본 연구에서는 시멘트-모르타르의 각 배합비별 양생기간에 대한 압축강도시험을 수행하여 일축압축강도를 비교한 결과, 혼합수의 양이 적을수록 강도가 증가하는 경향을 나타냈다. 또한 각 배합비에 따라 3일에서 7일 사이, 10일 사이에 강도가 일정하다 갑자기 증가하는 구간이 나타나는 것으로 확인되었다. 포아송비는 0.13~0.27까지 걸쳐 나타났으며, 영률의 경우도 13.79~33.25MPa까지 넓은 범위에 걸쳐 나타남을 알 수 있었다. 또한 포아송비는 일축압축강도의 감소나 증가에 특별한 상관성이 없고, 영률의 경우에는 상관성이 있는 것으로 확인되었다. 함수비와 모래비에 의해 강도의 변화가 일어나 영률에 영향을 미침을 알 수 있었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 3일에서 7일 사이에 강도의 변화가 심함을 알 수 있다.
본 연구에서는 시멘트-모르타르의 각 배합비별 양생기간에 대한 압축강도시험을 수행하여 일축압축강도를 비교한 결과, 혼합수의 양이 적을수록 강도가 증가하는 경향을 나타냈다. 또한 각 배합비에 따라 3일에서 7일 사이, 10일 사이에 강도가 일정하다 갑자기 증가하는 구간이 나타나는 것으로 확인되었다. 포아송비는 0.13~0.27까지 걸쳐 나타났으며, 영률의 경우도 13.79~33.25MPa까지 넓은 범위에 걸쳐 나타남을 알 수 있었다. 또한 포아송비는 일축압축강도의 감소나 증가에 특별한 상관성이 없고, 영률의 경우에는 상관성이 있는 것으로 확인되었다. 함수비와 모래비에 의해 강도의 변화가 일어나 영률에 영향을 미침을 알 수 있었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 3일에서 7일 사이에 강도의 변화가 심함을 알 수 있다.
To look over the effect of mixed proportion of cement, sand and water on strength, 162 tests were made for 9 mix proportions. It was observed that strength increased as water in the mixture is reduced. As a result of the control of sand ratio by 50%, the execution strength increased when the sand ra...
To look over the effect of mixed proportion of cement, sand and water on strength, 162 tests were made for 9 mix proportions. It was observed that strength increased as water in the mixture is reduced. As a result of the control of sand ratio by 50%, the execution strength increased when the sand ratio is raised. Strength was consistent during curing period on each mix proportion, but there were sections where it suddenly increased. Poisson's ratio widely ranged from 0.13 to 0.27, and Young's modulus also broadly ranged from 13.79MPa to 33.25MPa. Poisson's ratio had nothing to do with uniaxial compressive strength, wheras Young's modulus was concerned with it. Young's modulus from theory and experiment showed similar outcome on the 3rd curing day, however, the strength from theory was higher than that from test after 3rd day. In consequence, there was a great change of strength between 3rd and 7th curing day. In addition, it is more efficient to use field strength value between the 3rd and 7th day and to apply Young's modulus on it for determining the exact time.
To look over the effect of mixed proportion of cement, sand and water on strength, 162 tests were made for 9 mix proportions. It was observed that strength increased as water in the mixture is reduced. As a result of the control of sand ratio by 50%, the execution strength increased when the sand ratio is raised. Strength was consistent during curing period on each mix proportion, but there were sections where it suddenly increased. Poisson's ratio widely ranged from 0.13 to 0.27, and Young's modulus also broadly ranged from 13.79MPa to 33.25MPa. Poisson's ratio had nothing to do with uniaxial compressive strength, wheras Young's modulus was concerned with it. Young's modulus from theory and experiment showed similar outcome on the 3rd curing day, however, the strength from theory was higher than that from test after 3rd day. In consequence, there was a great change of strength between 3rd and 7th curing day. In addition, it is more efficient to use field strength value between the 3rd and 7th day and to apply Young's modulus on it for determining the exact time.
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문제 정의
또한 지보설계에 사용되는 모르타르의 배합비는 건축현장에서 사용되는 배합비를 이용하여 설계에 적용하기보다는 터널 지보특성에 맞게 배합비를 설정하여 사용하는 것이 바람직하다(한국콘크리트학회, 1994; 이종득, 2007). 따라서, 본 연구에서는 현장에서 요구되는 강도값이 7일 이전에 발현되는 시점을 알아보기 위하여 터널공사표준시방서의 록 볼트용 정착재료 양생조건을 기준으로 시멘트 모르타르를 이용하여 공시체를 제작하였다. 3일에서 7일 사이와 10일 사이에서의 강도값이 증가하는 구간을 알아보기 위하여 3일, 4일, 5일, 6일, 7일, 10일 등 모두 6가지 경우에 있어 일축압축강도 실험을 실시하였다.
