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슈미트 해머에 의한 콘크리트 강도의 비파괴 시험

슈미트 해머에 의한 콘크리트 강도의 비파괴 시험(Non-destructive Test of Concrete by Schumit Hammer)1. 시험목적슈미트 해머는 용수철의 힘에 의해 중추를 콘크리트 면에 충격을 주어서 그 튕겨나오는 거리로부터 기존 콘크리트 구조물의 강도를 추정하여 비교 검토한다. 이 방법은 실제로 콘크리트 자체의 품질을 구조물에 손상을 주지 않고 측정하기 위하여, 또는 콘크리트의 품질변동을 공시체에 변화없이 측정할 수 있다.2. 시험기구(1) 슈티트 해머(2) 자(scale)3. 시험방법(1) 위치선정 : 타격할 면은 기포 같은 것이 없는 모르타르 면으로 평활다소의 요철이나 부착물은 제거자갈이 노출되거나 공극은 회피타격부의 두께가 10㎝이하인 곳은 회피모서리에서 10㎝이상 떨어진 곳을 선정한다.(2) 해머의 끝을 콘크리트의 표면에 닿게 해서 누르면 스프링의 작용에 의해 콘크리트의 표면에 충격을 주어 반발경도가 눈금에 나타난다.(3) 3㎝ 간격으로 가로 5줄, 세로 4줄의 선을 그어 선이 교차하는 20점에 대하여 강도측정을 하며, 타격 시 반향 음이 이상하거나 타격점이 움푹 들어가는 곳은 인접위치에서 강도측정을 추가한다.(4) 측정한 20개의 값을 산술 평균값을 구하여 반발경도로 한다. 이때 편차가 큰 측정값은 버린다. (±20%를 넘는 측정치는 추가 조사된 값으로 대체)4. 이론적 배경(1) 강도의 추정 : 강도의 추정은 다음 식에 의해 행한다. 단, 타격방향 콘크리트 재령 등 측정할 때의 여러 조건에 대해 다음의 요령으로도 측정경도 또는 추정강도의 보정을 행한다. 타격각도가 수직이 아닌 반발경도는 다음 식으로 수정한다.R0 = R + △R여기서 R0 : 수정 반발경도R : 측정 반발경도△R : 타격각도에 의한 수정값 (표1)반발경도(R)보정치(△R)+90°(상향수직)+45°(상향경사)-45°(하향경사)-90°(하향수직)10--+2.4+3.220-5.4-3.5+2.5+3.430-4.7-3.1+2.3+3.140-3.9-2.6+2.0+2.750-3.1-2.1+1.6+2.260-2.3-1.6+1.3+1.7표1. 반발경도 보정치(△R)(2) 다음의 4가지 방법으로 콘크리트 압축강도(Fc)를 추정① 스위스 연방 재료시험소 공식에 의한 압축강도 환산표를 적용하여 콘크리트의 강도를 추정(표2)R-90°-45°0°+45°+90°20125115???21135125???22145135110??23160145120??24170160130??*************0?2*************?27*************0*************4***************************************12*************0**************************502**************************03**************************30***************************************370*************03**************************1*************45*************03*************4**************************64***************************************480*************55**************************15*************0*************550*************3052054600 이상600 이상5************* 이상600 이상600570550표2. 반발강도(R)와 압축강도(Fc) 환산표② Fc = 13 × R0 - 184 (㎏/㎠) (일본재료학회에 의한 강도추정식)③ Fc = 10 × R0 - 110 (㎏/㎠) (동경재료건축시험소에 의한 강도추정식)④ Fc = 7.3 × R0 + 100 (㎏/㎠) (일본건축학회에 의한 강도추정식)(3)위와 같이 4가지 방법에 의해 압축강도(Fc)를 구한 다음 재령에 따른 보정치(n)로 각각 보정한 후 4가지 방법에 의하여 구해진 추정압축강도(Fc × n)를 산술평균하여 콘크리트의 평균압축강도를 구한다.재령(일)45*************4151617n1.901.841.731.721.671.611.551.491.451.401.361.321.231.25재령(일)*************4*************2n1.221.181.151.121.101.081.061.041.021.011.000.990.990.98재령(일)**************************60n0.960.950.940.930.920.910.900.890.870.870.870.860.860.86재령(일)62646*************8082848588n0.850.850.840.840.840.830.830.830.820.820.810.810.810.80재령(일)*************5200**************************0n0.800.780.760.740.730.720.710.700.680.670.660.650.640.63표3. 재령에 따른 보정치(n)실 험 명슈미트 해머에 의한 콘크리트 강도의 비파괴 시험실 험 일2005년 3월28일 월요일측정번호1측정강도(kg/㎠)393*************413748*************03639평균(kg/㎠)41.65R0=R+△R44.35(=41.65+2.7, △R=+2.7)환산방법①②③④환산압축강도(kg/㎠)460392.55333.5423.755추정압축강도(kg/㎠)(=환산압축강도×n)289.8247.3065210.105266.9657측정번호2측정강도(kg/㎠)4*************4*************4345.537.539.547.543.5평균(kg/㎠)43.025R0=R+△R45.725(=43.025+2.7, △R=+2.7)환산방법①②③④환산압축강도(kg/㎠)490410.425347.25433.793추정압축강도(kg/㎠)(=환산압축강도×n)308.7258.5678218.7675273.2896압축강도환산표에의한 환산압축강도1(kg/㎠)**************************0**************************0340380평균환산압축강도1(kg/㎠)424.75추정압축강도1(kg/㎠)267.5925압축강도환산표에의한 추정압축강도2(kg/㎠)4904*************04*************5*************10440390450440평균환산압축강도2(kg/㎠)442.75추정압축강도2(kg/㎠)278.9325재령에 따른 보정치(n)0.63실험 결과에 따른고찰 및 토론1. 슈미트해머를 다루기에 숙달되지 못하여 정확하게 측정하기가 어려웠음.2. 1의 원인으로 인한 각도 유지 실패 및 정확한 측정 난이3. 반복측정에도 불구하고 값이 틀리게 측정되어 정확한 값을 얻어내기가 어려웠음.4. 콘크리트내의 상태를 알 수가 없었음. (자갈, 철근 등으로 인한 불 균일 상태)5. 4가지의 환산방법에 의해 압축강도를 비교해 보면 환산표에 의한 압축강도가 가장 크며, 동경재료건축시험소에 의한 방법(③)이 가장 낮았다.6. 압축강도 환산표에 의해 각 값에 대해 환산을 하여 추정압축강도를 구한 결과 측정강도의 평균값을 구한 값보다 작게 결과 값이 나왔다. 여기서 소수점의 계산은 각 값에 해당하는 사이 값으로 계산하였다.

