본 연구에서는 시멘트풀 및 모르타르의 초기재령 변형률 거동을 측정할 수 있는 경제적인 매입형 링센서를 고안하였고, 이를 활용하여 시멘트 풀 및 모르타르의 응결시간을 편리하게 측정할 수 있는 방법을 제안하고자 하였다. W/C가 0.30, 0.35, 0.40, 0.45인 배합들에 대하여 실험 연구를 수행하였다. 기존의 비카침과 관입저항침에 의해 측정된 응결시간과 제안된 방법에 의한 응결시간을 비교하였다. 실험결과에 따르면 개발된 링센서는 초기의 팽창거동이 수축거동으로 변화하는 수축의 시작시점을 정확하게 측정할 수 있었다. 또한, 수축 시작 시점을 응결에 대한 합리적인 기준으로 간주할 수 있었으며, 이는 기존 방법의 초결시간과 유사한 것으로 평가되었다.
본 연구에서는 시멘트풀 및 모르타르의 초기재령 변형률 거동을 측정할 수 있는 경제적인 매입형 링센서를 고안하였고, 이를 활용하여 시멘트 풀 및 모르타르의 응결시간을 편리하게 측정할 수 있는 방법을 제안하고자 하였다. W/C가 0.30, 0.35, 0.40, 0.45인 배합들에 대하여 실험 연구를 수행하였다. 기존의 비카침과 관입저항침에 의해 측정된 응결시간과 제안된 방법에 의한 응결시간을 비교하였다. 실험결과에 따르면 개발된 링센서는 초기의 팽창거동이 수축거동으로 변화하는 수축의 시작시점을 정확하게 측정할 수 있었다. 또한, 수축 시작 시점을 응결에 대한 합리적인 기준으로 간주할 수 있었으며, 이는 기존 방법의 초결시간과 유사한 것으로 평가되었다.
The present study proposes an economical embedded ring-sensor that can measure a strain behavior of cement paste and mortar in early age. Using the proposed ring-sensor, the experimental method is proposed that can measure the setting time of the cement paste and mortar conveniently. The experimenta...
The present study proposes an economical embedded ring-sensor that can measure a strain behavior of cement paste and mortar in early age. Using the proposed ring-sensor, the experimental method is proposed that can measure the setting time of the cement paste and mortar conveniently. The experimental study has been conducted using the mixtures of which W/C are 0.30, 0.35, 0.40, and 0.45. From the test result, the setting times measured by convectional test methods such as vicat method and penetration resistance method are compared with the setting time proposed by this study. The result reveals that the proposed ring-sensor can effectively measure the early age behavior so that can evaluate the time when the contraction starts. In addition, the contraction starting time can be regarded as a rational setting time, which is similar to the initial setting of convectional test methods.
The present study proposes an economical embedded ring-sensor that can measure a strain behavior of cement paste and mortar in early age. Using the proposed ring-sensor, the experimental method is proposed that can measure the setting time of the cement paste and mortar conveniently. The experimental study has been conducted using the mixtures of which W/C are 0.30, 0.35, 0.40, and 0.45. From the test result, the setting times measured by convectional test methods such as vicat method and penetration resistance method are compared with the setting time proposed by this study. The result reveals that the proposed ring-sensor can effectively measure the early age behavior so that can evaluate the time when the contraction starts. In addition, the contraction starting time can be regarded as a rational setting time, which is similar to the initial setting of convectional test methods.
이러한 수고를 덜기 위하여 자동화된 응결 시험 장비가 개발되어 사용되고 있으나, 장비의 가격이 매우 고가이기 때문에 누구나 쉽게 활용하기는 어려운 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 응결과정에서 나타나는 재료의 수축 특성을 응용하여 응결시간을 측정할 수 있는 방법에 대하여 연구하고자 한다.
제안 방법
1. 시멘트풀의 초기 변형률 거동을 모니터링 할 수 있는 경제적인 매입형 링센서를 제안하였다. 제안된 센서를 활용하여 다양한 범위의 물시멘트비를 가지는 시멘트풀 배합에 적용하였으며, 초기에 발생하는 배합의 부피팽창과 수축거동을 모니터링 할 수 있었다.
따라서 본 연구에서는 이러한 수축이 시작되는 시점을 측정하여, 이와 시멘트의 응결 특성과의 관계를 분석하는 실험 연구를 수행하였으며, 이를 기반으로 응결시간을 추정할 수 있는 새로운 방법을 제안하고자 한다.
대상 데이터
실험에는 다양한 물-시멘트비를 가지는 4가지 시멘트풀 배합이 사용되었다. 사용된 물-시멘트비는 각각 0.30, 0.35, 0.40, 0.45이다. 이를 통하여 수축 특성이 다른 여러 배합에 대하여 제안된 방법을 검증하였다.