3일에서 7일 사이와 10일 사이에서의 강도값이 증가하는 구간을 알아보기 위하여 3일, 4일, 5일, 6일, 7일, 10일 등 모두 6가지 경우에 있어 일축압축강도 실험을 실시하였다. 또한 시멘트 : 모래 : 물 배합비가 강도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 9가지 배합비로 총 162회 실험을 실시하여 다음과 같은 지보 특성을 확인하고자 한다. 첫째, 3일에서 7일, 10일 사이의 강도의 변화가 커서 강도가 증가하는 구간을 살펴보고, 둘째, 로제트 게이지(rosette gauge)를 이용하여 각각의 배합비와 양생일에서 영률과 포아송비를 구하고자 한다.
본 연구는 그라우트 모르타르 배합조건 따른 물리적 성질 변화를 규명하기 위함이다. 이를 위하여 첫째로 모래, 물 배합비를 각각 달리하여 9가지 배합비로 총 162개의 공시체를 제작하여 3일에서 7일 사이와 10일 까지 강도의 변화를 측정하였다.
본 연구에서는 길이 대 직경의 비가 1:2인 NX코어 형태의 시료를 제작하기 위하여, 직경 50mm의 원통형 파이프를 110mm 간격으로 절단한 후 다시 세로로 절단하여 콘크리트 공시체의 탈착을 용의하게 하였다. Fig.
제안 방법
’의 재령일 기준에서 강도와 변형률을 확인하기 위하여 시험방법은 동일하게 하고, 재령 일을 변형하여 재령일 3일에서부터 7일, 10일 사이의 공시체를 사용하였으며, 콘크리트 공시체를 직경 대 길이비가 1:2의 비로 성형하였으며, 가압면의 편평도는 0.02mm 이하가 되도록 연마 장치를 이용하여 연마하였다.
따라서, 본 연구에서는 현장에서 요구되는 강도값이 7일 이전에 발현되는 시점을 알아보기 위하여 터널공사표준시방서의 록 볼트용 정착재료 양생조건을 기준으로 시멘트 모르타르를 이용하여 공시체를 제작하였다. 3일에서 7일 사이와 10일 사이에서의 강도값이 증가하는 구간을 알아보기 위하여 3일, 4일, 5일, 6일, 7일, 10일 등 모두 6가지 경우에 있어 일축압축강도 실험을 실시하였다. 또한 시멘트 : 모래 : 물 배합비가 강도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 9가지 배합비로 총 162회 실험을 실시하여 다음과 같은 지보 특성을 확인하고자 한다.
5 kgf/s로 설정하여 실험을 실시하였다. 각 양생일, 배합비별로 3회씩 시험을 실시하였으며, 각각의 배합비의 강도와 평균값을 산출하여 하였다. 여기서 시료번호의 분류는 첫 번째는 양생일 두 번째는 배합비를 세 번째는 시료분류번호를 나타낸다.
이를 위하여 첫째로 모래, 물 배합비를 각각 달리하여 9가지 배합비로 총 162개의 공시체를 제작하여 3일에서 7일 사이와 10일 까지 강도의 변화를 측정하였다. 둘째 로제트 게이지(rosette gauge)를 공시체 108개에 부착하여 일축 압축강도변화에 따른 변형률을 측정하였다.
물, 시벤트 비가 일정한 경우 공기량을 증가시키면, 공기량이 1% 증가함에 따라 압축강도는 4~6%가 감소함에 따라, 본 논문에서는 시멘트 모르타르 혼합을 성형 틀에 부을 때 발생하는 기포와 공시체 틀과 재료의 밀착을 위하여 진동기(Vibrator)를 이용, 시멘트 모르타르 내에 존재하는 기포를 제거하여 공극이 강도에 미치는 영향을 최소화 하도록 하였다. Fig.
본 연구에서는 총 162개의 공시체중 각각의 배합비 1번과 2번 공시체에 로제트 게이지(rosette gauge)를 부착하여 디지털 변형률 측정기(Model No. DC3100)를 이용하여 총 108개의 데이터를 획득하여 영률과 포아송비를 계산하였다.
본 연구에서는 터널공사표준시방서의 정착재료 기준에 의하여 시멘트 모르타르를 만들었다. 시멘트 물 배합비는 0.