공학/기술| 2009.05.05| 4페이지| 1,500원| 조회(1,082)

슈미트 해머, 비파괴 시험, 콘크리트 강도, 비파괴 결과

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초음파 속도 측정에 의한 비파괴 시험

초음파 속도 측정에 의한 비파괴 시험1. 실험 개요 및 원리(1) 개요고체 물질 내부를 전파하는 초음파의 속도는 그 물체의 밀도와 탄성 성질들에 따라 달라진다.따라서 이러한 물체에 대해 초음파 속도를 측정하여 물체의 탄성 성질들을 결정할 뿐만 아니라물체의 특성을 나타내는데 사용할 수 있다. 콘크리트나 목재와 같은 재료들의 성질을 초음파시험법을 적용하는 것은 재료 내부 결함들을 조사하기 위함이다. 재료 표면에서 내부 결함 위치까지초음파의 왕복 전파 시간을 측정하면 결함 위치를 조사할 수 있다. 이 기법은 이종재료들에서는적용하기가 쉽지 않으며, 이는 재료 내부의 여러 가지 다른 형태의 수많은 경계 면에서 반사파들이생성되어 음파 에너지가 모든 방향으로 분산되기 때문이다.초음파를 이용한 비파괴 검사법의 기본적인 아래 그림과 같다. 발진자와 수진자를 검사 재료의 면에대고, Tx로부터 발진된 초음파를 Rx로 받아들일 때 초음파 펄스를 이용하여 콘크리트 재료의 강도,균열, 내부 결함 등을 조사한다. 이때 대상 물체의 형상, 재질, 검사 종류에 따른 변환기들의배치 등을 고고려하여 초음파 속도를 측정하고 적용해야 한다.초음파 측정 개요(2) 탄성체에서의 길이방향 펄스 속도 및 주파수탄성체 내부를 전파하는 길이방향 초음파 펄스 속도 V는 다음 식으로 주어진다.여기서, E는 동탄성계수, ν 는 포와슨비, p 는 밀도 이다.만약 물체의 최소 횡방향 크기(즉, 펄스의 전파경로에 수직한 방향으로 잰 물체 크기)가 펄스 진동의파장보다 크다면, 윗 식을 적용할 수 있다. 펄스 속도는 주파수에 영향을 받지 않고 일반적으로재료의 성질에 따라 변한다. 따라서 펄스 속도를 측정하여 재료의 특성들을 평가할 수가 있다.펄스 주파수는 높을수록 펄스 전파 빔은 더 좁고 펄스 진동의 감쇠는 더 크게 된다. 콘크리트나목재를 시험하는데 사용된 펄스 주파수는 금속재료 경우보다 훨씬 더 낮으며, 금속재료를 시험할 때는 좁은 beam의 에너지를 형성하기 위해 펄스 주파수를 높여야 한다. 즉, 콘크리트나 목재와같은절하다. 콘크리트 16mm 범위의 파장에 대응하는 값들이다.(3) 초음파 펄스 속도의 측정초음파 펄스 속도를 측정하여 재료들의 특성을 평가하고자 할 때, 측정 정밀도는 아주 높아야 한다.이는 적절한 펄스를 생성하고 시험재료를 전파하는 시간을 정확하게 측정할 수 있는 시험기구를사용해야 함을 의미한다.펄스들이 재료 내에서 전파하는 거리를 측정하면 펄스 속도를 계산할 수 있다. 즉,전파거리와 전파시간은 대략 ±1 % 의 정밀도로 측정되어야 한다.계측기에 나타난 시간은 가장 초기의 펄스에 대한 것으로, Tx와 Rx가 재료 표면의 적절한 위치들에두어졌을 때 Tx에서 Rx로 도달되는 시간이다.(4) 초음파 펄스 속도 측정 시험법의 응용펄스 속도 측정 시험법은 본래 콘크리트에 적용하기 위해 개발되었으며, 응용예로서 다음 사항들이있다.¤ 콘크리트의 비파괴시험 ¤ 콘크리트 깊이의 조사¤ 목재의 강도 ¤ 전신주 부식 조사¤ 암반층 조사 ¤ 지층 조사¤ 복학재료 시험 ¤ 비금속 재료 시험2. 실험 장치 및 실험 방법(1) Pundit setPundit는 ‘Portable Ultrasonic Non-destructive Digital Indicating Tester'의 첫 문자들로 이루어진이름으로, 낮은 주파수의 초음파 펄스를 생성하며, 두 변환기들 (Tx,Rx)사이에 놓여있는 재료를전파하는 시간을 측정한다. Pundit는 본체와 여러 종류의 한 쌍의 변환기들로 구성된다.(2) 실험 방법① 교정봉을 이용하여 계측기를 영점 조정한다.② 변환기들이 놓이는 곳의 콘크리트 표면을 거칠기 정도에 따라 그리스나 시멘트 모르터, 에폭시수지 등으로 처리하여, 접촉면들이 음향적으로 양호하게 작용할 수 있도록 한다.접촉면에 couplant들을 적용하지 않으면 부적절한 접촉으로 인해 signal을 잃을 수 있다.③ 변환기들을 실험방법에 따라 정렬하고, 변환기 사이 거리를 측정한다. 이 거리가전파길이(path length, L)이다.④ Pundit의 매뉴얼에 따라 본체 조작을 하여 변환기들 사이 전파 al들이 생성되고 측정오차가 발생한다.? Pundit를 통해 초음파 펄스 속도를 측정할 때 대단히 긴 케이블이 사용되는 경우, 두 케이블들이서로 가깝게 있지 않도록 해야 한다. 두 케이블들이 가깝게 있게되면 발진자 도선으로부터의 원하지않는 신호들이 수진자 도선에 전달되어 부정확한 전파시간이 측정된다. 이러한 부정확한 값들은불안정한 상태로 나타나므로 쉽게 확인할 수 있으며, 두 케이블들을 분리하여 현상을 없앨 수 있다.이때, 케이블 길이는 30m 정도까지가 적절하다.3. 콘크리트 재료에서의 초음파법초음파 펄스의 속도 측정법은 콘크리트, 철근콘크리트, 프리스트레스트 콘크리트시험에 적용되며펄스 속도를 측정하여 다음 성질들을 결정할 수 있다.