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문제 정의
- 그러므로, 본 논문에서는 폭발 또는 충격하중에 대하여 저항능력이 뛰어날 것으로 예측되는 200~250 MPa의 초고강도 콘크리트(Ultra High Strength Concrete, 이하 UHSC) 구조물과 Reactive Powder Concrete(이하 RPC) 구조물의 폭발 저항성능에 대한 실험적 평가를 수행하였다. 이를 통해 폭발에 의한 압력하중이 초고강도 콘크리트 및 RPC 구조물에 미치는 영향을 규명하고, 전편에서 설명한 것과 같이 예비실험과 본 실험에서의 일반강도콘크리트와 비교하여 폭발하중을 받는 초고강도 콘크리트 구조물의 방폭성능을 정량적으로 평가하고자 한다.
- 본 실험에서는 예비실험에 비하여 콘크리트가 직접적으로 받아들이는 압력하중의 측정이 가능하도록 하였다. 폭약의 외피 파편효과가 발생하지 않도록 ANFO 35 lbs을 사용하여 압력게이지의 손상과 데이터의 미확보는 방지하였다.
- 예비실험의 경우에는 전편 논문에서 언급한 것과 같이 TNT의 철제외피파편으로 인해 콘크리트시편에 가해지는 압력하중이 측정되지 못하였으므로 본 실험에서는 폭발압력하중을 측정될 수 있도록 보완하였다. 그러므로 예비실험에서는 5 m 떨어진 곳에서의 free field incident pressuremeter를 통해 측정된 결과와 ConWEP을 비교하였을 때, free field incident pressure의 1st peak pressure와 ConWEP을 통해 도출된 입사파(incident pressure)가 유사함을 확인할 수 있다(그림 4).
- 이를 통해 폭발에 의한 압력하중이 초고강도 콘크리트 및 RPC 구조물에 미치는 영향을 규명하고, 전편에서 설명한 것과 같이 예비실험과 본 실험에서의 일반강도콘크리트와 비교하여 폭발하중을 받는 초고강도 콘크리트 구조물의 방폭성능을 정량적으로 평가하고자 한다.
가설 설정
- 예비실험에서의 TNT 35 lbs장약량과 서로 상이한 장약량이지만, TNT 등가 환산을 하면 TNT 28.7 lbs와 같으며 두 장약에서의 충격량이 큰 차이가 없다고 가정하여, 표 7과 같이 하나의 reference의 결과로 비교하여 보았다.
제안 방법
- 3. 본 실험은 일반강도 콘크리트, UHSC, RPC 시편으로 나눠 실험을 수행하였으며, 이 때의 폭약량은 예비실험을 통해 산정된 ANFO 35 lbs의 폭발압력하중을 적용하였다. 콘크리트가 직접적으로 받아드리는 반사 압력하중을 측정한 결과 폭파할 때의 온도, 습도, 바람 등의 환경조건과 다짐 등의 구속조건, 장약량의 형태 및 기폭제의 위치 등의 기폭조건에 따라 각 시편에서 받는 압력하중 및 충격량이 서로 상이한 것을 확인할 수 있었다.
- 예비실험을 통해, TNT 폭약의 경우 철재 외피에 의한 구조물의 파손 및 데이터의 손실 등이 발생하여 순수 폭약에 의한 폭발압력하중이 작용하지 않는다고 판단하였다. 그리하여 외피에 의한 손상이 없고 성형이 가능한 ANFO 폭약을 사용하였으며, 데이터 계측 범위를 고려하여 35 lbs로 폭약량을 산정하였다.
