현장 해양 콘크리트의 동탄성계수와 정탄성계수 분석

한상훈(Han, Sang-Hun),박우선(Park, Woo-Sun) 한국해안해양공학회 2009 한국해안해양공학회 논문집 Vol.21 No.6

콘크리트 구조물의 안전성이나 내구성을 파악하기 위해 비파과 검사를 실시하는데, 충격공진법을 이용하면 동탄성계수를 얻을 수 있다. 동탄성계수는 일축압축실험에서 얻을 수 있는 일반적인 정탄성계수와는 절대값에서 차이가 있다. 본 연구에서는 현장 항만 콘크리트 구조물에서 채취된 코어시료에 대한 실내실험을 통해 동탄성계수와 정탄성계수의 상관관계를 규명하고자 하였다. 현장 항만 콘크리트 코어는 완도항, 마산항, 인천항에서 채취하였으며, 노출환경에 따라 대기부, 비말대, 간만대로 나누어 작업을 실시하였다. 채취된 시료는 실험실로 이송하여 충격공진법과 일축압축실험을 실시하였다. 충격공진법을 이용하면 개별시료의 공진주파수를 측정할 수 있으며, 이를 바탕으로 동탄성계수를 계산할 수 있다. 일축압축실험을 수행하면 시료의 응력-변형률 곡선을 얻을 수 있는데, 이를 바탕으로 일반적으로 설계에 사용되는 정탄성계수(현탄성계수)와 낮은 응력수준의 초기현탄성계수를 구하였다. 동탄성계수와 정탄성계수 및 초기현탄성계수의 상관관계는 채취 지역에 따라 차이가 있었지만 같은 안벽 내에서의 노출 환경에 따라서는 거의 차이가 없었다. 또한, 압축강도와 동탄성계수의 상관관계도 코어채취지역에 따라 조금씩 차이가 있었다. 그러나, 압축강도와 정탄성계수는 코어채취지역에 따라 차이가 발생하지 않았다. Impact echo method estimating the soundness of concrete measures the dynamic elastic modulus of specimens which are different with static elastic modulus tested by uni-axial compression test. Thus, this paper investigates the relationships between dynamic and static elastic modulus based on in-situ concrete cores. Also, dynamic elastic modulus was compared with compressive strength. Concrete cores were obtained from about 20 to 70 years concrete structures at three different harbors which were Incheon, Wando, and Masan in Korea. In order to investigate the influence of exposure condition on the relationship, air zone, splash zone, and tidal zone were selected. Different harbors showed the different relationships between dynamic and static elastic modulus, but exposure conditions have no influence on the relationship between dynamic and static elastic modulus. Also, the relationship between dynamic elastic modulus and compressive strength has the same tendency as the relationship between dynamic and static elastic modulus. The relationship equations were proposed to estimate the relationships properly.

탄성계수 감소곡선에 근거한 철도노반의 회복탄성계수 모델 개발 및 평가

박철수(Park Chul Soo),황선근(Hwang Seon Keun),최찬용(Choi Chan Yong),목영진(Mok Young Jin) 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 C Vol.29 No.2