¤ 콘크리트의 균질성¤ 콘크리트 내 공극, 균열, 그 외 불완전량들의 존재유무¤ 시간에 따라 발생하는 콘크리트의 변화 및 화재, 동결, 화학적 작용 등에 의해 발생하는 콘크리트의변화¤ 콘크리트 강도 등과 같은 콘크리트의 일반적인 특성보통 초음파 펄스 속도의 작은 변화에 따라 추정되는 콘크리트 특성이 비교적 크게 변화를일으키므로, 높은 정밀도를 가지고 펄스 속도를 측정하는 것이 필요하다. 이런 이유 때문에,전파시간과 전파길이 등이 가능한 한 정밀하게 측정되도록 세심한 주의를 기울여야 한다. ±2% 내의정밀도로 펄스 속도를 측정하는 것이 좋다. 이러한 정밀도로 전파길이를 측정하는 것이 어렵거나불가능할 때, 펄스 속도 측정에 대한 신뢰성이 평가 될 수 있도록 실제 측정 정밀도의 한계측정치가결과들과 함께 기록되어야 한다.(1) 변환기와 콘크리트 접촉면의 처리변환기 면과 콘크리트 표면 사이에 coupling이 음향적으로 양호하게 작용될 수 있다면, 전파시간측정의 정밀도는 보장될 수 있을 것이다. 강재나 표면이 매끄러운 골재로 덧씌운 콘크리트의 표면에대해서, 표면이 녹슬지 않고, 약한 그리스나 다른 couplant로 덮여 있을 때 좋은 접촉 조건을 얻을수 있다. 표면이 젖은 경우에는 별 문제가 없다. silicone grease, mediu가 추천된다. 표면이 대단히 거칠다면더 세심한 주의가 필요하다. 이런 경우에서는, 변환기 면이 놓일 수 있게끔 충분히 넓은 영역을 갈아평평하게 만들거나, 최소두께의 적절한 재료를 덮어 평평한 표면을 만들어야 한다. 이 때 사용되는재료들로서는 소석고, 시멘트 모르터, 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이러한 콘크리트의 표면에변환기들이 적용되어 펄스의 전파시간을 측정한 후, 또 다시 적용할 때 전파시간 값이 ±1%내에일정하게 유지된다면 만족스러운 coupling이 형성되었음을 의미한다.(2) 변환기 정렬방법¤ 직접법 : 시험 재료의 마주보는 면에 변환기들을 정렬¤ 사각법 : 인접면들에 변환기들을 정렬¤ 간접법 또는 표면법 : 동일면들에 변환기들을 정렬(직접법) (사각법) (간접법 또는 표면법)직접법은 수진자가 전파 펄스로부터 최대에너지를 받을 수 있으므로 가장 예민한 방법이며,두 변환기 사이의 거리를 정확하게 측정할 수 있어 가능하다면 이 저열방법을 사용해야 한다.그러나 변환기들을 대각선으로 배치하여 콘크리트를 조사할 필요가 있으며, 이 경우 사각법이적절하다. 간접법은 민감도가 떨어질뿐더러, 펄스 속도 측정치가 표면 가깝게 위치한 콘크리트층에영향을 받기 때문에 측정치의 만족도가 가장 낮다. 또한, 이 배치방법에 의하면 전파길이를정의하기가 힘들며, 변환기 들의 중심간 거리를 전파길이로 취하는 것도 만족스럽지 못하다.따라서 아래 그림과 같은 방법으로 유효 전파길이를 결정해야 한다.x1x2x3x4이 방법에서는 송진자 Tx를 표면의 적당한 위치에 두고, 수진자 Rx는 직선배치 되도록 하며,연속적으로 ‘변환기들 중심간 거리, 전파시간’을 기록하여 그래프를 만든다. 이때 그래프의 기울기가콘크리트 표면에서의 평균 펄스 속도이다.일반적으로 간접법에 의한 펄스 속도는 직접법을 사용하여 결정된 값보다 더 낮게 나타난다.만약 두 측정방법들을 적용하는 것이 가능한다면, 이들에 의해 수정계수를 설정 할 수 있으며,다음과 같인 VD 에 대한 근사값을 얻을 수 있다.VD ≒ 1.05 VI여기변환기들 사이에 있는 콘크리트에 균열이 존재함을 의미한다.(3) 시험 조건의 영향콘크리트에서의 펄스 속도는 다음 사항들에 영향을 받는다.¤ 전파길이 ¤ 시험편의 횡방향 크기¤ 철근 및 강선의 유무 ¤ 콘크리트의 함수비(4) 콘크리트 내부의 큰 공극이나 공동의 탐지콘크리트 내부에 큰 공동이 있을 경우, 변환기들 사이를 전파하는 펄스의 전파시간을 측정하여그 공동을 탐지할 수 있다. 이때 두 변환기들 사이 일직선 상에 공동이 놓여지도록, 변환기들을정렬해야 한다. 이러한 공동의 크기와 위치는, 변환기들 사이 그리고 공동 주위로 가장 짧은 경로를따라 펄스들이 통과하는 것으로 가정하여, 추정할 수 있다. 만약 공동이 균일한 밀도의 콘크리트로둘러 쌓인 잘 정의된 경계를 가지고 있다면, 이러한 추정 값들은 더 신뢰성이 있을 것이다. 공동의투영면적이 변환기의 직경보다 더 작을 경우 공동은 탐지되지 않는다.(5) 콘크리트 표면에 있는 균열 깊이 추정콘크리트 표면에 나타난 균열의 깊이는, 두 가지 다른 변환기 정렬 방법에 대해 균열을 가로지르는전파 시간들을 측정하여, 추정할 수 있다. 거리는 두 가지(x1,x2)가 선택되는데 x2=2x1 이다. 이들에대한 전파시간들 (T1, T2)이 측정된다. 이때 균열 깊이(C)는,균열면은 콘크리트 표면에 직교하며, 균열 근처에 있는 콘크리트는 상당히 균일한 성질을 가진것으로 가정하여 식을 유도할 수 있다.초음파 속도 측정에 의한 비파괴 시험(결과 분석)콘크리트 강도측정가. 초음파법에 의한 강도추정전달속도에 따른 콘크리트 압축강도 추정을 위하여 초음파속도와 압축강도의 상관관계를RILEM CNDT 소위원회 공동시험결과에서 도출한 다음식을 사용한다.F'c = 215 Vp - 620여기서, Fc : 추정압축강도(㎏/㎠)Vp : 직접법에 의한 초음파 종파전달속도(㎞/sec)이외에 J.Pyszniak의 추정식 F'c = 92.5V²p - 508Vp + 782반호용 (경기,강원지역) F'c = 152 Vp - 383.9 등이 있다.나. 복합법(조합법)에 있다.

