[재료실험] 압축강도시험

목차

Ⅰ. 서 론
1. 실 험 목 적
Ⅱ. 본 론
1. 기 본 이 론
1.1 콘크리트의 압축 및 인장강도
1.2 공시체의 탄성계수 및 포아슨비 시험
1.3 슈미트 해머
2. 실 험 기 구
3. 실 험 방 법
3.1 공시체의 성형 및 양생
3.2 압축강도 시험
3.3 비파괴 시험
4. 실 험 결 과
4.1 데이터 시트(data sheet)
4.1.1 배합설계
4.1.2 비파괴 검사
4.1.3 UTM 시험기를 통한 압축 하중-변위 데이타
4.2 그래프(Graph)
5. 결과의 고찰
Ⅲ. 결 론

본문내용

정 기록하며 비파괴 시험기 면에 있는 그래프를 통해 R값에서 압축강도의 값을 찾는다.
(4) 이렇게 구한 21개의 R값 중에 가장 큰 값과 작은 값을 제외한 후 19개의 데이터를 가지고 평균을 낸다.
(5) 이 평균을 이용하여 비파괴 시험기를 통한 콘크리트의 압축강도를 구한다.
4. 실 험 결 과
4.1 데이터 시트(data sheet)
4.1.1 배합설계
(1) 조건
강도 : σ28 = 300kg/cm2
시멘트 : 보통 포틀랜드시멘트 (비중: 3.16)
잔골재 : 강모래 (비중 : 2.60, 조립률 : 2.70)
굵은골재 : 강자갈 (비중 : 2.65, 굵은 골재 최대치수 : 25mm)
슬럼프 : 10cm
공기량 : 4.5%
(2) 배합의 계산
물-시멘트비 : W/C = 215/(300+210) = 42%
잔골재율 및 단위수량의 결정
조건의 변화
수정계산
S/a
W(kg)
주어진 조건에서
37
155
모래의 조립률 2.70에 대하여
37-(2.80-2.70)/0.1×0.5=36.5
36.5
155
물-시멘트비 42%에 대하여
36.5-(0.55-0.42)/0.05×1=33.9
33.9
155
슬럼프 10cm에 대하여
155×{1+(10-8)×0.012}=159
33.9
159
공기량 5%에 대하여
33.9+(5.0-4.5)×0.75=34.3
159×{1-(5.0-4.5)×0.03}=157
34.3
157
콘크리트 1m3당 각 재료의 양
- 단위시멘트량 : (157×1)/0.42 = 374kg
- 시멘트의 절대용적 : 373/3.16 = 118ℓ
- 물의 절대용적 : 157ℓ
- 공기의 절대용적 : 45ℓ
- 골재의 절대용적 : 1000(157+118+45) = 680ℓ
- 잔골재의 절대용적 : 680×0.343 = 233.2ℓ
- 굵은골재의 절대용적 : 680-233.2 = 446.8ℓ
- 단위 잔골재의 양 : 233.2×2.60 = 606.3kg
- 단위 굵은골재의 양 : 446.8×2.65 = 1184.0kg
<검산> 374+157+606.3+1184.0 = 2321.3kg(OK!)
(3) 시험배치
공시체의 양 : (π×D2)/4×h = (π×0.152)/4×0.3 = 0.006m3
시멘트의 양 : 374×0.006 = 2.2kg
물의 양 : 157×0.006 = 0.94kg
잔골재의 양 : 606.3×0.006 = 3.6kg
굵은골재의 양 : 1184.0×0.006 = 7.1kg
여기서 공시체를 2개를 제작하므로 나온 값에 2를 곱해주고 약간의 여유를 두어 배치한 양은 다음과 같다.
시멘트의 양 : 5.5kg
물의 양 : 2.35kg
잔골재의 양 : 9.0kg
굵은골재의 양 : 17.75kg
4.1.2 비파괴 검사
비파괴검사기를 이용하여 구한 R값의 평균은 가장 큰값(44.0)과 가장 작은값(12.4)을 제외하고 평균을 낸다.