본 연구에서는 국내 철도 토공노반 재료로 가장 흔히 사용되는 입도조정쇄석, 화강풍화토, 암버럭-토사 혼합 재료에 대해 평균유효주응력과 축변형률의 함수로 표현되는 회복탄성계수 예측모델을 결정하였다. 회복탄성계수 예측모델은 대표적인 동적물성치인 변형률에 따른 전단탄성계수 감소곡선의 표현과 같이 최대영탄성계수와 정규화 영탄성계수 감소곡선으로 구성된다. 평균유효주응력의 함수로 표현되는 최대영탄성계수의 모델인자는 A<SUB>E</SUB>와 n<SUB>E</SUB>이고, 비선형 영역의 정규화 영탄성계수 감소곡선은 기준변형률(ε<SUB>r</SUB>)과 곡률계수(a)를 모델인자로 하는 수정 쌍곡선 모델로 표현된다. 제안된 회복탄성계수 예측모델을 검증하기 위해 3차원 다층탄성해석 프로그램(GEOTRACK)을 이용하여 평택 시험 철도노반의 탄성거동을 평가하였고, 화물열차 및 여객열차가 시험구간을 통과할 때 계측한 노반의 수직 탄성변위와 비교하였다. 현장계측은 자갈도상 아래의 재료가 각각 입도조정쇄석과 양질의 화강풍화토인 두 개소에서 수행되었다. 자갈도상 아래에서 계산된 수직 탄성변위는 대략 0.6㎜ 이내였고 계측 결과와 잘 일치하였다. 본 연구를 통해 제안된 회복탄성계수 예측모델이 열차하중에 의한 노반의 탄성거동을 적절히 표현하고 있음을 확인하였다. This study is to develope the resilient modulus prediction model, which is the function of mean effective principal stress and axial strain, for three types of railroad trackbed materials such as crushed stone, weathered granite soil, and crushed-rock soil mixture. The model consists of the maximum Young's modulus and nonlinear values for higher strain, analogous to dynamic shear modulus. The maximum value is modeled by model parameters, A<SUB>E</SUB> and the power of mean effective principal stress, n<SUB>E</SUB>ㆍThe nonlinear portion is represented by modified hyperbolic model, with the model parameters of reference strain, ε<SUB>r</SUB> and curvature coefficient, a. To assess the performance of the prediction models proposed herein, the elastic response of a test trackbed near PyeongTaek, Korea, was evaluated using a 3-D elastic multilayer computer program (GEOTRACK). The results were compared with measured elastic vertical displacement during the passages of freight and passenger trains at two locations, whose sub-ballasts were crushed stone and weathered granite soil, respectively. The calculated vertical displacements of the sub-ballasts are within the order of 0.6㎜, and agree well with measured values. The prediction models are thus concluded to work properly in the preliminary investigation.

서울⋅경기지역 화강암의 탄성파속도와 탄성계수에 의한 암석의 일축압축강도와의 상관성 연구

손인환,김병국,이벽규,장승진,이수곤 한국재난정보학회 2019 한국재난정보학회 논문집 Vol.15 No.2

연구목적: 본 연구에서는 서울 ․ 경기지역의 화강암을 대상으로 시추조사 시 채취된 암석 시료에서 측정된 물리적 특성 중 탄성파속도와 탄성계수로부터 암석의 일축압축강도와의 상관성을 분석하여 암석의 일축압축강도를 추정하는 것을 목 적으로 한다. 연구방법: 119개의 화강암 시추 코아 시료를 대상으로 탄성파 속도와 탄성계수 그리고 일축압축강도와의 상관관계를 도출하 기 위하여 실내 암석 실험을 실시하였다. 연구결과: 화강암에 대하여 탄성파속도와 일축압축강도 그리고 탄성계수와의 상호 관계를 단순회 귀와 다중회귀로 분석한 결과는 전반적으로 관계식에 나타난 것처럼 신뢰도가 낮음을 확인하였다. 이는 화강암의 구성 입자가 균질하지 못 하여 탄성파속도와 탄성계수를 이용한 압축강도 추정에 대한 활용성이 낮은 원인으로 사료된다. 결론: 본 연구에서 암석의 탄성파속도와 탄 성계수로부터 일축압축강도를 추정하기 위한 상관관계를 분석하기 위하여 단순회귀분석과 다중회귀분석 방법을 이용하였다. 단순회귀분 석은 결정계수(R2)가 0.61~0.67 이었으며 , 다중회귀분석은 0.71로 나타났다. 따라서 다중회귀분석을 이용하여 암석의 일축압축강도를 추 정할 때 다소 신뢰성이 높아질 수 있다. 또한, 향후 탄성파 속도와 탄성계수를 이용한 암석의 일축압축강도를 추정할 때 다양한 통계분석 기 법(회귀분석, 인공신경망, 빅데이터 분석 등)을 활용하면 보다 신뢰성이 높은 결과를 얻을 수 있을 것으로 본다. Purpose: The purpose of this study is to attain the correlation analysis and thereby to deduce the uniaxial compressive strength of rock specimens through the elastic wave velocity and the elastic modulus among the physical characteristics measured from the rock specimens collected during drilling investigations in Seoul and Gyeonggi region. Method: Experiments were conducted in the laboratory with 119 granite specimens in order to derive the correlation between the compressive strength of the rocks and elastic wave velocity and elastic modulus. Results: In the case of granite, the results of the analysis of the interaction between the compressive strength of a rock and the elastic wave velocity and elastic modulus were found to be less reliable in the relation equation as a whole. And it is believed that the estimation of the compressive strength by the elastic wave velocity and elastic modulus is less used because of the composition of non-homogeneous particles of granite. Conclusion: In this study, the analysis of correlation between the compressive strength of a rock and the elastic wave velocity and elastic modulus was performed with simple regression analysis and multiple regression analysis. The coefficient determination (R2) of simple regression analysis was shown between 0.61 and 0.67. Multiple regression analysis was 0.71. Thus, using multiple regression analysis when estimating compressive strength can increase the reliability of the correlation. Also, in the future, a variety of statistical analysis techniques such as recovery analysis, and artificial neural network analysis, and big data analysis can lead to more reliable results when estimating the compressive sterength of a rock based on the elastic wave velocity and elastic modulus.