공학/기술| 2009.05.05| 8페이지| 1,500원| 조회(960)

초음파, 비파괴, 결과, 초음파 속도

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흙의 변수위 투수 시험

흙의 변수위 투수 시험1. 요약물은 흙의 공학적 성질을 좌우하는 중요한 요소의 하나이며, 어떤 유체가 흙 속의 간극을통해서 유입되거나 유출되는 경우에는 투수성이 있다고 한다. 흙댐, 토류구조물, 기초지반에 침투나 압력에 대한 영향을 고려하고, 안전성을 검토하기 위해서는 투수시험을 실시해야 한다. 교란시료는 소정의 밀도로, 불교란 시료는 현장밀도로 만든 공시체를 포화시켜서 흙 내부로 물이 침투되는 속도를 잰다.흙의 변수위투수시험은 보통 투수계수가 10-⁴보다 작은 세립토를 대상으로 하는한다. 이 시험을 할때 주의해야할 사항이 몇가지 요약해 보면 공시체 제작과 시료의 강제 포화가 있으며 또한 스탠드 파이프의 단면적 측정과 기포제거를 들수있다. 또한 흙의 다짐시 층이 나누어지지 않도록 주의 해야하며 불완전 포화가 되지 않게 주의깊게 살펴야 한다. 또한 공시체 주면을 따르는 누수가 세지 않도록 적절한 지수재를 사용해서 투수시험 원통과 시료 사이를 완전히 충진시켜야한다.이 시험은 Darcy 법칙과 투수계수, 침투유속과 출구유속, 스탠드 파이프의 평균단면적 구하는 공식과 측정할 때의 온도 T(℃)에 대한 투수계수 kт 구하는 공식등을 이용한다. 또한 각각 측정한 시험 데이터를 가지고 시료의 투수계수를 구하는데 그 목적이 있으며 크게는 지반굴착 공사에서 배수량 Q를 계산할 수 있으며, 유선망과 투수시험 결과를 병용하여 침투유속 v를 구할 수 있다. 또한 투수계수 k와 유선망에서 구한 동수경사 i를 곱하여 침투유속 v를 구할 수 있다.2. 목차① 개요(Introduction)② 방법과 시료(Methods ＆ Materials)③ 시험 순서(Procedure)④ 결과(Result)⑤ 토론 및 고찰(Discussion ＆ Consideration)⑥ 결론(Conclusion)3. 개요(Introduction)3-1. 흙 속의 물의 흐름과 투수계수(1) Darcy 법칙과 투수계수자연지반의 틈새에 있는 물(간극수)은 흐르거나 정지상태이다. 아주 느릴지라도 간극 수가 유출입 가능한 Velocity)과 출구유속(Exit Velocity)식(2)의 유속(v)는 관안의 흙 속을 통해서 단면적에서 나온 출구유속이다. 출구유속은 파이프 전체 단면에 흐르는데 비해서, 침투유속은 흙 속의 틈(간극) 사이로만 흐른다. 연 속법칙을 적용해서 유속과의 관계를 살펴보자.흙 속의 침투유량() = 출구유량()*=*= ()= ()= ()= ()==∴===여기서,,: 흙 간극으로 흐르는 침투유속 및 유출유속,: 흙의 간극율 및 간극비: 관 내부에 있는 흙 시료의 길이,: 각각 관의 단면적 및 부피,: 각각 흙 간극의 단면적 및 부피3-2. 변수위 투수시험의 원리투수계수가보다 작은 세립토를 대상으로 시험한다. 다만, 투수계수가 10보다 작은 세립토는 변수위법으로도 불가능하므로, 압밀시험이나 3축압축 시험결과 를 이용하여 간접적으로 구한다.연속법칙을 적용하여 stand pipe의 하강수량과 포화시료에 침투된 유량은 서로 같다. 시 간동안에 강하수위가,의 중심에서 월류구까지의 수위차가일 경우를 생각한 다.stand pipe에서 강하된 수량 := -= -①시료에 유출된 수량 :==() =②연속법칙에서 식 ① , ②는 서로 같으므로, -=③식 ③에서, 변수는 시간()과 수위()이므로,,에 대해서 적분하면,-; -(=() ④식 ④에서,에 대해서 정리하면 ;⑤여기서,,: 침투수의 수온 및 표준온도로 환산한 투수계수(),: 침투수의 수온 및 표준온도: stand pipe의 단면적,: 흙, 시료의 단면적 및 길이,: 시험 시작 및 종료 시각,: 시각,에서 실측한 하부 월류구에서 stand pipe 수위4. 방법과 시료(Methods ＆ Materials)① 투수원통 : 안지름 100mm, 높이 127mm② 커버 및 밑판 : 알루미늄제, 주배수구 부착③ 황동제망 : #200(75um)*2개, #40(420um)*1개④ 스탠드 파이프 : 지름 5mm, 20mm, 50mm, 길이 1000mm⑤ 저수조 : 유리제⑥ 급수병 : 유리제⑦ 배관 : 비닐관⑧ 다짐봉 : φ25*300mm5. 시비커+물’ 무게()와 수온(℃)를 잰다.(8) 과정 (5)~(7)을 3회 이상 반복하여 단면적(a)을 다음과 같은 식으로 구한다.여기서,: 선택한 스탠드 파이프의 평균단면적,: 각각 비커 및 ‘비커+물’ 무게,: 각각 스탠드 파이프의 초기 및 종료시 수위: 실측된 수온(℃)에 대한 물의 밀도5.3 공시체의 포화도 확인(1) 상부 월류 수조에 물을 공급한다.(2) 상부 월류 수조와 Panel의 연결 밸브 ⓜ을 연다.(3) Panel과 투수 통의 연결 밸브 ㉯를 연다.(4) 하부 수조의 월류량이 일정하면, 시료는 완전 포화 상태이다.(5) 시험 중에는 상부 월류 수조에 항상 물이 공급되어야 한다.5.4 투수시험(1) 상부 수조의 물을 Panel에 연결한다.(2) 사용한 스탠드 파이프를 선택하고 연결한다.(세립토 일수록 가늘은 파이프를 선택)(3) 스탠드 파이프의 임의 수위에서 밸브 ⓜ을 잠근다.