[논문]적산온도 기반 무선센서 네트워크(CIMS)를 이용한 현장타설 콘크리트의 압축강도 추정

김상민; 신세준; 서항구; 김종; 한민철; 한천구

[국내논문] 적산온도 기반 무선센서 네트워크(CIMS)를 이용한 현장타설 콘크리트의 압축강도 추정
Prediction of Strength Development of the Concrete at Jobsite Applying Wireless Sensor Network (CIMS) based on Maturity 원문보기

김상민 (청주대학교 건축공학과) , 신세준 (청주대학교 건축공학과) , 서항구 (청주대학교 건축공학과) , 김종 (청주대학교 건축공학과) , 한민철 (청주대학교 건축공학과) , 한천구 (청주대학교 건축공학과)

In this study, by applying the concrete compressive strength estimation system Concrete IoT Management System (hereinafter referred to as CIMS) to the concrete slab concrete in the domestic field, the purpose of this study is to confirm the practical use of CIMS and to verify the accuracy of estimating the initial strength of concrete. As a result, it shows a high correlation when the compressive strength and CIMS estimated strength of the specimen for structural management are converted and compared with the integrated temperature. However, in order to determine a more accurate experimental constant, it is necessary to consider the results up to 28 days.

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문제 정의

그러므로 본 연구에서는 기개발된 콘크리트 압축강도 추정 시스템 Concrete IoT Management System(이하 CIMS) 을 활용하여 CIMS를 동절기 구조체 슬래브 콘크리트에 적용함으로써 CIMS의 실무사용 가능성 여부 확인 및 구조체 콘크리트의 강도추정 정확도를 고찰하고자 한다.
본 연구에서는 CIMS의 실무 사용 가능성을 검토하기 위해 건설현장에 적용하여 CIMS 추정 압축강도의 정밀도를 검토하였다.

제안 방법

CIMS에 적용한 압축강도 추정식은 Plowman(로그함수 계열)식을 적용하였으며, 해당 식의 실험상수는 ASTM C 1074에 기반한 강도추정 방법에 근거하여 값을 선정하였다. 측정 위치는 W건설사 아파트 신축공사 현장의 슬래브부분으로 동절기에 타설후 재령 7일까지의 온도이력을 적산온도로 환산하여 압축강도를 추정하였다.

이론/모형

본 연구의 실험계획은 표 1과 같다. CIMS에 적용한 압축강도 추정식은 Plowman(로그함수 계열)식을 적용하였으며, 해당 식의 실험상수는 ASTM C 1074에 기반한 강도추정 방법에 근거하여 값을 선정하였다. 측정 위치는 W건설사 아파트 신축공사 현장의 슬래브부분으로 동절기에 타설후 재령 7일까지의 온도이력을 적산온도로 환산하여 압축강도를 추정하였다.

성능/효과

그 결과, 구조체 관리용 공시체의 압축강도와 CIMS 추정강도를 비교했을 때 높은 상관성을 나타내는 것으로 판단된다.
버블시트를 포설한 슬래브 콘크리트에서는 24시간 동안 콘크리트의 수화열과 가열보온양생으로 인해 온도가 급상승한 것으로 판단되며, 24시간부터 48시간까지는 낮은 외기온에 의해 온도가 급격히 하락하는 경향으로 분석된다. 버블시트를 미포설한 슬래브 콘크리트에서는 24시간 동안 온도가 급상승하였다가 48시간까지 급격히 하락하는 경향으로 나타났다.
그림 2는 재령경과에 따른 슬래브 콘크리트의 온도를 CIMS로 측정하여 적산온도로 나타낸 것이다. 재령 1일부터 7일까지 모두 버블시트를 포설한 슬래브 콘크리트가 미포설한 슬래브 콘크리트 보다 높은 경향을 나타냈다. 이는 2중 버블시트의 효과로 인해 버블시트를 포설한 슬래브 콘크리트가 미포설한 콘크리트 보다 콘크리트의 수화열을 보다 잘 보존할 수 있는 조건에 기인한 것으로 판단된다.
그림 4는 CIMS 추정식에 의한 압축강도와 구조체 관리용 공시체의 압축 강도를 재령 7일까지 비교하여 나타낸 것이다. 전반적으로 CIMS 추정강도와 구조체 관리용 공시체의 압축강도의 상관관계가 양호한 것으로 나타났다.

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