FRP로 구속된 콘크리트 압축부재의 구속효과 분석

최은수(Choi Eunsoo),최승환(Choi Seung-Hwan) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 A Vol.31 No.1A

FRP 자켓으로 콘크리트를 보강하는 경우 FRP의 탄성계수에 따라 강도증진효과가 상이하게 나타난다. 본 논문에서는 기존의 데이터를 사용하여 FRP 보강재의 탄성계수에 따른 보강효과를 분석하고, 실용적으로 사용할 수 있는 강도증진 추정모델을 제시하였다. FRP의 탄성계수는 일반 콘크리트의 압축탄성계수와 강재의 탄성계수를 기준으로 세 구간으로 구분하여 비교하였다. FRP의 탄성계수가 증가할수록 추정모델의 기울기 및 y-절편이 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한, FRP의 탄성계수가 콘크리트의 압축탄성계수보다 작은 경우 FRP의 보강량이 작으며 보강효과가 없는 것으로 나타났으며, 이러한 경우 선형적인 모델을 사용하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 FRP의 탄성계수가 콘크리트 압축탄성계수보다 약 2배 큰 것만을 사용하는 경우의 보강효과 추정모델을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 모델은 y-절편의 구속조건 여부와 상관없이 거의 동일한 결과를 보여 주었으며, 이러한 특징은 강재보강에서도 발견되는 것으로 합리적인 결과라고 판단할 수 있다. Concrete columns strengthening effect due to FRP (Fiber Reinforced Polymer) confinement depends on the elastic modulus of the FRP. This study analyzes the retrofitting effect of FRP confinements according to elastic modulus of FRPs using the existing data and suggests a practical model to assess the strengthening effect. This study subdivides the FRP elastic modulus into three parts based on normal concrete and steel elastic modulus. The slope and the y-axis intersection seem to increase with increasing FRP elastic modulus. In addition, the strengthening effect does not develop up to some amount of FRP confinement having relatively smaller elastic modulus than the compressive elastic modulus of concrete. In this case, a linear model to assess the strengthening effect is hard to be used. Thus, this study suggests that the FRP jackets having 2 times larger elastic modulus than that of concrete are recommended to be used for retrofit of concrete and that a linear model can be applied for the case. The suggested model shows nearly the same result regardless to the restraint of the y-axis intersection. This has been observed at the model of steel confinement and, thus, is a reliable result.