(4) 스탠드 파이프 수위와 하부수조 수면에서 월류구까지의 수위차()를 잰다.(5) 하부수조의 월류구에 무게를 잰 메스실린더를 준비한다.(6) 스탠드 파이프 ⓐ를 열고 Panel과 투수 통의 연결 밸브 ㉯를 염과 동시에 초시계를작동한다.(7) 하강된 임의 수위에서 밸브 ㉯를 잠금과 동시에 시간(), 수위차(), 침투유량() 을 잰다.(8) 위의 과정 (2)~(7) 을 3회 이상 반복하여 평균한다.(9) ‘시료 통+시료’ 무게()를 잰다.(10) 시료 통을 해체하여 함수비()와 비중()을 잰다.ⓐⓜ㉯ⓐⓜ㉯세립토세립토< 변수위 투수시험 주요 구성도 >6. 결과(Result)몰 드직경10cm체적997.46높이12.7cm무게3520g단면적78.54시료상태지반분류USCSC.L?공시체제작방법 : 몰드로 제작?고시체포화방법 : 진공펌프로 강제포화교란상태불교란시료?사용한물 : 증류수최대입경4.750mm(#4번체)비 중2.039함수비시험전9.87%시험후62.97%6.1 시험후 함수비건조전건조후용기무게①번시료67.03g62.56g17.57g②번시료96.53g89.63g19.19g③번시료91.e①번관3034.1304.123.140.1370.43②번관34.137.9303.823.140.1270.399③번관37.941.6303.723.140.120.37750mm Pipe①번관70721352519.60.0150.294②번관72741462519.60.0140.274③번관74761442519.60.0140.2747. 고찰이번 주의 우리의 실험은 흙의 투수시험 중 투수계수가 10⁴보다 작은 세립토를 대상으로 시험하는 실험이었다. 먼저 공시체를 제작하는 것이 이 실험의 관건 이었다. 공시체를 얼마나 정교하게 또한 물이 세어 나오지 않게 밀폐시키는 것이 중요하였다. 그래서 우리조는 O-Ring에다가 좋은 구리스를 많이 발라 통의 밑부분과 투수통 틈새에 발랐다. 표준사는 원래 우리나라 강원도 주문진에 있는 표준사로 해야하는데 그럴수 없어서 직경이 같은 플라스틱 구모양의 시료를 사용하였다. 부직표를 깔고, 그위에 표준사를 깐다음 세립토를 넣고 다짐시 층이 생기지 않게 다짐을 잘 해야하는데, 처음 다짐을 할때 너무 강하게 다짐을 하여서 층이 생겨 실험을 도중에 다시하는 불상사가 생겨버렸다. 이 부분이 실험시간을 많이 잡아먹는 원인이 되었다. 또한 시험용수의 용존공기로 인하여 생긴 공시체 내의 기포를 완전히 제거하기가 다소 어려웠다. 다 만든 공시체를 포화시키는 것이 중요한데 그것은 자연 침투식으로 포화시키면 시간이 오래걸리게 되므로 진공펌프를 이용해 인공적으로 공시체 내의 흙을 포화시키게 하는데 이때 흡기병에 물방울이 떨어지면 시료가 포화된 것이라 우리는 흡기병을 자세히 관찰하였다. 이 실험은 흙의 입경이 작은 세립토로 하는 만큼 실험에 있어서 좀 더 세밀함이 요구되는 실험 이었다. 마지막으로 실험할 때 많은 도움을 주신 조교님께 심심한 감사의 말씀을 드립니다.이번에는 변수위법 시험을 해보았다.변수위법실험을 한다고 했을 때 무척이나 어려운 실험이라고 생각했었다.그 이유는 아무래도 실험기구자체가 복잡해 보였기 때문이다, 기다란 메스실린더같이 생긴 유리관과 긴 튜브 관 새어나가지 않도록 부착시킨 후 그 위에 표준사(우리 시험에서는 플라스틱류로 만들어진 보라색 모형모래를 넣었다.)를 1cm가량 넣은 후 부직포를 깔고 시료를 10%의 함수비로 혼합하였다. 그 후에 반죽한 흙을 넣어 적당하게 다짐을 시행하였다. 처음에 할 때 다짐을 상당히 심하게 하는 바람에 유공밑판에 표준사가 새어나와 처음부터 다시하는 불상사가 발생하였는데 두 번째 했을 때는 완전하게 아무것도 새어나오지 않은 상태에서 시험이 진행되었다. 흙을 1cm 가량 원통에서 남긴 후 표준사를 다시 채우고 상부 뚜껑을 밀폐 시키는 과정까지 한 후 통과 시료의 무게를 재었다.10kg 가량의 노건조된 모래로 반죽을 했었기 때문에 남은 시료가 많이 발생하였는데 그것은 함수비통에 넣어 함수비와 비중을 측정하기 위하여 건조시키기 시작하였다. 완전히 밀폐시킨 투수원통을 하부 월류수조에 넣고 포화를 시키기 시작하였는데 포화가 되는데 시간이 많이 걸리게 되어 진공 펌프를 이용하여 강제포화를 시키게 되었다. 이때 밑에 물이 새면 처음부터 다시 했어야 했는데 다행히 새지 않고 온전히 있어 다행이었다. 강제 포화를 시키는데에도 많은 시간이 걸렸는데 그만큼 잘 다져진 흙이어서 그렇지 않았을까 하는 추측을 하고 있다. 얼마 시간이 지나서 강제 포화 상태가 되었고 그 상태에서 벨브를 열어 스탠드 파이프에 물을 채웠다. 총 3개였는데 지름이 각각 5mm, 20mm, 50mm 짜리였다. 각각의 높이를 측정한 후에 5mm짜리 파이프와 20mm짜리 파이프는 떨어지는 시간이 빨라서 일정 구간의 부피를 잡아놓고 거기까지 떨어지는 시간을 측정하여 결과치를 얻는 방법으로 진행하였고 50mm짜리 파이프는 물이 떨어지는 속도가 상당히 느려 2분이라는 시간을 정해놓고 그동안 떨어진 높이차, 즉 부피를 측정하게 되었다.역시 5mm와 20mm는 빠른 시간 내에 떨어졌고 50mm는 느린 속도로 떨어져서 투수계수를 측정하는데 비교치가 되었다.시험을 하면서 아쉬웠던 점은 파이프에서 떨어지는 수위에 대한 많은 시험횟수로 평균치같다.