실험에는 다양한 물-시멘트비를 가지는 4가지 시멘트풀 배합이 사용되었다. 사용된 물-시멘트비는 각각 0.
데이터처리
초결 및 종결 시간 측정을 위해서는 현재 표준으로 가장 많이 사용되고 있는 비카침과 관입압력 측정 방법을 사용하였으며, 이를 기준으로 이 연구에서 제안된 방법의 정확성을 비교하였다,
이론/모형
KS L 5108에 제시된 종결의 기준은 완전히 침의 흔적이 나타나지 않을 때로 규정되어 있다. 그러나 침의 흔적 유무에 대한 판단은 상당히 주관적이기 때문에, 본 연구에서는 유사 국제규격인 ISO 9597의 종결 기준을 참조하여, 침이 0.5mm 관통하였을 때를 기준으로 종결을 측정하였다. 측정된 관입 깊이 결과를 Fig.
성능/효과
3. 제안된 매입형 링센서는 여러번 사용할 수 없는 1회용 센서이지만, 기존의 매입형 센서와 비교하여 약 1/6 내의 비용으로 제작하여 사용할 수 있다. 따라서 데이터로거와 같은 고가의 장비를 사용해야 하지만, 센서 자체의 비용적인 측면에서는 기존 센서에 비하여 유리한 것으로 평가할 수 있다.
제안된 매입형 링센서는 여러번 사용할 수 없는 1회용 센서이지만, 기존의 매입형 센서와 비교하여 약 1/6 내의 비용으로 제작하여 사용할 수 있다. 따라서 데이터로거와 같은 고가의 장비를 사용해야 하지만, 센서 자체의 비용적인 측면에서는 기존 센서에 비하여 유리한 것으로 평가할 수 있다.
배합 초기에 팽창거동이 수축거동으로 변화하는 시작 시점을 측정할 수 있었으며, 이러한 수축이 시작되는 시점을 또 다른 형태의 응결의 기준으로 제안하였다. 본 연구의 실험결과에 따르면, 제안된 응결의 기준은 기존 방법의 초결시간과 유사한 것으로 평가되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
응결과정이란 무엇인가?
시멘트에 물을 가하여 반죽하면 일정시간동안은 유동성을 지니고 있으나, 시간이 경과함에 따라 수화반응이 진행되어 유동성이 없어지며 굳어지게 되며, 이 과정을 응결과정이라고 한다. 응결을 규정 시에 유동성을 상실하기 시작한 상태와 거의 소멸된 상태를 정해, 전자를 초결이라고 하고, 후자를 종결이라고 한다(Kim 2001; Kim et al.
응결시간을 측정하기 위해서 사용되는 방법은 무엇이 사용되는가?
응결시간을 측정하기 위해서 사용되는 방법은 주로 응결에 따라 발생하는 물리적 특성의 변화를 측정하여 응결시간을 추정하는 원리에 기반한 비카침 시험방법, 관입 저항침 시험방법, 길모아침 방법 등이 많이 사용된다. 이런 시험법들은 시료가 경화되는 특성을 이용한 방법으로, 특정한 굳기에 대한 기준값을 임의로 설정하여 응결시간을 구하는 등 시험결과의 해석이 정확한 물리적 현상에 대한 정의로부터 유도된 것이 아니라는 단점을 지닌다.
관입 저항침 시험 방법이란 무엇인가?
시멘트 풀 및 모르타르의 응결시간을 측정하는 다른 방법으로 관입 저항침 시험 방법이 있다(KS F 2436). 이 방법은 관입시 침에 작용하는 저항값이 응결이 진행됨에 따라 증가하는 원리를 이용하여, 관입저항 압력을 기준으로 초결과 종결 시간을 산정하도록 정의되어 있다.
참고문헌 (11)
ASTM C1698-09. (2014). Standard Test Method for Autogenous Strain of Cement Paste and Mortar, ASTM International, West Conshohocken, PA.
Kim, C.H. (2001). Chemistry Dictionaries, Sehwa pub.
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Kim, S.S., Ryu, J.S., Lee, S.T., Jung, H.S. (2009). Materials for Civil Engineering, Third edition, Gumi Publication, Korea [in Korean].
KS F 2436. (2012). Testing Method for Time of Setting of Concrete Mixtures by Penetration Resistance, Korean Agency for Technology and Standards, Korea.
KS L 5108. (2012). Testing Method for Setting Time of Hydraulic Cement by Vicat Needle, Korean Agency for Technology and Standards, Korea.
KS L 5109. (2012). Testing Method for Mechanical Mixing of Hydraulic Cement Pastes and Mortars of Plastic Consistency, Korean Agency for Technology and Standards, Korea.
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Mehta, P.K., Monteiro, P.J.M. (2014). Concrete, Microstructure Properties and Materials, Third edition, McGraw-hill, NewYork.
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