콘크리트 내구성 조사

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O 콘크리트 내구성 조사 개요

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1) 개요

콘크리트 내구성조사는 구조물에 손상을 주지 않고 콘크리트의 시공상태, 물성 및 열화정도를 조사하는 방법으로 콘크리트의 비파괴강도, 탄산화, 철근배근상태 등의 현장시험을 비파괴 시험 장비를 이용하여 조사하는 방법이다

 

구조물은 하중을 안전하게 지지하고 그 기능을 원활히 발휘하여야 하며, 역학적으로 충분한 강도와 강성을 갖는 것이 필요하고, 구조의 각 부분이 균형 잡힌 안전도를 가지며, 내구성을 갖는 것이 요구된다.

 

 

2) 적용범위

① 내구성 조사를 대상으로 하는 구조물은 강 / 콘크리트 구조물에 한한다.

② 내구성 조사는 구조체를 중심으로 수행한다.

③ 내구성 조사는 조사시점의 열화상태 뿐만 아니라 구조물의 이력, 주변환경, 열화원인을 조사하여 향후 열화손상 진행정도를 예측하고, 내용년수와 관련하여 종합적인 안전진단을 수행한다.

 

 

 

 

 

 

 

O 비파괴강도 시험

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1) 반발경도법

① 개요

반발경도법의 원리는 슈미트해머(Schmidt Hammer)로 콘크리트면을 타격할 때, 해머의 반발도(R)와 콘크리트의 압축강도(fck) 사이에 상관관계가 있다는 실험적 경험을 기초로 하며, 타격시 해머 내의 중추 반동량을 반발도로 표시하고 이 반발도의 크기에 따라 콘크리트의 압축강도를 추정한다.

 

 일반적으로, 슈미트해머의 반발도는 타격에너지 및 피타격체의 형상, 크기 등 재료의 물리적 특성에 따라 다르며, 콘크리트와 같은 불균질한 재료에 슈미트 해머로 표면에 국부 타격을 가하는 경우 반발도는 타격면에 존재하는 골재의 유무, 습윤상태, 콘크리트의 재령 등에 따라 차이가 있으므로, 측정면은 가능한 한 평탄한 면을 선정해야 하고 거친면은 피해야 한다.

 

 또한, 덧씌움층이나 도장이 된 경우에는 이를 제거하고 ,연마석으로 콘크리트 표면을 평탄하게 연마하여 측정면의 요철이나 부착물을 제거해야 하며, 곰보, 공극, 노출된 자갈 부분은 측정점에서 제외하여야 한다. 콘크리트 강도 측정시에는 피 측정부위의 콘크리트 두께가 10cm 이상되는 지점을 선정해야 하며, 콘크리트 두께가 10 cm이하인 경우에는 측정시 피 측정부위의 진동 등으로 타격에너지가 산란되어 반발도(R) 가 급격히 감소하므로 실제 콘크리트 압축강도와는 상당한 차이를 보일 수 있다.

 

 

② 측정 방법

각 측정 개소마다의 슈미트 해머 타격점은 20점을 기준으로 하며, 타격점 상호간의 간격은 3cm의 간격을 유지하여 종 / 횡으로 4~5열의 선을 그어 직교하는 20점을 타격한다.

 

Schmidt Hammer(NR Type)	현장 전경

 

 

③ 측정치의 판독

 측정치는 정수값을 읽도록 하며, 타격시 반향음이 이상하거나, 타격점이 움푹 들어가는 경우, 평균타격치의 ±20%를 상회하는 경우에는 그 값을 측정치에서 버리고 나머지의 측정치로 구한 평균을 해당 측정개소의 반발도(R)로 한다.

 

 

 

④ 압축강도 추정식

압축강도 추정방법 및 추정 제안식
Method 1	일본재료학회식	fc = -18.0 + 1.27R0
Method 2	일본건축학회식	fc = 7.3R0 + 100 × 0.098
Method 3	일본동경도재료검사소식	fc = 10R0 - 110 × 0.098
압축강도 추정		fn = a × fc

 

fc = 콘크리트 압축강도(MPa)   /   a =  재령보정계수    /    R0 = 측정반발도(R0 = R + △R)

 

 

⑤ 타격방향 및 재령에 따른 보정

 콘크리트 압축강도를 추정하는 실험자료의 대부분이 수평 타격에 대한 것으로서, 이때의 측정치가 앉정된 값을 나타내기 때문에 수평타격을 원칙으로 하고 있다. 그러나 실제 구조물의 콘크리트 압축강도를 측정할 때에는 불가피하게 수직하향, 수직상향, 경사하향, 경사상향으로 타격하여야 하는 경우가 있으므로, 이러한경우 타격방향에 따라 측정치에 대한 보정을 하여야 한다.

 

타격방향에 따른 콘크리트 추정강도 보정표
반발치 (R)	상 향		하 향
	+90도	+45도	-45도	-90도
10			2.4	3.2
20	-5.4	-3.5	2.5	3.4
30	-4.7	-3.1	2.3	3.1
40	-3.9	-2.6	2.0	2.7
50	-3.1	-2.1	1.6	2.2
60	-2.3	-1.6	1.3	1.7

 

 

 

⑥ 재령에 따른 a의 값

 철근 콘크리트 구조물은 시간이 경과할수록 표면 경도가 높아지기 때문에, 조사된 추정강도 값을 재령 28일 압축강도(fck28)로 수정해야 하며, 콘크리트 재령계수 a의 값은 아래와 같다

 

재령(일)	10	20	28	50	100	150	200	300	500	1000	3000
a	1.55	1.12	1.00	0.87	0.78	0.74	0.72	0.70	0.67	0.65	0.63

 

 

※ 참고자료

2024.01.25 - [강박사의 건설안전기술사] - 콘크리트 균열의 분류