공학/기술| 2009.05.05| 12페이지| 2,000원| 조회(821)

유속, 흙, 투수, 투수시험, 변수위, 변수위 시험

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슈미트해머에 의한 비파괴시험 평가A+최고예요

슈미트해머에 의한 비파괴시험1. 실험 목적과 원리(1) 목적경화된 콘크리트의 강도를 비파괴 시험법에 의해 추정하는 것은 오래 전부터 많이 제안되어 왔으며, 그 종류로는 반발경도법과 같은 타격법, 관입저항이나 인발저항 등에 의한 국부 파괴법, 초음파 속도를 측정하는 음속법 등이 있다. 본 실험에서는 Schmidt Hammer라 불리우는 특수한 망치로 콘크리트 표면을 타격하여 표면의 반발경도를 측정하며, 이 측정치로부터 콘크리트의 압축강도를 추정한다.Schmidt Hammer법은 콘크리트의 강도에 따라 반발경도가 변화하는 점을 이용한 방법으로 시험법이 간편하고 국제적으로 표준화되어 있으나, 콘크리트 표면의 품질과 타격조건에 따라 압축강도 값이 영향을 많이 받으며, 따라서 콘크리트 구조 내부의 강도를 정확히 측정하기는 곤란한 단점도 있다.(2) 원리(반발 경도법)반발 경도법의 원리는 Schmidt Hammer로 경화된 콘크리트 면을 타격 할 때, 반발도와 콘크리의 압축강도와의 사이에 특정한 상관관계가 있다는 실험적 경험을 기초로 한다. 타격시 Schmidt Hammer내의 무게 반발량을 반발도로 표시하며 이 반발도의 크기에 따라 콘크리트의 압축강도를 추정한다. 일반적으로 타격시의 반발도는 타격 energy 및 피타격체의 형상, 크기, 재료의 물리적인 특성과 관계되는 양에 따라 다르다. 즉 반드시 재료의 강도와 일률적인 관계가 있는 것만은 아니다. 특히 콘크리트와 같은 불균질한 재료에서는 Schmidt Hammer로 표면에 국부적 타격을 하는 경우 반발도는 타격 면에 존재하는 골재의 유무, 타격 면의 습윤 상태, 콘크리트의 재령 등에 따라 차이가 난다. 따라서 강도 추정의 유일한 방법으로 Schmidt Hammer를 사용한다면 많은 문제점이 있을 수 있다. 그러나 간편하고 짧은 시간에 강도 추정이 가능한 우수한 사용성과 콘크리트 구조물 전체에 대해 강도 측정이 가능하다는 점에서는 효율적인 시험 방법이라고 할 수 있다.2. 시험방법(1) 위치선정 : 타격할 면은 기포 같은 것이 없는 모르타르 면으로 평활다소의 요철이나 부착물은 제거자갈이 노출되거나 공극은 회피타격부의 두께가 10㎝이하인 곳은 회피모서리에서 10㎝이상 떨어진 곳을 선정한다.(2) 해머의 끝을 콘크리트의 표면에 닿게 해서 누르면 스프링의 작용에 의해 콘크리트의 표면에 충격을 주어 반발경도가 눈금에 나타난다.(3) 3㎝ 간격으로 가로 5줄, 세로 4줄의 선을 그어 선이 교차하는 20점에 대하여 강도측정을 하며, 타격 시 반향 음이 이상하거나 타격점이 움푹 들어가는 곳은 인접위치에서 강도측정을 추가한다.?3Cm 간격(4) 측정한 20개의 값을 산술 평균값을 구하여 반발경도로 한다. 이때 편차가 큰 측정값은 버린다. (±20%를 넘는 측정치는 추가 조사된 값으로 대체)3. 강도의 추정(1) 타격각도강도의 추정은 다음 식에 의해 행한다. 단, 타격방향 콘크리트 재령 등 측정할 때의 여러조건에 대해 다음의 요령으로도 측정경도 또는 추정강도의 보정을 행한다. 타격각도가 수직이 아닌 반발경도는 다음 식으로 수정한다.R0 = R + △R여기서 R0 : 수정 반발경도R : 측정 반발경도△R : 타격각도에 의한 수정값반발경도(R)보정치(△R)+90°(상향수직)+45°(상향경사)-45°(하향경사)-90°(하향수직)10--+2.4+3.220-5.4-3.5+2.5+3.430-4.7-3.1+2.3+3.140-3.9-2.6+2.0+2.750-3.1-2.1+1.6+2.260-2.3-1.6+1.3+1.7반발경도 보정치(△R)* 종래의 실험자료 대부분이 수평타격에 대한 것이며, 이때의 측정치가 안정된 값을 나타내므로 수평타격을 원칙으로 한다. 구조물에 적용하는 경우에는 수평타격방향(a=0°)이외에도 수직하향(a=-90°), 수직상향(a=90°), 경사하향(a=-45°), 경사하양(a=45°) 등으로 타격할 수도 있다.(2) 다음의 4가지 방법으로 콘크리트 압축강도(Fc)를 추정① 스위스 연방 재료시험소 공식에 의한 압축강도 환산표를 적용하여 콘크리트의 강도를 추정(아래 표)R-90°-45°0°+45°+90°20125115???21135125???22145135110??23160145120??24170160130??*************0?2*************?27*************0*************4***************************************12*************0**************************502**************************03**************************30***************************************370*************03**************************1*************45*************03*************4**************************64***************************************480*************55**************************15*************0*************550*************3052054600 이상600 이상5************* 이상600 이상600570550반발강도(R)와 압축강도(Fc) 환산표② Fc = 13 × R0 - 184 (㎏/㎠) (일본재료학회에 의한 강도추정식)③ Fc = 10 × R0 - 110 (㎏/㎠) (동경재료건축시험소에 의한 강도추정식)④ Fc = 7.3 × R0 + 100 (㎏/㎠) (일본건축학회에 의한 강도추정식)(3) 위와 같이 4가지 방법에 의해 압축강도(Fc)를 구한 다음 재령에 따른 보정치(n)로 각각보정한 후 4가지 방법에 의하여 구해진 추정압축강도(Fc × n)를 산술평균하여 콘크리트의평균압축강도를 구한다.재령(일)45*************4151617n1.901.841.731.721.671.611.551.491.451.401.361.321.231.25재령(일)*************4*************2n1.221.181.151.121.101.081.061.041.021.011.000.990.990.98재령(일)**************************60n0.960.950.940.930.920.910.900.890.870.870.870.860.860.86재령(일)62646*************8082848588n0.850.850.840.840.840.830.830.830.820.820.810.810.810.80재령(일)*************5200**************************0n0.800.780.760.740.730.720.710.700.680.670.660.650.640.63표3. 재령에 따른 보정치(n)실 험 명슈미트 해머에 의한 비파괴 시험실 험 일2008년 4월 7일 월요일* 1번째 시험(왼쪽 벽면)측정강도(kg/㎠)444140.54*************4*************404238평균(kg/㎠)40.875R0=R+△R44.35(=41.65+2.7, △R=+2.7)환산방법①번식②번식③번식④번식환산압축강도(kg/㎠)370347.375308.75398.388추정압축강도(kg/㎠)(=환산압축강도×n)270.1253.584225.388290.823* 2번째 시험(오른쪽 벽면)측정강도(kg/㎠)4*************40*************14236364246평균(kg/㎠)41.2R0=R+△R41.2(=41.2+0, △R=0)환산방법①번식②번식③번식④번식환산압축강도(kg/㎠)Fc370351.6302400.76추정압축강도(kg/㎠)(=환산압축강도×n)270.1256.668220.46292.555평균환산압축강도1(kg/㎠)356.128평균추정압축강도1(kg/㎠)259.974평균환산압축강도2(kg/㎠)356.09평균추정압축강도2(kg/㎠)259.946재령에 따른 보정치(n)0.73(175일)① 스위스 연방 재료시험소 공식에 의한 압축강도 환산표를 적용하여 콘크리트의 강도를추정(예비레포트에 있습니다.)② Fc = 13 × R0 - 184 (㎏/㎠) (일본재료학회에 의한 강도추정식)③ Fc = 10 × R0 - 110 (㎏/㎠) (동경재료건축시험소에 의한 강도추정식)④ Fc = 7.3 × R0 + 100 (㎏/㎠) (일본건축학회에 의한 강도추정식)이번에는 비파괴 시험 중 하나인 슈미트 해머에 의한 비파괴실험을 했는데 미리 예비 레포트를 통해 공부를 했어야 됨에도 불구하고 잘못된 조사를 통해 다른 비파괴 시험인 초음파를 통한 비파괴시험을 조사해서 조교님의 도움을 받아 시험을 무사히 하게 되었습니다.처음에 슈미트 해머라는 말을 들었을 때 이름에서 느껴지는 어려움 때문인지 시험방법이 매우 어려울 것이라고 느꼈으나 시험방법은 생각 외로 간단했습니다. 슈미트 해머로 측정강도를 재고 그 값을 통해 각각의 값을 구하는 것이었는데 측정강도를 재는 방법이 간단하여 시험자체는 일찍 끝나게 되었습니다. 결과 레포트를 쓰면서 예비 레포트를 안 했기 때문에 약간 막막했으나 인터넷과 도서관의 책들을 통하여 각각의 압축강도를 구할 수 있게 되었습니다. 이 측정강도를 통해 환산압축강도, 그리고 추정압축강도를 구해야 되는데 n값인 재령계수의 값을 몰라 추정압축강도의 값은 구하지 못하였습니다. 그래도 혹시 몰라 재령계수 값을 6개월정도로 잡고 0.73을 넣어서 구하였습니다. 사실 결과 레포트를 쓰면서 예비 레포트를 안 했기 때문에 약간 막막했으나 인터넷과 도서관의 책들을 통하여 각각의 압축강도를 구할 수 있게 되었습니다. 시험 과정을 통해서 콘크리트 안에 철근이나 자갈의 분포가 어떻게 배열되어 있는지 모르기 때문에 오차가 생겼을 수도 있으나 정확한 값이 없기 때문에 수많은 실험 결과를 통해 평균을 내야 될 것 같습니다.

