KR100932380B1 - 콘크리트 응결시간 자동측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 콘크리트 응결시간 자동측정장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 응결되는 과정의 그라우트재, 몰탈, 콘크리트 등에 관입침을 삽입하여 관입저항값을 측정하고, 측정된 관입저항값으로부터 콘크리트의 응결시간을 측정할 수 있게 구성한 콘크리트 응결시간 자동측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘크리트 응결시간 자동측정장치는 콘크리트에 관입침을 관입함으로써 응결시간을 자동으로 측정하는 콘크리트 응결시간 자동측정하는 장치로서, 제어 프로그램을 탑재하고 있어, 장치의 작동을 제어하며 측정결과를 산출하는 제어부와, 상기 관입침이 상기 콘크리트에 관입되도록 이동시키는 이송부와, 상기 콘크리트에 관입된 상기 관입침의 단부를 세척하는 세척부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
콘크리트 응결시간, 관입침, 세척부, 거치대

Description

콘크리트 응결시간 자동측정장치{Automatic Measurement Apparatus of Concrete Mixture Setting Time}
본 발명은 콘크리트 응결시간 자동측정장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 응결되는 과정의 그라우트재, 몰탈, 콘크리트 등에 관입침을 삽입하여 관입저항값을 측정하고, 측정된 관입저항값으로부터 콘크리트의 응결시간을 측정할 수 있게 구성한 것이다.
아직 굳지 않은 상태 즉 응결되는 과정의 그라우트재나 몰탈, 또는 콘크리트 등(이하, 본 명세서에서는 "콘크리트"라고 통칭한다)에 대하여 시간 경과에 따른 응결 정도를 측정함으로써 그 응결시간을 측정하게 된다.
이와 같이 굳지 않은 콘크리트의 응결시간은 표면마무리 시간 및 콜드 조인트 시공 등과 같이, 콘크리트의 시공성에 큰 영향을 주게 되는데, 효율적인 시공을 위해서는 콘크리트 응결시간의 측정 및 관리가 매우 중요하다. 콘크리트의 응결시간은 여러 가지 요인에 의하여 영향을 받는데, 특히 사용되는 시멘트가 조강 시멘트일수록, 그리고 슬럼프가 작은 콘크리트일수록 응결시간이 빨라진다. 또한 콘크 리트의 물-시멘트비가 작은 배합일수록, 골재나 물에 염류가 포함될수록 응결시간이 빨라지며, 고온, 저습, 일사, 바람 등 건조가 용이한 기상 조건일수록 응결시간이 빨라진다. 반면에 당류나 부식토 등 유기물이 함유되는 경우, 그 함유량이 많을수록 응결시간이 늦어지게 된다.
콘크리트의 응결을 시험하는 규격이 제정되어 있어(KS F 2436), 이 규정에 따라 콘크리트의 응결시간을 측정하게 되는데, 촉진형 시험에 있어서는 타설 후 7시간 이내, 일반형 시험에 있어서는 10시간 이내, 지연형 시험에 있어서는 24시간 이내의 측정시간이 걸리므로, 작업자가 이러한 시간 간격을 지키면서 수동으로 측정하는 것은 매우 어렵고 번거로운 작업이 된다.