암종별 P파 속도, 정탄성계수 및 동탄성계수의 상관관계 분석 연구

문성우,김형신,윤현석,서용석 대한지질공학회 2019 지질공학 Vol.29 No.3

The relationship between the P wave velocity, static elastic modulus, and dynamic elastic modulus of different rock types was investigated to identify the distributive characteristics of the dynamic elastic modulus. Laboratory and in situ test results from 1,646 rock specimens, which are obtained for design and construction of structure, were analyzed, and grouped into three key rock types: gneiss, granite, and sandstone. These relationships were verified by comparing them with the results from previous studies. The gneiss samples exhibit a linear P wave velocity-static elastic modulus relationship, whereas the granite and sandstone samples exhibit exponential relationships. Their coefficient of determination (R2) values are all in the 0.491-0.642 range, and are similar to those obtained in previous studies. The relationship between the static and dynamic elastic modulus exhibits a linear relationship for all rock types, yielding a coefficient of determination in the 0.543-0.676 range. The relationship between the P wave velocity and static elastic modulus follows an exponential regression for all rock types, with a high coefficient of determination that is in the 0.875-0.940 range. 국내 40개 구조물 설계 시 수행된 1,646개의 실내 및 현장시험 결과를 활용하여 국내 암종에 따른 동탄성계수의 분포특성을 파악하기 위하여 암종별 P파 속도, 정탄성계수, 동탄성계수 간의 상관식을 도출하고 기존 연구사례와 비교하여 검증하였다. P파 속도와 정탄성계수의 관계를 살펴보면 편마암에서는 선형, 화강암과 사암에서는 지수 함수의 관계를 보인다. 결정계수(R2)는 0.491~0.642로 높지 않지만, 결정계수를 0.836~0.990로 제시하고 있는 기존의 연구사례와 유사한 분포범위를 보인다. 정탄성계수와 동탄성계수의 상관식은 모든 암종에서 선형적인 관계를 보이며, 결정계수는 0.543~0.676이다. P파 속도와동탄성계수의 상관식은 지수함수의 관계를 보이며, 결정계수는 0.875~0.940으로 높게 나타난다.

탄성계수 및 간극비 평가를 위한 현장 관입형 탄성파 및 전기비저항 프로브

윤형구(Yoon Hyung-Koo),김동휘(Kim Dong-Hee),이우진(Lee Woojin),이종섭(Lee Jong-Sub) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 C Vol.30 No.2