-
그러나 본 연구에서 얻어진 가속도는 구조물의 거동만을 측정한 것이 아니라 충격에 의한 가속도를 동시에 측정되었으며, 그림 12와 같이 1,000~2,500 g 이상의 가속도가 발생한 것을 확인할 수 있다. 더불어 UHSC1 시편의 경우에는 폭발하중이 작용한 후 센서와 콘크리트 표면의 부착상태가 불량하여 많은 노이즈가 발생하였으며, 그로 인한 데이터의 신뢰성이 떨어지므
로, 본 논문에서는 생략하였다. - 그러나 실질적으로 주요시설 및 방호구조물에 사용할 수 있는 초고강도 콘크리트의 폭발저항성능에 대한 국내의 자료들은 전무한 상태이므로 현재 폭발 및 충돌과 같은 특수하중에 대하여 초고강도 콘크리트를 사용한 방호구조물에 대한 재료개발 및 이를 반영한 폭발하중에 대한 성능시험 등이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 폭발하중을 받는 콘크리트 구조물의 거동분석을 하고자 폭발실험을 실시하였으며, 연구결과는 총 2편의 논문으로 작성되었다. 전편에서는 폭발실험에 기본적으로 필요한 실험구성 및 계측장비의 구성에 대하여 검토하여 계측시스템의 구축 및 폭파실험 수행절차에 대하여 기술하였다.
- 7 lbs와 같으며 두 장약에서의 충격량이 큰 차이가 없다고 가정하여, 표 7과 같이 하나의 reference의 결과로 비교하여 보았다. 또한, 본 실험은 크게 2번에 나눠서 이뤄졌으며 case 1의 모든 시편을 실험한 뒤, 3주후에 case 2의 실험을 수행하였다. 그로 인해 NSC, UHSC, RPC의 결과값이 각 case별로 유사한 경향을 나타냄을 볼 수 있다.
- 본 실험에서 수행된 폭발하중을 받는 콘크리트 시편의 처짐은 최대 처짐을 비롯하여 구조물의 거동을 측정하는 방식과 잔류 변위량(residual displacement)을 측정하는 방식 등, 크게 두 가지로 나눠 측정을 하였으며, 측정된 결과는 표 7과 같다.
- 본 실험에서 측정된 최대 변형률 값은 표 8에 요약 정리하였으며, NSC 및 UHSC시편과 다르게, RPC시편의 경우에는 철근배근을 하지 않았으므로 철근 변형률을 측정하지 못하였다. 그러나, 폭발압력하중 하에서 하부 철근의 변형률 값을 통해 각 시편이 거동을 좀 더 정밀하게 파악할 수 있다.
- 본 연구에서는 일반강도 콘크리트 시험체에 대한 예비실험 결과를 이용하여 폭발하중을 받는 콘크리트 시편의 거동을 분석하며 예비실험을 통해 결정된 폭약량을 바탕으로 하여 UHSC 및 RPC 시편에 대한 거동분석을 하였다.
- 본 연구에서는 폭발하중을 받는 UHSC 및 RPC 슬래브의 거동 및 구조물에 가해지는 손상 등을 파악하기 위하여 국방과학연구소 다락대 시험장에서 실험을 수행하였으며, 2번의 예비실험과 5번의 본 폭발실험으로 나눠 진행하였다.
- 선정된 대상 구조물에 사용된 콘크리트의 재료물성을 측정하기 위하여 각 콘크리트 타설 시에 100×200 mm의 원형 공시체를 제작하였으며, 현대건설 기술연구소에서 재료물성 실험을 수행하였다.
- 예비실험은 폭약량에 의한 폭발하중이 구조물에 가해졌을 때, 구조물에 설치된 게이지의 응답 및 구조물의 거동을 파악할 수 있는 적절한 폭약량을 산정하기 위한 실험으로 진행되었으며, 전편 논문에서 언급한 것과 같이 본 실험에서는 TNT 폭약에 대한 단점을 보완하고자 ANFO 35 lbs을 사용하였다.
- 전편에서 언급한 폭파실험절차에 따라 TNT 9 lbs, TNT 35 lbs의 예비실험과 ANFO 35 lbs의 본실험을 수행하였다. 폭발물의 폭원이 점화되면, 폭발물은 매우 빠른 속도로 열, 소리, 압력파의 형태로 에너지가 발산된다.