특히, 응결시간을 측정함에 있어서, 관입침을 수동으로 10초 동안 25mm 관입하게 되어 있으므로, 수동 작업으로 인한 오차 때문에 일정한 하중으로 관입침을 삽입하여 측정할 수 없다는 한계가 있다. 따라서 측정된 결과치에 대한 신뢰성이 떨어진다는 단점이 있고, 응결시간 측정 규정을 따르면서도 위와 같은 번거로움과 문제점을 해결할 수 있는 기술의 개발이 시급히 요청되고 있는 실정이다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 응결과정에 있는 다수 개의 콘크리트 시료의 관입저항값을 설정된 시간대별로 측정할 수 있도록 자동화된 콘크리트 응결시간 자동측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 종래 기술에 따른 신뢰성의 문제점을 해결하기 위해, 동일한 힘으로 콘크리트 시료를 가압하여 관입저항값을 측정함으로써, 측정결과에 대한 신뢰성이 높은 콘크리트 응결시간 자동측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘크리트 응결시간 자동측정장치는 콘크리트에 관입침을 관입함으로써 응결시간을 자동으로 측정하는 콘크리트 응결시간 자동측정하는 장치로서, 제어 프로그램을 탑재하고 있어, 장치의 작동을 제어하며 측정결과를 산출하는 제어부와, 상기 관입침이 상기 콘크리트에 관입되도록 이동시키는 이송부와, 상기 콘크리트에 관입된 상기 관입침의 단부를 세척하는 세척부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 콘크리트 응결시간 자동측정장치는, 상기 콘크리트를 수용하는 다수 개의 측정용기들이 상기 장치의 베이스 상면에 배치되고, 상기 베이스에는 상기 이송부가 설치되어 상기 이송부 끝단에 장 착된 상기 관입침이 상기 다수 개의 측정용기들 중 측정하고자 하는 측정용기 쪽으로 이동한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 이송부는, 상기 베이스의 중앙에 수직하게 장착되어 회전하는 회전체와, 상기 회전체의 상단에 수평으로 연결되어 수평방향으로 관입침을 이동시키는 수평이송부와, 상기 수평이송부에 장착되어 상하방향으로 관입침을 이동시키는 수직이송부를 포함하며, 상기 수직이송부의 하단에 상기 관입침이 장착되고, 상기 다수 개의 측정용기들은 상기 회전체를 중심으로 베이스의 상면에 원형으로 배치된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 관입침은 상기 수직이송부의 하단에는 설치된 척에 클램핑되고, 상기 관입침은 상기 척의 언클램핑 상태에서 분리되며, 상기 척의 클램핑과 언클램핑은 상기 제어부에 의해 제어된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 측정용기는 상기 베이스의 바깥쪽으로 틸팅되도록 상기 베이스에 힌지 결합되며 하단은 폐쇄되고 상단은 개방된 용기 본체와, 상기 용기 본체의 상단에 장착되어 상기 용기 본체의 상단을 개폐하는 덮개를 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 덮개는 상기 용기 본체의 상단에 고정되는 플랜지와, 상기 플랜지의 상면에 힌지결합되어 양 바깥방향으로 선회하여 열리면서 상기 플랜지의 중공을 개방하고, 안쪽방향으로 선회하여 닫히면서 상기 플랜지의 중공을 폐쇄하는 한 쌍의 회전판과, 상기 회전판을 열 수 있게 어느 한 쪽 회전판의 상면에 고정된 걸림부 및, 상기 한 쌍의 회전판의 힌지에 장 착되어 상기 한 쌍의 회전판이 닫히는 방향으로 탄성력을 제공하는 핀스프링을 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 핀스프링은 상기 회전판이 완전히 열린 상태에서는 탄성력의 방향이 바뀌어 열린 상태를 유지하며, 상기 회전판이 닫히거나 열리는 중에는 닫히는 방향으로 탄성력을 제공한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 회전체의 중간에는 상기 측정용기를 틸팅시키는 틸팅부가 장착되는데, 상기 틸팅부는, 상기 회전체에서 측정용기 쪽으로 고정된 브래킷과, 후단이 상기 브래킷에 힌지결합되며 수직하향으로 이동하는 