전단 강성은 지반 거동을 이해하기 위한 필수적인 요소로 인식되고 있으며, 특히 탄성계수 및 간극비는 구조물의 기본적인 설계 정수로서 그 중요성이 점차 증가하고 있다. 본 연구의 목적은 전단파와 압축파 같은 탄성파 및 전기비저항 측정이 가능한 현장 탄성파 및 전기비저항 측정 장비(FVRP)를 개발하고, 이를 이용하여 대상지반의 탄성계수 및 간극비를 산정하는 것이다. 압축파 및 전단파는 각각 피에조 디스크 엘리먼트와 벤더 엘리먼트를 이용하여 측정하였다. 그리고 전기비저항은 소형 전기비저항 측정 프로브를 제작하여FVRP 선단에 설치하여 측정하였다. 개발된 장비는 실내의 대형토조와 현장에 적용되었다. 대형 토조실험의 경우, 모래와 점토를 슬러리 상태에서 혼합하여 지반을 조성한 후 상재하중을 가하여 조성된 지반을 압밀 시킨 후 진행되었으며, 탄성파 및 전기비저항의 측정은 매 심도 1㎝ 간격으로 수행되었다. 현장 실험은 남해안 지역에서 수행되었으며, 탄성파 및 전기비저항 측정은 관입심도 6m부터 20m까지 10㎝ 간격으로 수행하였다. 토조 및 현장실험을 통해 측정된 탄성파와 전기비저항은 이론적인 관계식을 이용하여 탄성계수 및 간극비로 환산되었다. 탄성파와 전기비저항을 이용한 간극비는 부피를 이용하여 산정한 간극비와 유사한 값을 나타내었다. 본 연구에서 개발된 탄성파와 전기비저항을 동시에 측정할 수 있는 FVRP는 연약지반의 탄성계수 및 간극비 산정에 유용한 장비가 될 수 있음을 보여준다. The shear stiffness has become an important design parameter to understand the soil behavior. In particular, the elastic moduli and void ratio has been considered as important parameters for the design of the geotechnical structures. The objective of this paper is the development of the penetration type Field Velocity and Resistivity Probe (FVRP) which is able to assess the elastic moduli and void ratio based on the elastic wave velocities and electrical resistivity. The elastic waves including the compressional and shear wave are measured by piezo disk elements and bender elements. And the electrical resistivity is measured by the resistivity probe, which is manufactured and installed at the tip of the FVRP. The penetration tests are carried out in calibration chamber and field. In the laboratory calibration chamber test, after the sand-clay slurry mixtures are prepared and consolidated. The FVRP is progressively penetrated and the data are measured at each 1 ㎝. The field experiment is also carried out in the southern part of Korea Peninsular. Data gathering is performed in the depth of 6~20 m at each 10 ㎝. The elastic moduli and void ratio are estimated based on the analytical and empirical solutions by using the elastic wave velocities and electrical resistivity measured in the chamber and field. The void ratios based on the elastic wave velocities and the electrical resistivity are similar to the volume based void ratio. This study suggests that the FVRP, which evaluates the elastic wave velocities and the electrical resistivity, may be a useful instrument for assessing the elastic moduli and void ratio in soft soils.

초음파와 탄성 구조 모델을 이용한 캘빈 폼 재료의 탄성계수 평가

김우찬(Woochan Ethan Kim),김노유(Nohyu Kim) 한국비파괴검사학회 2016 한국비파괴검사학회지 Vol.36 No.6

가벼운 다공성 구조재로서 널리 사용되는 캘빈 폼(foam) 재료의 탄성특성을 초음파를 이용하여 조사하였다. 캘빈 폼의 구조는 tetrakaidecahedron의 단위 셀(unit cell)이 규칙적으로 3차원 배열된 구조를 갖고 있는데 본 연구에서는 SoildWorks 프로그램에서 캘빈 단위 셀을 설계하고 ABS 플라스틱 재료를 이용하여 3차원 프린터로 제작한 후 초음파시험을 수행하였다. 캘빈 구조체는 기공이 많은 재료이기 떄문에 초음파가 투과할 수 없어서 빈 공간을 모두 파라핀 왁스로 충진하여 초음파가 투과할 수 있도록 하였다. 파라핀을 충진한 캘빈 구조체는 초음파의 비행시간(TOF)을 이용하여 초음파 속도를 계산한 후, 이 복합 구조체에 대한 탄성 구조 모델을 기반으로 캘빈 구조체만의 탄성계수를 계산하였다. 측정된 캘빈 구조체의 탄성계수 값은 모재(ABS 플라스틱) 탄성계수의 약 3.4%가 되는 것으로 나타났는데 이 평가 결과는 선행된 연구 결과들에서 나타난 실험값이나 이론 해석 결과와 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다. A Kelvin foam plate - widely used in the energy and transport industries as a lightweight structural material - was examined to estimate its Young’s modulus using ultrasound. An isotropic tetrakaidecahedron foam structure was designed in SolidWorks and printed using 3D printer with an ABS plastic material. The 3D printed foam structure was used to build a foam plate with a 14 mm thickness (50 mm × 100 mm in size) for the ultrasonic test. The Kelvin foam plate, a significantly porous medium, was completely filled with paraffin wax to enable the ultrasound to penetrate through the porous medium. The acoustic wave velocity of the wax-filled Kelvin foam was measured using the time of flight (TOF) method. Furthermore, the elastic modulus of the Kelvin foam was estimated based on an elastic structural model developed in this study. The Young’s modulus of the produced Kelvin foam was observed to be approximately 3.4% of the bulk value of the constituent material (ABS plastic). This finding is consistent with experimental and theoretical results reported by previous studies.