시멘트 모르타르의 배합은 터널표준시방서에 의해 실시하였다. 시멘트와 모래의 기준인 1:1에서 시멘트를 기준으로 모래의 배합비를 0.
시멘트 모르타르의 배합은 터널표준시방서에 의해 실시하였다. 시멘트와 모래의 기준인 1:1에서 시멘트를 기준으로 모래의 배합비를 0.5씩 조절하여 배합하였고, 또한 물의 기준인 0.4~0.5내에서 0.05씩 변화를 주어총 9가지의 배합비로 실험을 실시하였다. Table 1은 시멘트를 기준으로 한 배합비 표이다.
본 연구는 그라우트 모르타르 배합조건 따른 물리적 성질 변화를 규명하기 위함이다. 이를 위하여 첫째로 모래, 물 배합비를 각각 달리하여 9가지 배합비로 총 162개의 공시체를 제작하여 3일에서 7일 사이와 10일 까지 강도의 변화를 측정하였다. 둘째 로제트 게이지(rosette gauge)를 공시체 108개에 부착하여 일축 압축강도변화에 따른 변형률을 측정하였다.
또한 시멘트 : 모래 : 물 배합비가 강도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 9가지 배합비로 총 162회 실험을 실시하여 다음과 같은 지보 특성을 확인하고자 한다. 첫째, 3일에서 7일, 10일 사이의 강도의 변화가 커서 강도가 증가하는 구간을 살펴보고, 둘째, 로제트 게이지(rosette gauge)를 이용하여 각각의 배합비와 양생일에서 영률과 포아송비를 구하고자 한다.
대상 데이터
본 연구에서는 터널공사표준시방서의 정착재료 기준에 의하여 시멘트 모르타르를 만들었다. 시멘트 물 배합비는 0.4~0.5 내에서 물 배합비를 조절하였고, 시멘트와 모래의 배합은 1:1로 정해져 있으나 시멘트 모래비가 강도에 미치는 영향을 평가하기 위하여 모래와 물의 배합비를 조절하여 총 9가지 배합비로 3일에서 7일 사이와 10일까지의 공시체 총 162개의 공시체를 제작하여 실험을 실시하였다.
이론/모형
본 논문에서는 ASTM의 Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens(1986)의 파괴 형태분류 기준에 의해 공시체를 파괴형태별로 분류하였다. Table 2는 파괴형태를 유형별로 분류하였다.
본 연구에서는 콘크리트의 압축 강도 시험법(KSF 2405, 2002)을 기준으로 하여 실험을 실시하였으며, ‘재령은 1주, 4주, 및 13주 또는 그 중 한 주로 한다.
성능/효과
1. 시멘트-모르타르의 각 배합비별 양생기간에 대한 압축강도시험을 수행하여 일축압축강도값을 비교한 결과, 혼합수의 양이 적을수록 강도가 증가하는 경향을 나타났으며, 모래비를 0.5씩 조절하여 압축 강도시험을 수행한 결과 모래비가 증가할수록 강도가 증가하였다. 또한 각 배합비에 따라 3일에서 7일 사이에 강도가 일정하다 갑자기 증가하는 구간이 나타나는 것으로 확인되었다.
2. 포아송비는 0.13~0.27까지 범위에 걸쳐 나타났으며, 영률의 경우도 13.79 MPa~33.25 MPa까지 넓은 범위에 걸쳐 나타남을 알 수 있었다. 또한 일축 압축강도와 포아송비는 일축압축강도의 감소나 증가에 낮은 상관성이 있고, 영률의 경우에는 상관성이 있는 것으로 확인되었다.
3. ASTM기준에 의한 파괴형태 분류에서는 Cone 모양의 파괴는 6개, Cone and Split는 80개, Cone and shear은 65개, sheer는 11개가 나타났다. 이는 모르타르 공시체가 Cone and Split 와 Cone and Shear에 의해 주로 파괴가 일어나는 것으로 사료된다.
25 MPa까지 넓은 범위에 걸쳐 나타남을 알 수 있었다. 또한 일축 압축강도와 포아송비는 일축압축강도의 감소나 증가에 낮은 상관성이 있고, 영률의 경우에는 상관성이 있는 것으로 확인되었다.
본 연구에서 포아송비는 0.13~0.27사이의 범위에 걸쳐 나타났으며, 영률의 경우도 13.79~33.25GPa까지 넓은 범위에 분포됨을 확인할 수 있었다.