상기 이송부에 의해 선단이 내려가는 제1 링크와, 상기 제1 링크의 길이 중간에 일단이 힌지결합되어 상기 제1 링크의 상하이동에 따라 함께 이동하는 연결링크와, 상기 연결링크의 타단에 후단이 힌지결합되고 길이 중간이 상기 브래킷에 힌지결합되며 선단이 상기 측정용기를 밀어 틸팅시키는 제2 링크를 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 플랜지의 저면에는 배수홈이 형성되어, 상기 틸팅부에 의해 상기 측정 용기가 베이스 바깥쪽으로 틸팅되었을 때에, 상기 측정용기의 내부에 채워진 블리딩 수가 상기 배수홈을 통해 배수된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 회전체는, 상기 베이스에 수직하게 위치하는 수직빔과, 상기 수직빔의 상단에 수평하게 연결된 수평빔과, 상기 수직빔을 회전시키는 제1 모터를 포함하며, 상기 제1 모터의 구동은 상기 제어부에 의해 제어된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 수평이송부는, 상기 수평 빔의 길이방향으로 위치하며 회전 가능한 수평스크루와, 상기 수평스크루를 회전시키는 제2 모터와, 상기 수평스크루에 체결된 수직이송부를 포함하며, 상기 제2 모터의 구동은 상기 제어부에 의해 제어된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 수직이송부는, 상기 수평스크루에 나사 체결된 제1 체결부와, 상기 제1 체결부의 하향으로 수직하게 체결되고 상기 제1 체결부에 대해 상대적으로 회전 가능하며 하단에 관입침이 장착된 수직스크루와, 상기 수직스크루를 회전시켜 상하방향으로 상기 수직스크루를 이동시키는 제3 모터를 포함하며, 상기 제3 모터의 구동은 상기 제어부에 의해 제어된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 수직스크루의 하단에는 로드셀이 장착되어 상기 수직스크루가 하향으로 이동하면서 상기 콘크리트를 가압할 때에 발생하는 관입저항값을 로드셀로 측정하며 측정치를 상기 제어부에 입력한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 베이스 상면에는 다수 개의 관입침을 거치하는 거치대가 설치된다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 콘크리트 응결시간 자동측정장치는 설정된 시간에 제어부에서 제1, 제2, 제3 모터를 제어하여 관입침으로 콘크리트를 가압한 후, 가압에 의한 콘크리트의 반력 즉 관입저항값을 로드셀로 측정하여 응결시간을 측정한다. 이와 같이 본 발명의 콘크리트 응결시간 자동측정장치는 수작업이 필요하지 않기 때문에 편리하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 콘크리트 응결시간 자동측정장치는 제3 모터에 의해 동일한 힘으로 콘크리트를 가압함으로써, 측정된 응결시간에 대한 신뢰성이 높다는 장점이 있다. 그리고 측정시간을 설정해 두면 제어부에서 설정된 시간에 따라 응결시간을 측정함으로써, 이 또한 측정치에 대한 신뢰성을 향상시킨다.
또한, 본 발명의 콘크리트 응결시간 자동측정장치는 관입침으로 콘크리트를 가압한 후에 고주파세척기로 관입침의 끝단을 세척함으로써, 다음 측정시에 보다 정확한 측정값을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 콘크리트 응결시간 자동측정장치는 척이 거치대에 거치된 다수 개의 관입침 중에 어느 한 관입침을 선택하여 측정함으로써, 작업자가 별도로 관입침을 교체하지 않아도 된다.
아래에서, 본 발명에 따른 콘크리트 응결시간 자동측정장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도면에서, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 콘크리트 응결시간 자동측정장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 콘크리트 응결시간 자동측정장치의 정면을 나타낸 개략도이며, 도 3은 도 1에 도시된 콘크리트 응결시간 자동측정장치의 측면을 나타낸 개략도이다.