- 폭발 실험은 각 시편마다 총 2 set의 실험으로 수행하였으며, 일반강도 콘크리트 시편의 1 set는 예비실험으로 TNT 9 lbs와 TNT 35 lbs으로 수행되었다. 예비실험은 폭약량에 의한 폭발하중이 구조물에 가해졌을 때, 구조물에 설치된 게이지의 응답 및 구조물의 거동을 파악할 수 있는 적절한 폭약량을 산정하기 위한 실험으로 진행되었으며, 전편 논문에서 언급한 것과 같이 본 실험에서는 TNT 폭약에 대한 단점을 보완하고자 ANFO 35 lbs을 사용하였다.
- 폭발에 의해 발생하는 압력하중이 구조물에 미치는 영향 및 최근 개발되고 있는 초고강도 콘크리트(UHSC)와 RPC 시편의 방호성능을 고찰하기 위해 폭발하중을 받는 콘크리트 시편의 실험결과를 서로 비교하여 보았으며, 본 연구를 통해 얻어진 결론은 다음과 같다.
대상 데이터
- 실험에 사용된 시편은 D10철근을 양단 배근하여 1,000×1,000×150 mm의 철근콘크리트 슬래브로 제작하였다. 사용된 D10 철근은 항복강도 400 MPa, 극한강도 600 MPa, 공칭 단면적은 71.33 mm2이며, 단위중량은 0.56 kg/m으로 양방향 모두 82 mm간격으로 배근하였다. 이는 RPC시편에 포함되는 강섬유의 함유량 2%와 동일한 철근비로 선정하였다.
- 실험에 사용된 시편은 D10철근을 양단 배근하여 1,000×1,000×150 mm의 철근콘크리트 슬래브로 제작하였다.
성능/효과
- 그에 반면 그림 7(d), 그림 7(g)에서 보는 것과 같이 UHSC 시편과 RPC 시편은 콘크리트 시험체의 상부면에 어떠한 손상도 발생하지 않은 것을 확인할 수 있었으며, 이는 UHSC, RPC 시편의 뛰어난 방호성능 효과를 나타낸 것이라 판단된다. 그림 7(e), 그림 7(f), 그림 8(b)와 같이 UHSC 시편 하부면의 주 균열은 2방향 슬래브의 항복 균열 형태로 진전이 되었으나, 일반강도와 다르게 비균질하고 방향성이 있는 macro한 균열이 발생하였음을 확인하였다.
- 1. 콘크리트 슬래브 구조물을 제작하여 설치된 센서에 해당되는 적절한 폭발압력하중을 산정하기 위하여 TNT 9 lbs 및 TNT 35 lbs로 각각 예비실험을 수행한 결과, 폭약량으로부터 5 m 떨어진 free field incident pressure의 경우 ConWEP과 비교했을 때 초기압력하중은 비슷하게 작용함을 확인할 수 있었다. 예비실험에서 수행된 일반강도 콘크리트 구조물에 TNT 35 lbs의 폭발압력하중이 가해진 경우에는 외관상 콘크리트의 항복선(yield line)을 따라 상당한 균열이 발생하였으며, TNT 파편 등에 의한 구조물 시편 및 측정게이지의 손상이 상당하게 발생하였다.
- 2. 예비실험을 통해, TNT 폭약의 경우 철재 외피에 의한 구조물의 파손 및 데이터의 손실 등이 발생하여 순수 폭약에 의한 폭발압력하중이 작용하지 않는다고 판단하였다. 그리하여 외피에 의한 손상이 없고 성형이 가능한 ANFO 폭약을 사용하였으며, 데이터 계측 범위를 고려하여 35 lbs로 폭약량을 산정하였다.
- 4. ANFO 35 lbs에 의한 폭발압력하중을 받는 시편은 예비실험에서 확인된 것과 같이 일반강도 콘크리트 시편은 콘크리트 항복선의 형태를 따라 방사형 균열이 발생하였다. 이 때, 휨균열 및 전단균열이 발생하였으나, UHSC 시편과 RPC 시편은 폭발압력하중을 받는 상부면과 전단부분에는 어떠한 손상이 발견되지 않았으며, 비교적 적은 면적의 균열이 발생한 것을 확인할 수 있었다.