이상의 결과를 종합해 볼 때 3일에서 7일 사이에 그라우트 모르타르의 물리적 성질의 특성 변화가 심하였다. 따라서, 3일에서 7일 사이의 그라우트 모르타르의 물리적 특성을 효율적으로 이용되어야 할 것이다.
5인 배합비에서는 강도가 계속 증가하는 경향이 나타났으며, 특히 7일에서 급격한 증가를 나타내었다. 전체적인 강도의 분포를 보았을 때 혼합수의 양이 작을 때 강도가 높게 나왔으며, 시멘트 보다는 모래의 배합비가 많을 때 강도가 높게 나오는 경향을 확인할 수 있었으며, 시멘트 혼합수의 배합비가 A3인 시료일 때 강도가 높게 나왔으며, C1일 때 강도가 낮게 나옴을 확인할 수 있었다. Fig.
총 162개의 시료 중 일축압축강도가 가장 낮은 배합비는 4-C1-1번의 16.90MPa이였고, 가장 높은 일축 압축강도를 가진 시료는 10-A3-2번의 55.46MPa이였다. 시멘트 모래비의 배합이 1:0.
파괴유형을 ASTM(1986)의 기준에 의해 분류한 결과 주로 콘크리트가 파괴직전까지 결합력과 내부마찰력에 의해 파괴에 저항하는 Cone모양의 파괴는 드물게 나타났으며, 대부분의 파괴형태는 전단파괴와 쪼갬(splitting)파괴의 조합모양인 Cone and Split, Cone and Shear 형태가 나타남을 알 수 있었다. 또한 시험 중 지압판과 시편단부 사이가 매끄러워서 단부구속효과가 거의 없을 때 발생하는 쪼갬(splitting)파괴의 형태는 나타나지 않았다.
후속연구
이상의 결과를 종합해 볼 때 3일에서 7일 사이에 그라우트 모르타르의 물리적 성질의 특성 변화가 심하였다. 따라서, 3일에서 7일 사이의 그라우트 모르타르의 물리적 특성을 효율적으로 이용되어야 할 것이다. 아울러, 배합비에 따른 그라우트 모르타르의 물리적 성질에 대한 더 많은 연구가 진행되어 많은 데이터가 축적되어 현장에서 지보를 실시함에 있어서 효과적으로 적용이 되어야 할 것이다.
따라서, 3일에서 7일 사이의 그라우트 모르타르의 물리적 특성을 효율적으로 이용되어야 할 것이다. 아울러, 배합비에 따른 그라우트 모르타르의 물리적 성질에 대한 더 많은 연구가 진행되어 많은 데이터가 축적되어 현장에서 지보를 실시함에 있어서 효과적으로 적용이 되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
지보 특성을 알아보기 위한 실험의 진행은 어떻게 했는가?
또한 시멘트 : 모래 : 물 배합비가 강도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 9가지 배합비로 총 162회 실험을 실시하여 다음과 같은 지보 특성을 확인하고자 한다. 첫째, 3일에서 7일, 10일 사이의 강도의 변화가 커서 강도가 증가하는 구간을 살펴보고, 둘째, 로제트 게이지(rosette gauge)를 이용하여 각각의 배합비와 양생일에서 영률과 포아송비를 구하고자 한다.
지보재는 불안정한 암반의 정착능력을 높이기 위하여 무엇을 사용하는가?
터널이나 사면 등에 사용되는 지보재는 불안정한 암반의 정착능력을 높이기 위하여 시멘트-모르타르 그라우트 재료를 사용한다. 그라우트의 목적은 암반과 지보재 사이의 정착력을 증가시키는 역할을 함으로써 지보재의 지보효과를 증가시키는데 있다.
그라우트의 목적은?
터널이나 사면 등에 사용되는 지보재는 불안정한 암반의 정착능력을 높이기 위하여 시멘트-모르타르 그라우트 재료를 사용한다. 그라우트의 목적은 암반과 지보재 사이의 정착력을 증가시키는 역할을 함으로써 지보재의 지보효과를 증가시키는데 있다. 국내에는 그라우트의 양생조건에 대한 정확한 기준이 확립되지 않아서 그라우트-지보재 사이의 지보효과를 규명하는데 어려움이 있다.
참고문헌 (3)
이종득, 2007, 콘크리트공학, 일광, pp. 339-344
한국콘크리트학회, 1994, 최신콘크리트공학, 기문당, 서울, pp. 171-196
ASTM, 1986, Standard test method for compressive strength of cylindrical concrete specimens designation : C 39 -86
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