그리고 도 4는 도 1에 도시된 측정용기의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 측정용기를 개방한 상태의 평면도이며, 도 6은 도 4에 도시된 측정용기 내부에 위치한 블리딩 수(Bleeding Water)를 배출하기 위해 측정용기를 틸팅시킨 상태의 측 면도이다. 또한 도 7은 도 1에 도시된 틸팅부를 나타낸 단면도이고, 도 8은 도 1에 도시된 수평이송부를 나타낸 단면도이며, 도 9는 도 1에 도시된 수직이송부를 나타낸 단면도이고, 도 10은 도 1에 도시된 콘크리트 응결시간 자동측정장치를 이용하여 관입저항값을 측정한 지점을 나타낸 콘크리트 상면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 콘크리트 응결시간 자동측정장치(100)는 베이스(110)의 상판(111)에 원형으로 배치되며 내부에 콘크리트가 타설되는 다수 개의 측정용기(120)와, 원형으로 배치된 측정용기(120)들의 중심에 수직하게 위치하며 회전 가능한 회전체(140)와, 상기 회전체(140)의 상단에 수평하게 연결되어 관입침(101)을 수평방향으로 이동시키는 수평이송부(150)와, 상기 수평이송부(150)에 장착되어 관입침(101)을 수직방향으로 이동시키는 수직이송부(170) 및 상기 수직이송부(170)의 하단에 장착되어 관입침(101)을 고정하는 척(180)을 포함하며, 상기 상판(111)에는 상기 척(180)에 장착된 관입침(101)을 세척하는 고주파세척기(103)와 다수 개의 관입침(101)을 거치하는 거치대(105)가 설치된다.
여기에서 상기 관입침(101)은 회전체(140)와 수평이송부(150) 및 수직이송부(170)로 구성된 이송수단에 의해 3차원 공간이동이 가능함으로써, 상기 회전체(140)의 회전구역 내에 위치한 어느 측정용기(120)로도 이동하여 콘크리트의 응결시간을 측정할 수 있다.
아래에서는 이와 같이 구성된 콘크리트 응결시간 자동측정장치에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 3에 보이듯이, 콘크리트 응결시간 자동측정장치(100)는 베이 스(110)의 상판(111)에 회전체(140)가 회전 가능하게 장착되고, 상기 회전체(140)의 둘레에 다수 개의 측정용기(120)가 설치된다.
상기 측정용기(120)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 다수 개의 부품들이 조립되어 하단은 폐쇄되고 상단은 개방된 용기 본체(121)와, 상기 용기 본체(121)의 상단에 장착되어 상기 용기 본체(121)의 상단을 개폐하는 덮개(130)와, 상기 용기 본체(121)가 상기 베이스(110)의 바깥쪽으로 틸팅되도록 상기 용기 본체(121)와 상기 베이스(110)의 상판(111)을 연결하는 힌지(123)를 포함한다. 그리고 상기 힌지(123)의 높이만큼 베이스(110)에는 받침대(125)가 고정되어 측정용기(120)가 틸팅될 때를 제외하고는 수평상태를 유지하도록 용기 본체(121)를 받쳐준다.
여기에서 상기 덮개(130)는 용기 본체(121)의 상단에 고정되는 플랜지(131)와, 상기 플랜지(131)의 상면에 힌지결합되어 양 바깥방향으로 선회하여 열리면서 플랜지(131)의 중공을 개방하고, 반대로 안쪽방향으로 선회하여 닫히면서 플랜지(131)의 중공을 폐쇄하는 한 쌍의 회전판(132)과, 상기 관입침(101)으로 상기 회전판(132)을 열 수 있게 어느 한 쪽 회전판(132)의 상면에 고정된 걸림부(133) 및, 상기 한 쌍의 회전판(132)의 힌지에 장착되어 상기 한 쌍의 회전판(132)이 닫히는 방향으로 탄성력을 제공하는 핀스프링(134)을 포함한다.