- 5. 즉, 일반강도 콘크리트, UHSC 및 RPC 시편의 파괴형상은 서로 상이하며, 상황과 용도에 따라 적합한 파괴형태(폭발하중을 받은 후의 보수여부, 철거여부 등)를 가지는 시편의 선택이 가능하다고 판단된다. 특히 UHSC 및 RPC 시편에 추가적인 적합한 보강재를 사용하여 인장성능을 보강한다면 macro한 균열 및 취성적인 파괴거동이 완화될 것이라고 판단된다.
- 6. 실험결과를 통한 일반강도 콘크리트에 비한 UHSC의 최대 처짐은 18~32%, 잔류변위량은 2.1~61%의 보강효과가 있으며, RPC 구조물의 경우 최대 처짐은 20~30%의 최대처짐에 대한 보강효과가 발생하는 등 뛰어난 보강성능을 지니고 있음을 확인하였다.
- 이때 UHSC의 압축강도 중 오차범위 15%이상인 압축강도에 대해서는 평균값에서 제외하였다. UHSC의 탄성계수는 일반강도 콘크리트에 비하여 대략 3.1~3.3배의 큰 강성을 가지며 RPC의 경우는 혼합된 강섬유로 인하여 할렬인장강도가 일반강도 콘크리트에 비하여 대략 10배, UHSC에 비하여 2.3배의 상당히 큰 인장강도를 발휘하는 것을 알 수 있다.
- 그러므로 예비실험에서는 5 m 떨어진 곳에서의 free field incident pressuremeter를 통해 측정된 결과와 ConWEP을 비교하였을 때, free field incident pressure의 1st peak pressure와 ConWEP을 통해 도출된 입사파(incident pressure)가 유사함을 확인할 수 있다(그림 4). 그러나 2nd peak pressure는 ConWEP에서 도출된 반사파보다 TNT 9 lbs의 경우엔 약 40%, TNT 35 lbs의 경우엔 약 56%정도 각각 작게 발생한 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 반사파의 경우는 실험적 및 환경적 조건에 따라 압력하중이 변화하는 것을 고려하여 방호설계에 사용되는 ConWEP의 반사파에 안전율이 고려되었다고 판단된다.
- 예비실험에서 볼 수 있듯이 ANFO 35 lbs의 폭발물 또한 매우 빠른 속도로 에너지를 분산하는 것을 볼 수 있었다. 그러나 그림 3에서 볼 수 있듯이 TNT에 비하여 ANFO의 경우에는 화염(fire ball)의 형태가 비교적 작게 나타나며, 실험 후 현장에 도착하게 되면, TNT에 비하여 심한 유독가스가 잔여된 것을 통해 ANFO는 주로 고온고압의 가스 형태로 에너지가 발산 된다는 것을 알 수 있었다.
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LVDT를 통한 콘크리트 구조물의 거동분석이 불가능한 경우, 게이지로 측정된 결과로 분석할 수 있다. 그러나 본 연구에서 얻어진 가속도는 구조물의 거동만을 측정한 것이 아니라 충격에 의한 가속도를 동시에 측정되었으며, 그림 12와 같이 1,000~2,500 g 이상의 가속도가 발생한 것을 확인할 수 있다. 더불어 UHSC1 시편의 경우에는 폭발하중이 작용한 후 센서와 콘크리트 표면의 부착상태가 불량하여 많은 노이즈가 발생하였으며, 그로 인한 데이터의 신뢰성이 떨어지므
- 국내 최초로 민수목적에 의해 수행된 실험인 만큼 여러 제약된 실험빈도와 여건상으로 인해 충분한 결과의 확보는 제한적이었다. 그러나, 확보된 실험결과를 토대로 UHSC와 RPC 구조물이 일반강도 콘크리트 시편에 비하여 강성증가로 인한 에너지 흡수 및 소산능력이 증대되었음을 확인할 수 있었다. 이는 UHSC 및 RPC 시편의 경우 그 자체만으로 충분한 방호 구조물을 만족할 뿐 아니라, UHSC 시편의 충분한 인장성능을 발휘할 수 있는 보강재로 보강할 경우 더욱 향상된 방호 시스템 구축이 될 것이라고 판단된다.
