콘크리트에 대하여(3) - 압축강도 시험(Compressive Strength Test)

어느덧 콘크리트에 대한 세 번째 포스팅이다. 콘크리트의 중요성에 대해서는 다들 알 것이다. 이번 포스팅에서는 콘크리트의 압축강도 시험에 대해 알아보려 한다. 주로 취성재료에 적용되며, 압축하중 시에 강도ㆍ변형 특성 등을 구하기 위해 행해지는 시험이다. 금속제품 등 균질 재료(homogeneityhomogeneity material)에는 일반적으로 압축강도와 인장강도가 균등하기 때문에 비교적 시험이 용이한 인장시험으로 하는 일이 많다. 취약한 재료는 압축되면 일정한 각도의 면을 따라 전단파괴된다. 취약하지 않은 재료에 대해서는 단조와 압연의 경우 변형과 응력과의 관계자료를 얻기 위하여, 베어링 합금 등과 같이 항상 압축 응력을 받고 있는 것에 대하여도 압축 시험을 실시할 수 있다. 콘크리트의 경우에는 압축강도가 다른 강도에 비해 현저하게 크기 때문에 압축강도 시험이 중요시된다. PC구조물에서도 콘크리트가 압축력을 부담하도록 설계되어 있기 때문에 콘크리트 압축강도 시험이 필요하다. 압축강도 시험을 살펴보기 전에 아래에서 콘크리트에 대한 기본 내용을 한 번 보고와도 좋을 것이다.

콘크리트에 대하여 (1)

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아이슬란드 레이캬비크의 할그림스키르캬 성당

 

 

 

 

콘크리트 압축강도 시험의 목적

• 콘크리트의 품질 관리에 이용된다.
• 압축 강도 시험값으로 인장, 강도, 탄성계수, 횡강도 등의 다른 성질의 대략적인 값을 추정할 수 있다.
• 재료 및 배압한 콘크리트의 압축강도를 확인하여 배합 결정이 가능하다.
• 거푸집 해체 시기를 결정할 수 있다.

콘크리트 압축강도 시험의 횟수

• 몰드는 3조(28일), 1조(7일), 총 4조 12개의 공시체가 필요하다.
• 구조체 관리용 공시체는 별도 제작한다.
• 타설량 150m2당 1회이며 1회의 시험에는 3개의 공시체를 사용한다.

시료 채취 및 양생

• 현장에서 몰드에 레미콘을 3층으로 나누고 각 층을 25회 다짐하여 공시체를 만든다.
• 다음날 몰드가 적당히 굳어지면 시험실 양생 수조로 옮긴다.
• 양생 후 7일, 28일에 압축강도 시험을 진행한다.(KS F 2405)
• 양생 수조는 20+-3도를 유지한다.
• 강도는 공시체의 온도나 건조 상태에 따라 변화할  수 있으므로 양생을 끝낸 직후 시험에 바로 들어가도록 한다.

 

콘크리트 압축강도 시험 장면

 

시험 과정

1. 공시체를 공시체 지름의 1% 이내의 오차에서 그 중심축이 가압판의 중심과 일치하도록 놓는다.
2. 시험기의 가압판과 공시체의 윗면을 밀착시킨다.
3. 공시체에 충격을 주지 않도록 똑같은 속도로 하중을 가한다.
4. 하중을 가하는 속도는 압축 응력도의 증가율이 매초 0.6MPa가 되도록 한다.
5. 공시체에 급변한 변형을 시작한 후에는 하중을 가하는 속도의 조정을 중지하고 하중을 계속 가한다.
6. 공시체가 파괴될 때까지 시험기가 나타내는 최대 하중을 유효숫자 3자리까지 읽는다.

시험 결과

• 1일 압축강도 - 탈형 확인, 수직재 거푸집은 24시간 양생 후 5MPa 이상인지를 확인한다.
• 7일 압축강도 - 28일 강도 추정, 1조 3개의 공시체를 시험하여 평균 압축강도를 산정한다. 1회의 시험 결과는 지정한 호칭 강도의 85% 이상, 시험결과가 환산설계기준강도 이상이 되면 합격이다.
• 28일 압축강도 - 3조 9개의 공시체를 시험하고 평균 압축강도를 구한다. 1회의 시험결과는 지정한 호칭 강도의 85%이상 평균값이 호칭강도 이상이면 합격이다.

불합격 시

• 비파괴 시험을 실시한다.
• 문제가 있는 부분의 코어를 채취하여 압축강도를 시험한다.
• 코어의 압축강도가 평균값이 호칭 강도의 85% 초과하고 각각의 값이 75% 초과하면 합격이다.
• 관리재령의 연장을 검토한다.