횡등방성 암석에서 겉보기 탄성정수의 방향성 변화와 탄성정수 제약조건

이연규 한국암반공학회 2023 터널과지하공간 Vol.33 No.3

The anisotropic behavior of rocks is primarily attributed to the directional arrangement of rock-forming minerals and the distribution characteristics of microcracks. Notably, sedi- mentary and metamorphic rocks often exhibit distinct transverse isotropy in terms of their strength and deformation characteristics. Consequently, it is crucial to gain accurate insights into the deformation and failure characteristics of transversely isotropic rocks during rock mechanics design processes. The deformation of such rocks is described by five independent elastic constants, which are determined through laboratory testing. In this study, the charac- teristics of the directional variation of apparent elastic constants in transversely isotropic rocks were investigated using experimental data reported in the literature. To achieve this, the constitutive equation proposed by Mehrabadi & Cowin was introduced to calculate the apparent elastic constants more efficiently and systematically in a rotated Cartesian coor- dinate system. Four transversely isotropic rock types from the literature were selected, and the influence of changes in the orientation of the weak plane on the variations of the apparent elastic modulus, apparent shear modulus, and apparent Poisson's ratio was analyzed. Based on the investigation, a new constraint on the elastic constants has been proposed. If the proposed constraint is satisfied, the directional variation of the apparent elastic constants in transversely isotropic rocks aligns with intuitive predictions of their tendencies. 암석의 이방성 거동은 조암광물들의 방향성 배열과 미세균열의 분포 특성이 주된 원인이다. 특히, 퇴적암과 변성암은 횡등방성 강도 및 변형 특성을 또렷이 나타내는 경우가 많다. 그러므로 암석역학적 설계과정에서는 횡등방성 암석의 변형 및 파괴 특성을 정확하게 이해하는 것이 중요하다. 횡등방성 암석의변형은 실내시험을 통해 측정할 수 있는 5개의 독립된 탄성정수를 이용하여 기술된다. 이 연구에서는 문헌에 보고된 실험자료를 이용하여 횡등방성 암석의 겉보기 탄성정수의 방향성 변화 특성을 분석하였다. 임의 방향으로 회전된 직각좌표계에서 겉보기 탄성정수 값을 효율적이고 체계적으로 계산하기 위해 Mehrabadi & Cowin의 구성방정식을 도입하였다. 문헌에 보고된 4개 횡등방성 암석을 선택하여 연약면의 방향 변화가 겉보기 탄성계수, 겉보기 전단 탄성계수, 겉보기 포아송비의 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 새로운 탄성정수 제약 조건식을 제안하였다. 제안한 제약 조건식을 만족하면 횡등방성 암석에서 겉보기 탄성정수의 방향성 변화는 직관적으로 예측되는 경향과 일치하게 된다.