공학/기술| 2008.04.28| 6페이지| 1,500원| 조회(812)

강도, 토목, 경도, 위치선정, 타격, 비파괴시험

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초음파 속도 측정에 의한 비파괴 시험

초음파 속도 측정에 의한 비파괴 시험1. 목적 및 원리(1) 목적물질을 점검하는 수단으로서 초음파 속도 측정법은 본래 콘크리트의 상태와 질을 측정하기 위해 개발되었다. 압전소자를 이용한 발진자와 수신자를 콘크리트에 대고, 발진자에서 발진한 초음파를 수진자로 수신하고, 그 수신파동을 기초로 콘크리트의 강도를 검사하는 것이다. 특히 콘크리트의 시험에 적합한 50-60kHz의 Pulse를 사용하여 대상물체의 한쪽에 접촉된 발진자로부터 다른 쪽에 접촉된 수진자에 도달하는 전반시간 및 양진자간의 거리를 측정한다. 이 자료를 가지고 균열의 심도(깊이)를 측정할 수 있다. 이때, 중요한 것은 발·수신자와 콘크리트 사이의 접촉이다. 콘크리트면에 먼지나 모래 등이 없고 적당한 윤활유로 덮여 있다면 좋은 접촉을 이룰 수 있다. 만일 표면이 거칠면 평평하게 연마한 후 윤활유(그리스유, 파라핀 )를 도포하여 발·수신자와 콘크리트 면이 밀착되게 하여야 한다. 대상물체의 형상, 재질, 또는 검사항목에 의하여 발·수신자의 배치, 전파하는 초음파 진동양식의 종류, 검출항목의 종류에 대해서 충분히 고려하여 적용할 필요가 있다.초음파 측정 개요(2) 원리음파는 기계적인 진동이다. 사람은 예로부터 우리가 귀로들을 수 있는 음파를 이용하여 물체내부의 상태를 외부로부터 탐지하여 왔다. 물통을 두드려 물통 속의 물의 양을 알아내거나 기차의 바퀴를 쇠망치로 두드려 보아 차륜의 이상여부를 알아내는 음향검사방법은 오늘날까지도 사용되고 있는 가장 오래된 비파괴검사방법중의 하나이다. 그러나 음향검사는 인간의 청각이 판단의 주체가 되므로 숙련이 필요하게 되며 신뢰도가 충분하지 못하다. 음파의 일종인 초음파를 이용한 검사방법은 그 역사가 그리 오래지 못하여 1929년 소련의 Sokolov가 수정진동자를 이용하여 금속에 초음파를 송신하여 수신된 초음파의 강도가 결함이 없는 부위와 비교하여 결함의 있는 부위에서는 어느 정도 낮아진다는 실험을 발표하였으며 2차대전후인 1942년 Firestone이 해양의 수심측정과 치를 개발함으로써 지금 우리가 사용하고 있는 형태의 장비가 개발된 것이다. 초음파의 이용은 크게 두 가지로 분류할 수 있는데 첫 번째의 이용은 초음파의 에너지 즉 기계적인 진동에너지를 직접 이용하는 초음파세척기 또는 초음파분쇄기 등으로 이용하는 방법이며 두 번째의 이용은 신호처리에 필요한 만큼의 초음파 에너지를 물체에 송신시켜 물체 내에서 반사되어 오는 반사에너지를 이용하여 물질의 물성을 점검하는 방법으로서 결함 탐상, 두께 측정, 탄성율 측정 및 금속 특성분석 등이 있다.(3) 탄성체에서의 길이방향 펄스 속도 및 주파수탄성체 내부를 전파하는 길이방향 초음파 펄스 속도 V는 다음 식으로 주어진다.여기서, E는 동탄성계수, ν 는 포와슨비, p 는 밀도 이다. 만약 물체의 최소 횡방향 크기(즉, 펄스의 전파경로에 수직한 방향으로 잰 물체 크기)가 펄스 진동의 파장보다 크다면, 윗 식을 적용할 수 있다. 펄스 속도는 주파수에 영향을 받지 않고 일반적으로 재료의 성질에 따라 변한다. 따라서 펄스 속도를 측정하여 재료의 특성들을 평가할 수가 있다. 펄스 주파수는 높을수록 펄스 전파 빔은 더 좁고 펄스 진동의 감쇠는 더 크게 된다. 콘크리트나 목재를 시험하는데 사용된 펄스 주파수는 금속재료 경우보다 훨씬 더 낮으며, 금속재료를 시험할 때는 좁은 beam의 에너지를 형성하기 위해 펄스 주파수를 높여야 한다. 즉, 콘크리트나 목재와 같은 이종재료에서는 높은 주파수에 의한 감쇠량이 상당히 크기 때문에 주파수를 높이는 것은 적절하지 못하다. 이들 재료들에 적당한 주파수는 대략 20kHz ~ 250Khz 범위이며, 콘크리트현장 실험에서는 50kHz 정도가 적절하다. 콘크리트 16mm 범위의 파장에 대응하는 값들이다.(4) 초음파 펄스 속도의 측정초음파 펄스 속도를 측정하여 재료들의 특성을 평가하고자 할 때, 측정 정밀도는 아주 높아야 한다. 이는 적절한 펄스를 생성하고 시험재료를 전파하는 시간을 정확하게 측정할 수 있는 시험기구를 사용해야 함을 의미한다. 펄스들이 재료 내에서 . 계측기에 나타난 시간은 가장 초기의 펄스에 대한 것으로, Tx와 Rx가 재료 표면의 적절한 위치들에 두어졌을 때 Tx에서 Rx로 도달되는 시간이다.(5) 초음파에 의한 콘크리트 강도측정전달속도에 따른 콘크리트 압축강도 추정을 위하여 초음파속도와 압축강도의 상관관계를 RILEM CNDT 소위원회 공동시험결과에서 도출한 다음식을 사용한다.F'c = 215 Vp - 620(Fc : 추정압축강도(㎏/㎠), Vp : 직접법에 의한 초음파 종파전달속도(㎞/sec))이외에 J.Pyszniak의 추정식 F'c = 92.5V²p - 508Vp + 782반호용 (경기,강원지역) F'c = 152 Vp - 383.9 등이 있다.2. 실험 장치 및 실험 방법(1) Pundit setPundit는 ‘Portable Ultrasonic Non-destructive Digital Indicating Tester'의 첫 문자들로 이루어진 이름으로, 낮은 주파수의 초음파 펄스를 생성하며, 두 변환기들 (Tx,Rx)사이에 놓여있는 재료를 전파하는 시간을 측정한다. Pundit는 본체와 여러 종류의 한 쌍의 변환기들로 구성된다.