상기 핀스프링(134)에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 회전판(132)이 닫히는 방향으로 탄성력을 제공하지만, 회전판(132)이 완전히 열린 상태에서는 탄성력의 방향이 바뀌어 열린 상태를 유지한다. 따라서 핀스프링(134)의 탄성력은 회전 판(132)이 닫히거나 열리는 중에는 닫히는 방향으로 작용한다. 또한 상기 회전판(132)은 상호 기어(137)물림되어 어느 한 쪽의 회전판(132)이 바깥쪽 또는 안쪽으로 선회하면, 다른 쪽 회전판(132) 또한 연동하여 함께 바깥방향으로 선회하여 열리거나 안쪽방향으로 선회하여 닫힌다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 플랜지(131)의 저면에는 배수홈(135)이 형성되어 용기 본체(121)를 틸팅하였을 때에 배수홈(135)을 통해 블리딩 수(Bleeding Water)가 배수되게 구성된다. 또한 플랜지(131)에는 마개(136)가 힌지결합되어 상기 배수홈(135)을 폐쇄한다. 상기 마개(136)는 자중에 의해 하향으로 선회하도록 상단이 플랜지(131)에 힌지결합된다. 따라서 용기 본체(121)를 베이스(110)의 바깥방향으로 틸팅시키면 배수홈(135)은 개방되고, 용기 본체(121)가 수평하게 위치하면 마개(136)가 배수홈(135)을 폐쇄한다.
이와 같이 구성된 측정용기(120)는 베이스(110)의 상판에 원형의 형태로 배치된다. 도 1에 도시된 바에 따르면, 베이스(110)의 상판(111)에 측정용기(120)가 등각으로 8개 설치된다.
한편, 베이스(110)의 상판(111)에는 고주파세척기(103)가 설치된다. 상기 고주파세척기(103)는 원형으로 배치된 측정용기(120)의 바깥쪽에 위치한다. 또한 베이스(110)의 상판(111)에는 관입침(101)의 거치대(105)가 고정된다. 거치대(105)에는 다른 종류의 관입침(101)을 거치해둔다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 원형으로 배치된 측정용기(120)의 중심에는 회전체(140)가 장착된다. 회전체(140)의 하단은 베이스(110)를 관통해 위치하며 베이스(110)의 내부에 위치한 제1 모터(161)에 결합된다. 따라서 제1 모터(161)의 회전에 의해 회전체(140)는 베이스(110)의 중심에서 회전한다.
상기 회전체(140)는 베이스(110)의 중심에 수직하게 위치하는 수직빔(141)과, 수직빔(141)의 상단에 수평하게 연결된 수평빔(143)을 포함하며, 수직빔(141)의 중간에는 상기 측정용기(120)를 틸팅시키는 틸팅부(145)가 장착된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 틸팅부(145)는 수직빔(141)에서 측정용기(120)쪽으로 고정된 브래킷(146)과, 상기 브래킷(146)에 장착된 링크(147, 148, 149)들을 포함한다. 구체적으로, 상기 링크(147, 148, 149)는 후단이 브래킷(146)에 힌지결합되며 아래로 이동하는 척(180)에 의해 선단이 눌려지는 제1 링크(147)와, 상기 제1 링크(147)의 중간에 일단이 힌지결합되어 상기 제1 링크(147)의 상하이동에 따라 함께 이동하는 연결링크(148)와, 상기 연결링크(148)의 타단에 후단이 힌지결합되고 길이중간이 브래킷(146)에 힌지결합되며 선단이 측정용기(120)와 접하는 제2 링크(149)를 포함한다. 상기 제2 링크(149)에 있어서, 브래킷(146)과 힌지결합된 지점에서 선단까지의 거리가 후단까지의 거리보다 길다. 따라서 제2 링크(149)의 무게 편심에 의해 제2 링크(149)의 선단은 자중에 의해 하향으로 내려가며 후단은 상향으로 올라가 위치하며, 제2 링크(149)의 후단에 힌지결합된 연결링크(148)는 제2 링크(149)에 의해 상향으로 이동해 위치한다. 따라서 제2 링크(149)의 일단에 힌지결합된 제1 링크(147)는 상향으로 들린 상태로 위치한다.
