2020-10-27 Tue
 
콘크리트의 다지기
2020-10-05 10:23 25
서언

이전 강좌에서는 레미콘 시공과 관련한 현장 내 운반과 타설 준비 및 타설 작업에 대하여 소개하였다. 이번 강좌에서는 전 강좌의 연속으로 타설작업 중 다지기에 대하여 설명하도록 한다. 


타설의 어원 

콘크리트의 타설(打設)이란 부어넣기 및 다지기를 포함하는 말이다. 한문으로 「타(打)」란 두드릴 타로서 두드려 설치한다는 의미이고 또한, 「콘크리트를 친다」 「콘크리트를 때린다」라는 말로도 표현된다. 그렇다면 두드리고, 치고, 때리는 의미는 무엇인지 역사적으로 더듬어 본다. 
우리나라에 시멘트 및 콘크리트가 보급된 것은 일본 강점기 때이다. 이때에는 전혀 기계화가 이루어지지 않았음으로 철판 위에 질통으로 시멘트와 모래를 운반하여 펴고, 먼저 건식으로 비빈 다음, 가운데를 갈라 자갈과 물을 넣고 각진 삽으로 양쪽에 두사람씩 서서 한쪽으로 뒤집어 비비고, 반대쪽으로 뒤집어 비비기를 4~5회 한 다음 콘크리트 구조체에 밀어 넣으면 다음으로 다져주는 작업이 시작된다.
그런데, 이 시기의 특징으로 시멘트는 분말도가 작아(굵은입자) 장기강도에는 유리할 수 있을지라도 단기에는 큰 강도를 내지 못하여 현대개념에서보면 좋지 못한 시멘트이었지만 그래도 가격은 상대적으로 매우 고가이었다. 따라서 콘크리트의 강도관리를 위하여 일본 관리들은 물을 가능한한 적게 넣고 되게 비벼지도록 하였는데, 그렇다면 다짐을 어찌해야 할까? 되게 비벼진 콘크리트를 잘 다져주지 않으면 재료분리 소위 곰보투성이가 되어 구조체로 사용할 수 없게 된다.
따라서 당시에는 인건비가 저렴하였고, 철근배근도 적었으므로 비빔인원 이상 다짐인원을 배치하고 철근, 몽둥이, 달고 등을 이용하여 콘크리트 표면을 때리고, 치고, 두드리고하여, 된비빔 콘크리트가 밀실하게 다져져서 표면으로 물이 올러와 질펀해질 때까지 다지는 작업을 계속하였다. 따라서, 거푸집에 콘크리트를 채우는 작업을 “콘크리트를 때린다”, “콘크리트를 친다”, “콘크리트 타설”이라고 부르게 된 것이다.


다지기의 목적 및 종류 

거푸집 속에 부어넣은 콘크리트는 시멘트의 점성 및 골재간 결합으로 말미암아 공간, 기포등이 존제한다. 따라서 이와같은 공간 및 기포를 제거하고, 거푸집, 철근 및 매설물 등에 밀착하여 치밀하고 균질한 콘크리트가 되도록 충분히 다져 주어야 한다. 특히 된비빔 콘크리트인 경우는 다지기 방법의 정도에 따라 강도, 수밀성 및 내구성에 큰 영향을 미친다. 반면에 묽은비빔 콘크리트인 경우는 오히려 과도하게 다짐하면 굵은골재 입자는 가라않고 물, 시멘트 및 미세한 모래입자는 떠오르는 재료분리 현상이 발생하여 콘크리트 품질을 해칠 우려도 있다.
콘크리트 다짐방법의 종류로는 표 1과 같은 것이 있는데, 옛날에는 주로 손다짐에 의하였으나, 최근에는 진동다짐이 가장많이 활용되고 있다.

