 목적에 의해 제조되는 콘크리트를 말한다.

유동화 콘크리트(레미콘)
믹서로 일단 비빔을 완료한 콘크리트에 유동화제를 첨가한 다음 이것을 적당한 교반장치(대부분 레미콘용 운반차)로 혼합하여 유동성을 증대시킨 콘크리트를 말한다.

매스 콘크리트(대형공사)
부재단면의 최소 치수가 80m 이상이고 수화열에 의한 콘크리트 내부의 최고 온도와 외기온도의 차가 25℃ 이상으로 예상되는 콘크리트이다. 매스콘크리트는 다량의 시멘트를 사용하므로 높은 수화열이 발생하기 때문에 수화열에 의한 균열을 방지하기 위한 특별한 대책이 요구되고 있다.

수밀 콘크리트(방수)
콘크리트 중에서 특히 수밀성이 높은 콘크리트를 말한다. 수조, 수영장 등 높은 수밀성을 요구하는 경우에 이용하는 콘크리트이다.

섬유보강 콘크리트(인장강도 보강)
모르타르나 콘크리트 중에서 강섬유, 유리섬유 등 각종 섬유를 골고루 분산시켜 사용하는 것으로 압축강도의 증진뿐만 아니라 전단강도 및 휨강도를 향상하고, 콘크리트의 최대 약점인 낮은 인장강도 및 균열에 대한 저항성을 개선시킨 콘크리트를 말한다.

식생 콘크리트(생물 서식공간)
콘크리트 자체나 콘크리트 구조물에 부착생물, 암초성 생물, 생태적 약자, 식물 및 미생물 등이 부착 서식, 생식 공간 및 활착 공간 등을 제공하는 것으로 이러한 식생 콘크리트는 식물이 성장할 수 있도록 콘크리트 자체의 연속 공극률 확보, 중화처리 등을 통해 대처하는데, 하천제방, 산, 도로 및 댐의 경사면과 수중생물의 서식공간 등에 활용되고 있다.

프리 팩트 콘크리트
미리 골재를 거푸집 안에 채우고 특수 혼화제를 섞은 모르타르를 펌프로 주입하여 골재의 빈틈을 메워 콘크리트를 만드는 형식을 말한다.


콘크리트의 균열방지 방법은?
발열량이 적은 시멘트를 사용
슬럼프(Slump) 값을 작게 한다.
타설시 내, 외부 온도차를 줄인다.

 

콘크리트 재료분리 원인

너무 큰 골재

단위 골재량이 크다(많다).

슬럼프가 큰 콘크리트

 

콘크리트 제품에는 어떤 것이 있는가?
경계블록, 보도불록, 측구용 블록, 시멘트 블록, 인조석 보도블록 등이 있다.

경계블록 : 길이 1m 단위
보도블록 : 무근 콘크리트 판으로 300 x 300 x 60mm의 정방형과 장방형, 6각형 등이 있다
인조석 보도블록 : 천연석을 분쇄, 시멘트와 색소를 섞어 부드러운 질감과 크기, 색상이 다양하다.
측구용 블록 : L형과 U형이 있으며, 배수를 위해 길 가장자리에 길게 설치한다.
소형 고압블록(lnterlocking Paver, ILP) : 최근에 보도불록으로 많이 사용된다.


조경시공에서 콘크리트 포장의 보강용으로 사용하는 와이어 메시(용접철망)의 위치는?
콘크리트 두께의 1/3 위치

흙과 시멘트, 토양개량제를 넣어서 간이 포장 시공하는 재료는?
카프

벽돌 담장 쌓기에 적합한 벽돌 쌓기 방법은?
반장 쌓기

 

벽돌 쌓기는 영국식, 네덜란드식, 프랑스식, 미국식 등이 있고,

벽 두께에 따라  반장쌓기, 1매쌓기, 1.5매쌓기, 2매쌓기 등이 있다.

 

벽돌의 종류와 쌓기의 자세한 내용은 여기에

▶조경기능사 벽돌쌓기◀

벽돌쌓기 방법

콘크리트 재료분리(segregation) 현상
- 운반 및 치기 작업 중 생기는 재료분리로 콘크리트의 균일성을 잃는 현상
- 치기 작업 후에 생기는 재료분리는 굵은 골재가 국부적으로 집중되거나 수분이 콘크리트 윗면으로 보이는 현상(블리딩) 시 발생한다.

콘크리트 재료분리 원인
- 최대 치수가 너무 큰 골재를 사용하거나 단위 골재량이 너무 크면 분리되기 쉽다.
- 단위수량이 크고 슬럼프가 큰 콘크리트는 분리되기 쉽다.

콘크리트 혼화재(admixture, mineral admixture) 재료
- 콘크리트 구조물 시공 시 성능개선을 목적으로 시멘트 질량 대비 5% 이상 콘크리트에 첨가하는 재료로 혼화재료 중 사용량이 비교적 많다. 혼화재의 종류는 플라이 애쉬, 고로슬래그 미분말, 팽창재 등이 있다.

혼화제(chemical admixture, chemical agent) 용제
- 혼화재료 중 사용량이 비교적 적어서 그 자체의 부피가 콘크리트 등의 비비기 용적에 계산되지 않아도 좋은 것으로 콘크리트의 물리, 화학적 특성을 강화하는 첨가제이다.

AE제,
감수제,
유동화제,
지연제,
경화 촉진제,
철근 방청제,
발포제 등이 있다.

AE제(air-entraining admxture)
- 많은 기포를 발생시켜 워커빌리티를 개선하고 동결융해에 대한 저항성이 증가하나 압축강도와 철근과의 부착강도가 감소한다.

지연제(retarder, retarding admixture)
- 시멘트의 응결 시간을 늦추기 위하여 사용하는 재료로 레미콘의 먼 거리 이동이나 응결 지연이 필요할 때 사용하며, 지연제를 사용하면 서중 콘크리트의 시공이나 레디 믹스 콘크리트의 장시간 운반이 용이하다.

감수제(water-reducing)
- 시멘트의 분말을 분산시켜서 콘크리트의 위커빌리티를 얻기에 필요한 단위수량을 감소시키는 것을 주목적으로 한 재료로 표준형 감수제, 촉진형 감수제, 지연형 감수제 및 고성능 감수제가 있으며, 근래에는 AE제를 첨가한 AE감수제 등도 사용한다.

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