철근콘크리트 RC구조 의미와 역사

철근콘크리트

• 콘크리트의 의미
• 콘크리트의 역사

철근 콘크리트란

콘크리트 압축강도 ( =>< ) 콘크리트 인장강도

철근 압축강도 (=><) 철근 인장강도

• SI단위
• 응력
• 변형률
• 모멘트
• 좌굴
• 단면일차모멘트
• 단면이차모멘트
• 단면계수

 

 

 

 

구조 -> 해석 + 설계

 

콘크리트의 의미

• Concrete라는 말은 라틴어 Concretus에서 유래하였으며, 이는 'grow together'라는 의미로 '결합하다'라는 뜻을 가지고 있다.
• 콘크리트는 골재 (조골재, 세골재)와 시멘트(결합재)가 결합한 복합재료이다.

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콘크리트의 역사

고대 시대

• 최초로 사용된 석회질 시멘트는 석초와 석회이다. 이러한 것들은 비수경성 시멘트로 고대 이집트 시대에 피라미드 건설에서부터 사용되었다.
• 이집트 피라미드, 외장 석재에 도포된 모르타르

• 수경성 시멘트로 사용되었는데, 포졸란-석회 모르타르가 사용되었다. 고대 로마시대에는 거대한 대성당이나 건물의 지하 기초건설 등에 콘크리트가 사용되었다.
• 콜로세움(서기 70~80), 판테온 신전(서기 126)

 

• 화산재, 석고, 석회 등을 이용한 수경성 시멘트는 18세기 말까지 사용하였다.

 

 

 

 

18세기 말 이후

• 1796년 jame parker(영국)는 자연산 석회석과 점토를 이용하여 수경성 시멘트로 특허를 획득함.
• 1813년 vicat(프랑스)와 james frost(영국)은 석회석과 점토를 이용한 인공적인 수경성 석회를 만들었다.
• 1824년 영국의 joseph aspdin에 의해서 포틀랜드 시멘트(portland cement)가 발명되었다.

• 1845년 lsaac johnson에 의해서 충분히 높은 온도(1450도)를 사용해서 진정한 포틀랜드 시멘트가 개발됨
• 국내에서는 1919년 평안남도 강동군에 세워진 쌍용양회공업주식회사가 처음으로 시멘트를 생산했다.
• 콘크리트 혼합재료(admixtures): 로마시대에는 동물의 지방, 우유, 피 등을 사용해서 콘크리트의 품질을 높이려고 했다 아마 주로 워커빌리티(workability)를 높이기 위해서 사용되었겠지만, 피는 공기연행제(air entraining agent)의 역할을 하기 때문에 내구성을 높였을 것이다.
• 1930년 공기연행제로 부터 시작해서 화학적 혼화제에 대한 체계적인 연구가 수행되었다.
• 그리스 로마시대부터 수경성 석회에 화산재를 섞어서 사용하였고, 오늘날엔 플라이애쉬(fly ash), 고로슬래그 (blast furnace slag), 실리카퓸(silica fume)등이 콘크리트의 성능을 향상시키기 위해서 사용되고 있다.
• 1850년 프랑스의 joseph monier가 강선(steel wire)을 이용하여 콘크리트를 보강하는 방법으로 특허 - 철근콘크리트의 시초
• 프리스트레스트 콘크리트 : 20세기 초 프랑스의 eugene freyssinet가 개발

 

콘크리트의 구조물

• 미국에서 최초로 만들어진 콘크리트 구조물 brooklyn bridge(1872)
• 스코틀랜드에 있는 철로 glenfinnan viaduct(1897) 21개의 기둥, 30m 높이
• 미국 cincinnati에 있는 최초로 만들어진 철근콘크리트 건물
• ingalls building, falling water, guggenheim
• precast(pc)공법 : 354개의 pc (precast concrete)부재를 이용, 158세대
• opera house, sydney
• petronas twin towers(1998) 451.9m, 88층 고강도 콘크리트
• pc 프리스트레스 콘크리트 paramount building
• napoleon baonaparte eroward bridge
• natchez trace parkway bridge
• pilot knob water tank
• containment building

 

 

 

 

콘크리트의 역사

시멘트의 생산 공정

콘크리트의 재료구성

콘크리트= 물 + 시멘트 + 골재(모래, 자갈) + (혼화재 + 혼화제)

모르타르(mortar) : 물+시멘트+골재(모래)

시멘트풀(cement paste) : 물 + 시멘트