<표 1.  콘크리트 다짐장비>
 방법 내용
① 손다짐(Rodding)
② 진동다짐(Vibrating compaction)
③ 거푸집 두드림
④ 가압법(加壓法)
⑤ 원심력법
⑥ 진공처리법
·대나무, 철근, 삽, 달고 등으로 다짐
·내부진동기와 외부진동기가 있음
·나무망치등으로 거푸집 표면을 두드림
·롤러등의 압력 혹은 진동으로 표면을 눌러줌
·말뚝 등 제조시에 원심력을 이용
·콘크리트 표면을 진공처리하여 다짐


진동기의 작용과 운용 

진동기의 작용 원리로서는 거푸집에 부어넣어진 콘크리트에 진동기로 대단히 빠른 진동의 충격을 주면 방사상으로 응력이 전달되어 콘크리트는 일시적으로 액체처럼 된다. 골재와 시멘트에 유효하게 중력이 작용하여 공기가 상부로 빠져나가면서 각기 입자상태에 따라 유동하며 가라앉아 공간을 채워 밀도가 증가하는 다짐이 이루어 지는 것이다. 진동기의 종류로는 그림 1과 같이 다양하게 분류되는데, 대표적인 모습은 사진 1과 같다. 다지기에 대한 시방서 규정 내용은 표 2와 같다.
참고적으로 콘크리트에 가하는 진동시간 및 간격은 콘크리트의 종류와 슬럼프에 따라 다르므로 목업(Mock-up)시험에 의하여 정하여야 하지만 대체적으로 진동시간은 5~15초가 보통이다.
또한 진동기 운행간격은 표 3의 진동에 영향을 미치는 범위를 참조하여 진동이 유효한 반지름(보통 0.5 m) 이하로 한다. 콘크리트를 1회 부어넣는 높이는 진동 부분의 길이를 고려하여 0.3~0.6 m로 하고, 진동기의 끝은 전층에 약간(0.1 m)들어갈 정도로 한다. 진동의 효과는 봉의 지름, 진동수, 진폭 및 중량에 따라 다르며 진동가속도에 비례하기 때문에 진동수가 큰 것일수록 다짐의 효과가 크다. 진동수는 8,000~12,000 vpm이 사용되는데, 내부진동기의 능력은 소형의 경우 4~8 m³/hr, 대형의 경우는 15 m³/hr 정도이다.

<표 2. 시방서에 규정된 콘크리트 다지기>
 3.3.3 다지기

(1) 콘크리트 다지기에는 내부진동기의 사용을 원칙으로 하나, 얇은 벽 등 내부진동기의 사용이 곤란한 장소에서는 거푸집 진동기를 사용해도 좋다.
(2) 콘크리트는 타설 직후 바로 충분히 다져서 콘크리트가 철근 및 매설물 등의 주위와 거푸집의 구석구석까지 잘 채워져 밀실한 콘크리트가 되도록 하여야 한다.
(3) 거푸집 판에 접하는 콘크리트는 되도록 평탄한 표면이 얻어지도록 타설하고 다져야 한다.
(4) 내부진동기의 사용 방법은 다음을 표준으로 한다.
   ① 진동다지기를 할 때에는 내부진동기를 하층의 콘크리트 속으로 0.1 m 정도 찔러 넣는다.
   ② 내부진동기는 연직으로 찔러 넣으며, 그 간격은 진동이 유효하다고 인정되는 범위의 지름 이하로서 일정한 간격으로 한다. 삽입간격은 일반적으로 0.5 m 이하로 하는 것이 좋다.
   ③ 1개소당 진동 시간은 다짐할 때 시멘트풀이 표면 상부로 약간 부상하기 까지가 적절하다.
   ④ 내부진동기는 콘크리트로부터 천천히 빼내어 구멍이 남지 않도록 한다.
   ⑤ 내부진동기는 콘크리트를 횡방향으로 이동시킬 목적으로 사용하지 않아야 한다.
   ⑥ 진동기의 형식, 크기 및 대수는 1회에 다짐하는 콘크리트의 전 용적을 충분히 다지는 데 적합하도록 부재 단면의 두께 및 면적, 1시간당 최대 타설량, 굵은 골재 최대 치수, 배합, 특히 잔골재율, 콘크리트의 슬럼프 등을 고려하여 선정한다.
(5) 거푸집 진동기는 거푸집의 적절한 위치에 단단히 설치하여야 한다.
(6) 재 진동을 할 경우에는 콘크리트에 나쁜 영향이 생기지 않도록 초결이 일어나기 전에 실시하여야 한다.
IP : 222.111.205.xxx