배합비(1:3:6)에 따른 콘크리트 수량 산출

▶ 철근콘크리트 수량 산출 기본

콘크리트의 배합비가 주어졌을 때 콘크리트의 수량을 어떻게 산출하는지 살펴보겠습니다.

건축기사 기출문제를 살펴보겠습니다.
시멘트 200포를 사용하여 배합비가 1:3:6의 콘크리트를 비벼 냈을 때의 전체 콘크리트량은?(2021년 1회)
(단, 물-시멘트 비는 60%, 시멘트 1포대는 40kg이다)

콘크리트의 배합비와 부피

콘크리트는 기본적으로 4가지 재료를 섞어서 제조합니다. 따라서 1: 3: 6으로 배합한다는 것은 시멘트, 잔골재, 굵은 골재의 부피를 1: 3: 6이 되도록 섞는다는 뜻입니다. 물-시멘트비나 물-결합재비는 중량비로 나타내기 때문에 차이가 있습니다.

따라서 이 4가지 재료의 부피(체적)을 모두 더하면 되는데, 문제에서 주어진 조건은 시멘트의 포대, 즉 중량이 주어져있습니다. 따라서 이 중량을 부피로 환산해야만 합니다. 이때 필요한 것이 비중입니다.

모든 물질은 고유한 비중값을 갖습니다. 같은 부피라도 물질에 따라 무게가 다르죠. 콘크리트를 구성하는 각각의 재료의 비중도 모두 다릅니다.
부피는 각 재료의 비중을 이용해서 계산합니다.

일단 비중은 다음과 같이 계산합니다.

비중 = 중량 / 부피

따라서 부피 = 중량 / 비중

콘크리트의 수량 산출

비중을 이용해서 부피를 계산하려면 각 재료의 비중값을 알아야 합니다.

우선 각재료의 단위용적중량은 재료의 상태에 따라 달라집니다. 잔골재는 1,450-1,700Kg/㎥, 굵은골재가 1,550-1,850Kg/㎥ 정도가 되는데, 대략 1.6ton/㎥ 정도가 된다고 보고 계산하면 될 것 같습니다.
시멘트의 단위용적중량은 1.5ton/㎥ 로 계산합니다.

그리고 각재료의 비중은 대략 다음과 같이 적용합니다.
시멘트의 비중 = 3.15, 잔골재 및 굵은 골재의 비중 = 2.65

예를 들어 굵은 골재(자갈)을 일정한 용기에 담는다면 굵은 골재 사이의 빈 공극때문에 무게가 줄어들 수 밖에 없습니다. 따라서 순수하게 굵은 골재로만 되어 있다면 단위 체적일 때 2.65ton/㎥이 되지만, 빈 공극때문에 무게가 줄어서 단위용적중량에 해당하는 1.6ton/㎥ 이 됩니다.

배합비 1:3:6으로 배합했을 때 각 재료를 계량한다면 굵은 골재처럼 빈 공극이 포함되어 계량되지만, 이것을 섞어서 콘크리트로 만들면 굵은 골재 사이에 모래와 시멘트가 채워지기 때문에 공극이 없는 상태가 됩니다. 따라서 이것을 감안하는 방식으로 각 재료의 부피를 계산해야만 합니다.

각 재료를 혼합했을 때의 고려해야 할 부피(부피 = 중량 / 비중)를 순수 부피라고 한다면 각 재료의 단위용적중량을 비중으로 나누어 계산해야 합니다.

따라서, 시멘트 1m³을 기준으로 각 재료의 순수 부피를 다음과 같이 구할 수 있습니다.
1. 시멘트 = 1.5/3.15 = 0.476
2. 물 = 1.5 × 0.6(물-시멘트비 60%) = 0.9
물시멘트비에 따라 물의 양을 구할 수 있습니다. 여기서 주의할 점은 물시멘트비가 중량비라는 것입니다.
물시멘트비가 60% 이기 때문에 W/C = 0.6 입니다.
3. 잔골재 = 3 ×(1.6/2.65) = 1.811
4. 굵은 골재 = 6 ×(1.6/2.65) = 3.623

이 순수 부피의 합계는 0.476+0.9+1.811+ 3.623 = 6.81m³입니다.

만일, 단위콘크리트를 만들기 위해 필요한 각 재료의 부피를 구하려면 각 재료의 부피를 6.81로 나누면 됩니다.
따라서 콘크리트 1m³을 만들기 위해 필요한 각 재료의 부피는
1. 시멘트 = 1/6.81 = 0.147
2. 물 = 0.9/6.81 = 0.132
3. 잔골재 = 3/6.81 = 0.441
4. 굵은 골재 = 6/6.81 = 0.881

따라서 시멘트의 부피를 중량으로 환산하면
0.147 × 1500 ≒ 220 Kg이 됩니다.

대략 시멘트 220 Kg이 있으면 물-시멘트비 60%이고 배합비 1:3:6인 콘크리트 1m³을 만들 수 있다는 뜻입니다.
시멘트 1kg이 있다면 같은 배합비의 콘크리트를 0.004545m³ 만들 수 있겠죠?

이걸 외울 필요가 있을까 싶습니다만 기사시험에 나왔기 때문에 기사시험을 준비한다면 외워둘 필요가 있을 것 같습니다.

다시 처음 문제로 돌아가보겠습니다.
시멘트 200포를 사용하여 배합비가 1:3:6의 콘크리트를 비벼 냈을 때의 전체 콘크리트량은?

시멘트 1포는 40kg 입니다. 그럼 시멘트 200포는 8000kg이 됩니다.
그렇다면 0.004545 × 8000kg = 36.36m³ 의 콘크리트를 만들 수 있습니다.


▶ 건축적산 지식 저장소 전체 내용