콘크리트
콘크리트 공시체 강도 및 물-시멘트비 계산기
콘크리트 강도는 ASTM C39에 따라 표준 공시체를 압축 파괴하여 측정합니다. 최대 하중과 공시체 지름을 입력하면 psi와 MPa 단위의 강도를 구하고, 배합수와 시멘트 무게를 입력하면 물-시멘트비를 구합니다.
공식
압축강도 f = P ÷ A이며, A = πd²/4입니다(ASTM C39). 1 psi = 0.006894757 MPa입니다. 물-시멘트비 w/c = 물의 무게 ÷ 시멘트질 재료의 무게입니다. ACI 211.1 표 6.3.4(a)는 공기연행제를 쓰지 않은 콘크리트의 물-시멘트비와 재령 28일 강도의 관계를 나타냅니다. 6,000 psi는 약 0.41, 5,000 psi는 0.48, 4,000 psi는 0.57, 3,000 psi는 0.68, 2,000 psi는 0.82입니다.
계산 예시
4 in × 8 in 공시체가 50,000 lb에서 파괴된 경우입니다. 면적 = 12.57 in², 강도 = 3,979 psi(27.4 MPa)입니다. 물 280 lb, 시멘트 564 lb(여섯 포대)의 배합은 w/c = 0.50이며, ACI 211.1을 보간하면 공기연행을 하지 않은 콘크리트에서 약 4,800 psi에 해당합니다.
가정 및 한계
- 단일 공시체 결과입니다. ACI 318 26.12항에 따른 합격 판정은 시험마다 공시체 두 개(또는 4x8 공시체 세 개)의 평균과 이동 평균을 사용합니다.
- 길이 대 지름 비가 2.0이며, 더 짧은 코어는 ASTM C39 보정 계수가 필요합니다.
- w/c와 강도의 관계는 근사값이며 재료에 따라 다릅니다. 실제 강도는 시험 배합으로 확인합니다.
자주 묻는 질문
ACI 318 합격 기준은 무엇입니까?
연속된 세 번의 시험 평균이 모두 f'c 이상이고, 어느 한 시험도 f'c보다 500 psi를 넘게 낮지 않으면(f'c 5,000 psi 이하의 경우), 또는 5,000 psi를 초과하는 경우 0.10f'c를 넘게 낮지 않으면 강도가 만족스럽습니다.
물-시멘트비가 낮을수록 콘크리트가 강해지는 이유는 무엇인가요?
여분의 물은 증발하면서 모세관 기공을 남겨 시멘트 페이스트를 약하게 만듭니다. Abrams의 법칙은 w/c가 올라갈수록 강도가 떨어진다고 설명합니다.
콘크리트가 완전한 강도에 도달하기까지 얼마나 걸리나요?
설계 강도 f'c는 28일 기준으로 명시합니다. 일반 콘크리트는 7일에 약 65%~75%에 도달하며, 28일 이후에도 서서히 계속 강도가 증가합니다.