이 상태에서 척(180)이 하향으로 이동하면서 제1 링크(147)의 선단을 가압하면, 연결링크(148)는 하향으로 이동하면서 제2 링크(149)의 후단을 누르게 된다. 제2 링크(149)의 후단이 내려가면 선단이 들리면서 전방에 위치한 측정용기(120)를 밀어 도 6에 도시된 바와 같이, 측정용기(120)를 틸팅시킨다. 틸팅된 측정용기(120)는 상대적으로 마개(136)가 선회하여 측정용기(120)의 배수홈이 개방되고, 측정용기(120) 내부에 생성된 블리딩 수(Bleeding Water)가 배출된다.
그리고 척(180)이 상향으로 이동하게 되면 역순으로 제1 링크(147)의 선단이 올라가고, 연결링크(148)가 상향으로 이동하면서 제2 링크(149)의 선단은 하향으로 내려간다.
한편, 회전체(140)의 상단에 수평하게 위치한 수평빔(143)에는 수평이송부(150)가 설치된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 수평이송부(150)는, 상기 회전체(140)의 수평빔(143)의 저면에 길이방향으로 위치하며 회전 가능한 수평스크루(151)와, 상기 수평스크루(151)를 회전시키는 제2 모터(162)와, 상기 수평스크루(151)에 체결된 수직이송부(170)를 포함한다.
따라서 제2 모터(162)가 작동하면 그 회전방향에 따라 수직이송부(170)가 수평스크루(151)를 따라 수평방향으로 전후진 이동하게 된다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 수직이송부(170)는, 상기 수평스크루(151)에 나사 체결된 제1 체결부(도 8의 171)와, 상기 제1 체결부(171)에 하향으로 연결된 브래킷(173)에 수직방향으로 장착된 제3 모터(163)와, 상기 브래킷(173)과 평행하게 위치하며 상기 브래킷(173)에 대해 상대적으로 회전 가능하며 상기 제3 모터(163)에 의해 회전하는 수직스크루(174)를 포함한다.
좀더 구체적으로, 상기 브래킷(173)에는 수직스크루(174)를 지지하는 지지부(175)가 고정되고, 수직스크루(174)는 상기 지지부(175)를 수직방향으로 관통해 위치한다. 한편 수직스크루(174)에는 제2 체결부(172)가 체결되며, 제2 체결부(172)는 상기 지지부(175) 안에서 자유롭게 회전 가능하게 베어링(176)에 의해 지지된다. 또한, 제3 모터(163)는 브래킷(173)에 장착된 상태로 제2 체결부(172)와 제3 모터(163)를 벨트(177)가 연결하고 있다.
따라서 제3 모터(163)가 작동하게 되면, 제2 체결부(172)가 회전하면서 제2 체결부(172)와 나사 체결된 수직스크루(174)는 제2 체결부(172)의 회전방향, 즉 제3 모터(163)의 회전방향에 따라 상하방향으로 이동한다.
이와 같이 상하방향으로 이동 가능한 수직스크루(174)의 하단에는 척(180)이 장착되며, 척(180)은 관입침(101)을 클램핑 또는 언클램핑 한다. 또한 척(180)에는 로드셀(181)이 장착되어 수직방향으로 가해지는 힘을 측정하고 이에 비례하는 전기적신호를 제어부로 입력한다.
이와 같이 구성된 콘크리트 응결시간 자동측정장치에 있어서, 관입침(101)은 제1 모터(161)의 작동에 의해 회전체(140)를 중심으로 회전 가능하고, 제2 모터(162)의 작동에 따라 수직빔(141)에서 측정용기(120), 세척기(103) 및 거치대(105)까지의 이동이 가능하며, 제3 모터(163)의 작동에 따라 상하방향으로 이동 가능하다.
제1 내지 제3 모터(161, 162, 163)는 제어부에 의해 제어되며, 제어부에서는 제어 프로그램된 순서에 따라 제1 내지 제3 모터(161, 162, 163)를 작동시키며 로 드셀(181)에서 입력되는 전기적신호에 따라 측정용기(120)에 채워진 콘크리트의 관입저항값을 측정한다.
한편, 척(180)의 클램핑 또는 언클램핑은 제어부에서 제어 가능하다.