(2) 실험 방법① 교정봉을 이용하여 계측기를 영점 조정한다.② 변환기들이 놓이는 곳의 콘크리트 표면을 거칠기 정도에 따라 그리스나 시멘트 모르 터, 에폭시 수지 등으로 처리하여, 접촉면들이 음향적으로 양호하게 작용할 수 있도록 한다. 접촉면에 couplant들을 적용하지 않으면 부적절한 접촉으로 인해 signal을 잃을 수 있다.③ 변환기들을 실험방법에 따라 정렬하고, 변환기 사이 거리를 측정한다. 이 거리가 전파 길이(path length, L)이다.④ Pundit의 매뉴얼에 따라 본체 조작을 하여 변환기들 사이 전파 시간(Transit Time, T)을 측정한다.⑤ 이제, 초음파 펄스 속도 V는 다음 식으로 계산하다.전달속도(Vp:Velocity) = 전달길이(L:Path Length) / 전달시간(t: Transit Time)※ 초음파 펄스 속도 측정시 주의점되고 측정오차가 발생한다.- Pundit를 통해 초음파 펄스 속도를 측정할 때 대단히 긴 케이블이 사용되는 경우, 두 케 이블들이 서로 가깝게 있지 않도록 해야 한다. 두 케이블들이 가깝게 있게되면 발진자 도선으로부터의 원하지 않는 신호들이 수진자 도선에 전달되어 부정확한 전파시간이 측 정된다. 이러한 부정확한 값들은 불안정한 상태로 나타나므로 쉽게 확인할 수 있으며, 두 케이블들을 분리하여 현상을 없앨 수 있다. 이때, 케이블 길이는 30m 정도까지가 적 절하다.3. 콘크리트 재료에서의 초음파법초음파 펄스의 속도 측정법은 콘크리트, 철근콘크리트, 프리스트레스트 콘크리트시험에 사용되며 펄스 속도를 측정하여 다음 성질들을 결정할 수 있다.- 콘크리트의 균질성- 콘크리트 내 공극, 균열, 그 외 불완전량들의 존재유무- 시간에 따라 발생하는 콘크리트의 변화 및 화재, 동결, 화학적 작용 등에 의해 발생하는 콘크리트의 변화- 콘크리트 강도 등과 같은 콘크리트의 일반적인 특성보통 초음파 펄스 속도의 작은 변화에 따라 추정되는 콘크리트 특성이 비교적 크게 변화를 일으키므로, 높은 정밀도를 가지고 펄스 속도를 측정하는 것이 필요하다. 이런 이유 때문에, 전파시간과 전파길이 등이 가능한 한 정밀하게 측정되도록 세심한 주의를 기울여야 한다. ±2% 내의 정밀도로 펄스 속도를 측정하는 것이 좋다. 이러한 정밀도로 전파길이를 측정하는 것이 어렵거나 불가능할 때, 펄스 속도 측정에 대한 신뢰성이 평가 될 수 있도록 실제 측정 정밀도의 한계측정치가 결과들과 함께 기록되어야 한다.(1) 변환기와 콘크리트 접촉면의 처리변환기 면과 콘크리트 표면 사이에 coupling이 음향적으로 양호하게 작용될 수 있다면, 전파시간측정의 정밀도는 보장될 수 있을 것이다. 강재나 표면이 매끄러운 골재로 덧씌운 콘크리트의 표면에 대해서, 표면이 녹슬지 않고, 약한 그리스나 다른 couplant로 덮여 있을 때 좋은 접촉 조건을 얻을 수 있다. 표면이 젖은 경우에는 별 문제가 없다. silicone grea이 약간 거칠다면 강한 그리스를 사용해야 하며 water pump grease나 thick petroleum jelly가 추천된다. 표면이 대단히 거칠다면 더 세심한 주의가 필요하다. 이런 경우에서는, 변환기 면이 놓일 수 있게끔 충분히 넓은 영역을 갈아 평평하게 만들거나, 최소두께의 적절한 재료를 덮어 평평한 표면을 만들어야 한다. 이 때 사용되는 재료들로서는 소석고, 시멘트 모르터, 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이러한 콘크리트의 표면에 변환기들이 적용되어 펄스의 전파시간을 측정한 후, 또 다시 적용할 때 전파시간 값이 ±1%내에 일정하게 유지된다면 만족스러운 coupling이 형성되었음을 의미한다.(2) 변환기 정렬방법- 직접법 : 시험 재료의 마주보는 면에 변환기들을 정렬- 사각법 : 인접면들에 변환기들을 정렬- 간접법 또는 표면법 : 동일면들에 변환기들을 정렬(직접법) (사각법) (간접법 또는 표면법)직접법은 수진자가 전파 펄스로부터 최대에너지를 받을 수 있으므로 가장 예민한 방법이며, 두 변환기 사이의 거리를 정확하게 측정할 수 있어 가능하다면 이 저열방법을 사용해야 한다. 그러나 변환기들을 대각선으로 배치하여 콘크리트를 조사할 필요가 있으며, 이 경우 사각법이 적절하다. 간접법은 민감도가 떨어질뿐더러, 펄스 속도 측정치가 표면 가깝게 위치한 콘크리트층에 영향을 받기 때문에 측정치의 만족도가 가장 낮다. 또한, 이 배치방법에 의하면 전파길이를 정의하기가 힘들며, 변환기들의 중심간 거리를 전파길이로 취하는 것도 만족스럽지 못하다. 따라서 아래 그림과 같은 방법으로 유효 전파길이를 결정해야 한다.x1x2x3x4이 방법에서는 송진자 Tx를 표면의 적당한 위치에 두고, 수진자 Rx는 직선배치 되도록 하며, 연속적으로 ‘변환기들 중심간 거리, 전파시간’을 기록하여 그래프를 만든다. 이때 그래프의 기울기가 콘크리트 표면에서의 평균 펄스 속도이다. 일반적으로 간접법에 의한 펄스 속도는 직접법을 사용하여 결정된 값보다 더 낮게 나타난다. 만약 두 측정방법들을 적

공학/기술| 2008.04.28| 7페이지| 1,500원| 조회(1,391)

콘크리트, 토목, 초음파, 속도, 변환기, 펄스

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