Ravg = 35.18
위의 값으로 그래프를 이용해 압축강도[N/mm2]를 구하면,
압축강도[N/mm2] = 37 N/mm2
[kg/cm2] 단위로 환산하면,
압축강도[kg/cm2] = 377.55 kg/cm2
4.1.3 UTM 시험기를 통한 압축 하중-변위 데이타
(1) 공시체(1st)의 데이터
(2) 공시체(2nd)의 데이터
4.2 그래프(Graph)
위의 두가지 경우(1st, 2nd)의 최대압축파괴강도를 구하면 다음과 같다.
σc(1st) = 37490kg/(πd2/4) = 212.15kg/cm2
σc(2nd) = 29770kg/(πd2/4) = 168.46kg/cm2
5. 결과의 고찰
지난 일년 전에 실험한 재료실험에서는 각 재령일수별로 콘크리트 공시체를 제작하고 그 파괴를 통해서 배합설계와 재령일수 증가에 따른 압축파괴 강도의 증가를 확인했었다. 이번 실험 역시 같은 맥락에서 실험을 하였으나 두가지 다른 점이 있었다.
그중 하나가 간단한 비파괴 검사로 콘크리트의 압축강도를 측정할 수 있다는 것이다. 그러나 비파괴 검사의 결과인 377.55kg/cm2 와 실제 UTM 시험기를 통해 얻은 212.15kg/cm2(1st), 168.46kg/cm2(2nd) 의 결과를 보면 현저한 차이가 나는 것을 알 수가 있다. 실제 UTM 시험기를 통해 얻은 압축강도의 값은 비파괴 검사를 통해 얻은 21개의 R값 가운데 평균치 이하인 20대의 값임을 알 수가 있다. 여기에는 다른 많은 오차와 이유가 있을 수 있겠지만, 비파괴 검사는 정확한 값을 측정한다기 보다는 검사나 검측용으로 사용할 수밖에 없을 것 같다는 생각이 들었다. 물론 실제 시공에서의 검사로 사용할 때는 더욱더 정확하고 신경을 써서 하겠지만, 그래도 이번 실험을 통한 결과처럼 큰 차이가 나타난다면 실제로는 많은 무리가 따르리라 생각된다.
그리고 다른 하나는 재료실험에서 사용하지 않은 AE제의 사용과 재료실험에서 사용한 굵은 골재인 쇄석이 아닌 강자갈을 사용했다는 것이다. AE제의 용도는 콘크리트의 워커빌리티를 좋게하고 동결을 방지하는 역할을 하는 것으로 적량을 사용한 공시체는 더 좋은 강도를 내야한다. 그러나 이와같이 설계강도인 300kg/cm2보다 적게 나옴으로서 AE제가 어떤 역할을 했는지 확인이 불가능하게 된점이 아쉽다. 또한 강자갈을 사용한데 대해서는 쇄석의 표면적보다 강자갈의 표면적이 작기 때문에 같은 양의 굵은 골재를 사용하였더라고 시멘트와의 부착력등을 비교할 때 쇄석보다 강자갈이 더 떨어진다고 생각된다. 지금 이것을 확인 할 수 있는 방법이 없는 것이 아쉽고, 만약에 다음번이나 혹은 후배들이 이런 실험을 하게된다면 두 개의 공시체에 대해서 하나는 쇄석을, 하나는 강자갈을 사용한 실험을 하면 어떨지 생각해 보았다.
Ⅲ. 결 론
이번 실험을 통해 설계강도를 정하여 배합설계를 한 후 이를 비파괴 검사와 UTM 시험기를 통해 확인을 해보았지만 결과에서 보이듯이 만족할 만한 실험 내용을 얻지 못했다. 고찰을 통해 몇가지 원인이 있을 것이라는 추측을 해보았지만 단순한 추측일 뿐 그것을 확인. 뒷받침 할만한 실험이 없었다는 것이 아쉽다.
이번 실험으로 이론에 부합하는 결과를 얻지는 못했지만, 이론을 다시 알아보게 됨으로서 여기에 대한 지식을 쌓았다는 것에 만족하고자 한다.

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[재료실험] 압축강도시험