콘크리트에 대하여(4) - 콘크리트 압축강도

지난번에 콘크리트 압축강도 시험에 대하여 포스팅을 하였다. 하지만 그전에 압축강도란 무엇인지 시험에서 사용되는 공시체 등에 대한 부가적인 설명이 필요할 것 같다. 오늘은 강도시험시 사용되는 가압판, 공시체 그리고 압축강도와의 관계에 대해 알아보고자 한다.

아래에 콘크리트 압축강도 시험(Compressive Strength Test)에 대한 링크가 있으니 함께 보면 더욱 유익할 듯 하다. 

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

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콘크리트의 제조과정과 압축강도의 상관 관계

 : 콘크리트는 제조과정과 사용 재료의 종류가 동일하더라도 강도차이가 크게 발생할 수 있다. 강도에 미치는 영향을  분류하면 크게 4가지로 볼 수 있다. 아래에서 살펴보자.

• 사용재료 - 사용재료의 종류 및 품질에 따라 영향을 받는다. 품질에서는 시멘트와 잔골재가 영향 정도가 가장 크고, 그다음으로는 회수수, 굵은골재 및 혼화제 순으로 영향을 준다. 

• 사용재료 주의사항 - 복수 공장에서 출하된 것은 같은 배합에 사용하거나, 입도 변화에 의한 배합 보정, 화수수 사용에 의한 배합 보정, 온도 변화에 대한 배합 보정 등을 하지 않을 때 및 관리상태에 따라 영향을 받는다.

• 배합 특성 - 배합 특성에는 단위수량, 단위 시멘트량, 혼화제량, W/C(물 시멘트 비), 공기량, 골재 채적비 등에 영향을 받는다.

• 시공방법 - 혼합, 운반, 타설, 다짐, 양생 방법 및 기상조건(온도, 습도)등에 따라 압축강도가 달라진다.

• 시험방법 - 재령, 함수 상태, 샘플링 방법, 성형방법, 시험방법 등에 영향을 받는다.

 

공시체 단면의 모습

 

 

가압판

• 가압판이란 견고한 면을 가진 두 개의 강체 가압판이 장치된 것이다.

• 하나는 공시체가 놓일 평면이고, 다른 하나는 하중이 공시체 단면 전체에 균일하게 가해지도록 구면좌의 가압면을 사용한다.

• 가압면은 0.02mm 이상의 요철이 없어야 하고, 공시체가 놓일 평면의 가압판에는 중심축과 일치하는 동심원이 그려져 있어 하중의 축과 공시체의 축이 일치하도록 해야 한다.

재하 속도

• 재하란 충격을 주지 않고도 계속적으로 가할 수 있는 구조.

• 나선식 시험기에 있어서는 가압판이 매분 약 1.3mm의 속도로 움직이는 것으로 한다.

• 유압식 시험기에서는 압축 응력도의 증가가 매초 2~3 kgf/cm2이 되도록 한다.

• 보통강도의 콘크리트에서는 재하 속도를 빠르게 할수록 압축강도가 높게 나타난다.

• 고강도 콘크리트에서는 재하속도와 압축강도의 영향이 뚜렷하게 일치하지는 않는다.

공시체의 형상 및 치수

 : KS F 2405 콘크리트의 압축강도 시험방법에서는 지름 15cm, 높이 30cm의 원주형 공시체를 표준으로 하고 있으며, 이 이외의 공시체를 사용한 경우에는 해당 공시체와 표준 공시체와의 감도 비를 알아 둬야 한다.

• 원주형 공시체의 높이와 지름의 관계에서 공시체의 높이와 지름의 비가 크면 클수록 강도는 저하된다. 높이가 지름의 2배 이상이 되면 강도의 변화는 적으나, 2배 이하의 경우에는 높이와 지름의 비가 작을수록 강도가 급격히 커진다.

• 원주형 공시체와 각주형 공시체의 강도를 비교하면 높이와 지름의 비가 2인 경우, 각주형 공시체의 강도가 약간 더 작다.

• 원주형 공시체의 치수는 콘크리트 강도에 영향이 크기에 각국의 규준에 맞게 설정되어 있다. 

• 구조물로부터 코어를 절취한 경우라든가, 댐과 같은 매스콘크리트의 경우에는 지름이나 폭을 표준공시체로 통일할 수 없으므로 표준공시체와 그 치수의 공시체의 강도 비를 알 필요가 있다.