- 예비실험의 경우에는 전편 논문에서 언급한 것과 같이 TNT의 철제외피파편으로 인해 콘크리트시편에 가해지는 압력하중이 측정되지 못하였으므로 본 실험에서는 폭발압력하중을 측정될 수 있도록 보완하였다. 그러므로 예비실험에서는 5 m 떨어진 곳에서의 free field incident pressuremeter를 통해 측정된 결과와 ConWEP을 비교하였을 때, free field incident pressure의 1st peak pressure와 ConWEP을 통해 도출된 입사파(incident pressure)가 유사함을 확인할 수 있다(그림 4). 그러나 2nd peak pressure는 ConWEP에서 도출된 반사파보다 TNT 9 lbs의 경우엔 약 40%, TNT 35 lbs의 경우엔 약 56%정도 각각 작게 발생한 것을 확인할 수 있었다.
- 이는 ANFO 폭약이 TNT에 비하여 기폭속도가 느리며 폭발과 동시에 ANFO가 완폭하지 않기 때문에 단계적으로 폭발되는 것과 같은 현상이 발생한 것으로 판단된다. 더불어 ANFO 35 lbs는 ConWEP에 의한 TNT 등가 환산을 하면 TNT 28.7 lbs와 같으므로 TNT 35 lbs와 비교해 보면, ANFO의 경우 free field incident pressure는 약 15.9%, 충격량은 약 13.5% 작은 것을 알 수 있었다.
- 이는 RPC에는 굵은 골재가 포함되지 않아 모르타르와 같이 거동을 하였으며, 특히 그림 8(c)와 같이 균열이 강섬유에 의해 구속되었기 때문에 균열진전 및 버럭 발생을 억제시킨 것을 확인할 수 있었다. 또한 UHSC 시편과 RPC 시편 모두 높은 강성으로 인해 균열의 파괴양상이 비교적 취성적임을 확인할 수 있었으며, 전단파괴는 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다. 이와 같은 균열 양상을 통하여 일반강도 콘크리트 시편에 비하여 UHSC 및 RPC 시편이 폭발압력하중에 대해 큰 방호효과가 있으며, 균열 발생 후 보수 및 보강에도 더욱 유리할 것이라고 판단된다.
- 예비실험에서 수행된 일반강도 콘크리트 구조물에 TNT 35 lbs의 폭발압력하중이 가해진 경우에는 외관상 콘크리트의 항복선(yield line)을 따라 상당한 균열이 발생하였으며, TNT 파편 등에 의한 구조물 시편 및 측정게이지의 손상이 상당하게 발생하였다. 또한, TNT 35 lbs의 폭발압력하중을 받는 경우의 잔류 변위량은 TNT 9 lbs의 잔류 변위량의 18배 증가된 변위량으로 소성거동하였으며, 이는 콘크리트와 철근의 하부 중앙부에 장착한 변형률을 통하여 국부적 또는 내부적인 소성변형 등의 손상이 발생하였다고 판단된다.
- 그러나, 폭발압력하중 하에서 하부 철근의 변형률 값을 통해 각 시편이 거동을 좀 더 정밀하게 파악할 수 있다.본 실험에서 폭발압력하중 하에서 하부 철근은 모두 항복하였으며, 특히 하부 철근의 중앙부일수록, 큰 폭발압력하중이 가해질 수 록 항복 변형률은 증가하였다. 그림 10에서 보는 것과 같이 일반강도 콘크리트의 하부철근이 최대 28,000με이상의 변형률로 항복거동 하는 것에 비하여 UHSC 시편의 철근 변형률이 10,000 με이하로 항복 거동하는 것을 확인할 수 있다.