캘빈 구조체로 이상화된 다공질 재료의 기공율과 음탄성과의 상관관계 연구

김노유(Nohyu Kim),최민주(Min Joo Choi) 한국비파괴검사학회 2021 한국비파괴검사학회지 Vol.41 No.6

본 논문에서는 다공질 재료의 불규칙한 미세구조를 캘빈 단위셀로 이루어진 규칙적인 패턴의 캘빈 구조체로 이상화하고 이 재료의 음탄성 특성과 기공율(porosity)과의 상관관계를 이론과 초음파 시험을 통해 조사하였다. 다공질 재료의 미세 구조를 다면체(polyhedron)인 캘빈 구조체로 가정하여 다공질 재료의 다양한 공극률을 이 다면체의 형상특성 변수들로 표현하고 이 변수들을 이용하여 재료의 탄성계수를 표현함으로서 캘빈 구조체 모델의 기공율과 음탄성 특성과의 상관관계를 이론적으로 평가하였다. 또한 캘빈 구조체의 기공율을 62%에서부터 95%까지 변화시킨 3D CAD 모델을 설계한 후 3D 프린터로 제작하여 초음파 시험을 통해 음속을 측정하고 탄성계수를 계산함으로서 기공율 변화에 따른 캘빈 구조체의 음탄성 특성을 실험적으로 조사하였다. 초음파 음속시험으로 결정된 탄성계수는 기공율의 증가에 따라 모재인 ABS 플라스틱 탄성계수의 11%에서 0.5%까지 선형적으로 크게 감소하는 것으로 나타났으며 이론 및 경험식에 의해 계산된 결과와 비교해 잘 일치하는 것으로 확인되었다. In this paper, a Kelvin structure is proposed to model the irregular and complex microstructures of porous materials. The effect of the porosity of the Kelvin-structured model of porous materials on acoustoelastic characteristics, such as sound speed and elastic modulus, is investigated. A generalized tetrakaidecahedron, the so-called Kelvin cell, is introduced and a mathematical model of the microstructure of porous materials is developed using the geometric parameters of the open Kelvin cell. The porosity and acoustoelastic characteristics of the Kelvin model were calculated and compared with experimental results. To determine the effect of the porosity of the Kelvin structure on the acoustoelastic properties, eight Kelvin-structured samples with porosities ranging from 62% to 95% were fabricated using a 3D printer and tested using an ultrasonic pulse-echo method to measure the speed of sound in the specimen. The elastic modulus determined from the ultrasonic sound speed decreased from 11% that of the bulk material (ABS plastic) to 0.5%, as the porosity increased from 62% to 95%, which is consistent with theoretical and empirical results.

순환골재 치환율에 따른 순환골재콘크리트의 압축강도 및 탄성계수 특성

심종성(Sim Jongsung),박철우(Park Cheolwoo),박성재(Park Sung Jae),김용재(Kim Yong Jae) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 A Vol.26 No.1A

As a manufacturing process of recycled aggregate improves the quality of recycled aggregate shall be sufficient enough to be used for structural concrete. This study characterized compressive strength and elastic modulus of concrete that used recycled coarse and fine aggregate. Before the strength tests, the fundamental characteristics of recycled aggregate were preliminarily analyzed and the recycled aggregate satisfied the class 1 requirements in KS F 2573. As the replacement ratio increased, the compressive strength and elastic modulus of recycled aggregate concrete decreased. When the coarse and fine aggregates were completely replaced with the recycled, the compressive strength and elastic modulus were decreased by 13% and 31 %, respectively. Based on the test results, this study suggests equations for predicting the compressive strength and elastic modulus of the recycled aggregate concrete with respect to the replacement ratio. The values from the equations were in good agreement with the test data from this study and others. 본 논문에서는 최근 고도처리로 생산되는 순환골재의 품질을 분석하고, 이를 구조용 콘크리트에 적용하였을 경우 구조물의 설계 및 해석에서 가장 기초적으로 요구되는 물성인 압축강도와 탄성계수의 변화를 순환굵은골재 및 순환잔골재의 치환율에 따라 검토하고자 하였다. 실험결과 순환굵은골재 및 순환잔골재는 KS F 2573의 1종의 기준을 만족하였으며, 순환골재의 치환율이 증가할수록 순환골재콘크리트의 압축강도 및 탄성계수는 감소하는 경향이 나타났다. 특히 순환골재로 전량치환 하였을 경우의 압축강도와 탄성계수는 일반골재콘크리트 대비 약 13%와 약 31%가 저하되었다. 이러한 실험결과를 기초로 순환 골재 치환율에 따른 순환골재콘크리트의 압축강도 및 탄성계수 추정식을 새로이 제안하였으며, 기존의 국내외 실험결과와 비교하여 그 타당성을 검토하였다.