- 예비실험에서 볼 수 있듯이 ANFO 35 lbs의 폭발물 또한 매우 빠른 속도로 에너지를 분산하는 것을 볼 수 있었다. 그러나 그림 3에서 볼 수 있듯이 TNT에 비하여 ANFO의 경우에는 화염(fire ball)의 형태가 비교적 작게 나타나며, 실험 후 현장에 도착하게 되면, TNT에 비하여 심한 유독가스가 잔여된 것을 통해 ANFO는 주로 고온고압의 가스 형태로 에너지가 발산 된다는 것을 알 수 있었다.
- 특히 공중에서 폭발되는 폭발물로 인해 파편들은 임의 형상으로 쪼개지며 비교적 수 많은 파편을 형성한다. 예비실험을 통해 폭약량이 많아질 수록 파편에 의한 충격하중이 상당히 커졌음을 확인할 수 있었다.
- ANFO 35 lbs에 의한 폭발압력하중을 받는 시편은 예비실험에서 확인된 것과 같이 일반강도 콘크리트 시편은 콘크리트 항복선의 형태를 따라 방사형 균열이 발생하였다. 이 때, 휨균열 및 전단균열이 발생하였으나, UHSC 시편과 RPC 시편은 폭발압력하중을 받는 상부면과 전단부분에는 어떠한 손상이 발견되지 않았으며, 비교적 적은 면적의 균열이 발생한 것을 확인할 수 있었다. 그러나 균열폭은 일반강도 시편에 비하여 정도 상대적으로 macro한 균열이 발생하였으며, 이는 고강도, 고강성으로 인한 취성적인 형태의 파괴가 발생하였다고 판단할 수 있다.
- 또한 UHSC 시편과 RPC 시편 모두 높은 강성으로 인해 균열의 파괴양상이 비교적 취성적임을 확인할 수 있었으며, 전단파괴는 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다. 이와 같은 균열 양상을 통하여 일반강도 콘크리트 시편에 비하여 UHSC 및 RPC 시편이 폭발압력하중에 대해 큰 방호효과가 있으며, 균열 발생 후 보수 및 보강에도 더욱 유리할 것이라고 판단된다.
- 그러나, RPC시편의 경우에는 NSC, UHSC시편에 비하여 중앙부에 낮은 변형률이 발생하였으므로, 강섬유에 의한 균열억제효과가 발생한 것으로 판단된다. 즉, 철근 및 콘크리트의 변형률은 시편의 손상(damage)정도를 파악하는 주요 연관성이 있음을 확인할 수 있었다. 더불어 탄성계수의 범위 내에서 거동을 한다면 후크의 법칙을 이용하여 발생된 변형률을 응력으로 산정함에 따라, 변형률 속도에 따른 강도 증가 계수 등을 구할 수 있을 것이다.
- 콘크리트 변형률은 상하부면에 각각 3개의 변형률 게이지를 부착하였으며 상부면에 부착된 게이지는 대부분 압축거동, 하부면은 대부분 인장거동을 하는 것을 확인할 수 있다. 그림 11에서 보는 것과 같이 콘크리트 하부중앙부는 대부분 16,000 με이상의 변형률을 가지고 있다.
- 본 실험은 일반강도 콘크리트, UHSC, RPC 시편으로 나눠 실험을 수행하였으며, 이 때의 폭약량은 예비실험을 통해 산정된 ANFO 35 lbs의 폭발압력하중을 적용하였다. 콘크리트가 직접적으로 받아드리는 반사 압력하중을 측정한 결과 폭파할 때의 온도, 습도, 바람 등의 환경조건과 다짐 등의 구속조건, 장약량의 형태 및 기폭제의 위치 등의 기폭조건에 따라 각 시편에서 받는 압력하중 및 충격량이 서로 상이한 것을 확인할 수 있었다. 이는 외국의 폭발실험 문헌자료에서도 알 수 있듯이, 충분히 발생할 수 있는 오차라고 판단되며 그에 따라 최대처짐 및 잔류변형량의 절대값을 통해 방호성능을 평가하는 것에 비하여 균열의 분산도와 패턴, 구조물의 거동에 중점을 두어 방호성능을 평가하는 것이 바람직하다고 판단된다.
- 본 실험에서는 예비실험에 비하여 콘크리트가 직접적으로 받아들이는 압력하중의 측정이 가능하도록 하였다. 폭약의 외피 파편효과가 발생하지 않도록 ANFO 35 lbs을 사용하여 압력게이지의 손상과 데이터의 미확보는 방지하였다. 그러나, 표 6와 그림 5에서 보는 것과 같이 측정결과가 일정하지 않은 것을 알 수 있다.
후속연구
- 이와 비교하여 UHSC 및 RPC를 사용하여 구조부재의 강성 및 강도를 증가시키는 등의 방법은 부재자체의 성능을 향상시킴과 동시에 추가적인 공간이 필요하지 않으므로, 구조적 성능이나 경제적 및 공간적 효율을 높이는데 유리한 대표적인 보강공법이라고 할 수 있다. 더불어 초고층 구조물의 관심과 더불어 초고강도 콘크리트(UHSC)를 사용한 건물에 대한 방호능력 및 성능에 대한 관심이 증대될 것이라고 판단된다. 실제 고강도 콘크리트 beam과 plate에 대한 충격저항성에 대한 연구에 의하면 충격하중이 가해질 때 고강도 콘크리트에서의 충격저항성이 더 향상되는 것을 확인할 수 있었으나, 폭탄에 의한 폭발 또는 고속의 충격하중과 같은 극한하중에서의 고강도 콘크리트의 구조부재성능에 대한 실험 및 자료는 실험공간의 제약조건으로 인하여 여전히 부족한 실정이다(Criswell, 1972; Mendis et al.
- 즉, 철근 및 콘크리트의 변형률은 시편의 손상(damage)정도를 파악하는 주요 연관성이 있음을 확인할 수 있었다. 더불어 탄성계수의 범위 내에서 거동을 한다면 후크의 법칙을 이용하여 발생된 변형률을 응력으로 산정함에 따라, 변형률 속도에 따른 강도 증가 계수 등을 구할 수 있을 것이다. 그림 10과 그림 11은 각 폭발압력하중에서의 각 시편의 종류별로 중앙부의 철근의 변형률과 콘크리트의 변형률을 각각 도식화한 것이다.
- 그러나, 확보된 실험결과를 토대로 UHSC와 RPC 구조물이 일반강도 콘크리트 시편에 비하여 강성증가로 인한 에너지 흡수 및 소산능력이 증대되었음을 확인할 수 있었다. 이는 UHSC 및 RPC 시편의 경우 그 자체만으로 충분한 방호 구조물을 만족할 뿐 아니라, UHSC 시편의 충분한 인장성능을 발휘할 수 있는 보강재로 보강할 경우 더욱 향상된 방호 시스템 구축이 될 것이라고 판단된다.
- 즉, 일반강도 콘크리트, UHSC 및 RPC 시편의 파괴형상은 서로 상이하며, 상황과 용도에 따라 적합한 파괴형태(폭발하중을 받은 후의 보수여부, 철거여부 등)를 가지는 시편의 선택이 가능하다고 판단된다. 특히 UHSC 및 RPC 시편에 추가적인 적합한 보강재를 사용하여 인장성능을 보강한다면 macro한 균열 및 취성적인 파괴거동이 완화될 것이라고 판단된다.
- 폭발압력하중의 지속시간이 지나고, 안전한 상태가 확인되면 제일 먼저 콘크리트 시험체의 외관을 조사해야 한다. 외관을 조사할 때에는 균열 및 파편의 발생과 게이지의 위치 및 풀림을 확인해야 한다.
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