상기 제어부에 대해 좀더 살펴보면, 사용자는 제어부를 통하여 시험에 필요한 여러 가지 시험조건 등을 입력할 수 있으며, 장치의 작동 상태 및 측정된 데이터(관입압력, 관입시간 등)를 확인할 수 있다. 이런 제어부는 컴퓨터 등으로 구성될 수 있다.
아래에서는 이와 같이 구성된 콘크리트 응결시간 자동측정장치를 이용하여 응결과정에 있는 콘크리트의 관입저항값을 측정하는 과정에 대해 설명한다.
사용자는 KS F 2436에서 규정하고 있는 콘크리트 및 5mm체를 통과한 모르타르나 그라우트를 배합한 후, 측정용기(120)의 회전판(132)을 선회시켜 용기 본체(121)를 개방한다. 그리고 용기 본체(121) 내에 배합된 콘크리트를 타설한다. 다음으로 회전판(132)을 닫는다.
한편, 사용자는 미리 제어부를 통해 콘크리트의 응결시간을 측정하고자 측정시각을 입력해둔다. 또한 측정하고자 하는 각각의 측정용기에 일련번호를 부여하고 사용할 관입침의 크기, 관입 간격, 관입 횟수 등을 설정하며 제어부에 입력한다.
또한, 시험 개시 시간을 설정할 수도 있으며, 시발점 예견 관입 인터벌의 설정 및 시발점 후의 관입 인터벌의 설정 작업을 제어부를 통해 수행한다.
그리고 상기 설정된 시각이 되면, 제어부에서는 제1 내지 제3 모터(161, 162, 163)를 작동시켜 응결 중에 있는 콘크리트의 관입저항값을 측정한다.
측정과정을 살펴보면, 제어 프로그램된 순서에 따라 제1 모터(161)가 작동하여 회전체(140)를 회전시킴으로써, 관입침(101)이 측정하고자 하는 측정용기(120)와 마주하도록 위치한다. 그리고 제2 모터(162)를 작동시켜 관입침(101)을 제1 링크(147)의 선단 상부에 위치시킨 후, 제3 모터(163)를 작동시켜 관입침(101)을 하향으로 이동시킨다. 관입침(101)이 하향으로 이동하면서 척(180)은 제1 링크(147)의 선단과 접하게 되고, 계속해서 하향으로 이동하면서 제1 링크(147)의 선단은 아래로 내려간다. 이와 같이 제1 링크(147)의 선단에 힘이 가해지면서, 제2 링크(149)의 선단은 측정용기(120) 방향으로 들리고, 측정용기(120)는 제2 링크(149)에 밀려 틸팅된다.
측정용기(120)가 틸팅되면서 마개(136)는 선회하여 플랜지(131)의 배수홈(135)을 개방하게 되고, 틸팅된 측정용기(120)에 의해 측정용기(120) 내부에 생성된 블리딩 수는 측정용기(120) 밖으로 배수된다.
블리딩 수가 배수되면, 제3 모터(163)를 회전시켜 수직스크루(174)를 상향으로 이동시킨다. 그러면 척(180) 또한 상향으로 이동하면서 제2 링크(149)는 측정용기(120)에서 멀어지면서 측정용기(120)는 수평상태로 위치한다.
다음으로, 제어부는 블리딩 수를 배수한 측정용기(120)의 상부에 관입침(101)이 위치하도록 제2 모터(162)를 구동시켜 수직이송부(170)를 측정용기(120)의 상부로 전진시킨다. 여기에서 관입침(101)의 위치는 회전판(132)에 형성된 걸림부(133)와 접하는 지점과 대응한다. 이 상태에서 제3 모터(163)를 구동시켜 관입침(101)을 하향 이동시키면, 관입침(101)은 걸림부(133)와 접한다. 다음으로 제1 모터(161)를 구동시키는데, 이때 걸림부(133)에 걸린 관입침(101)이 회전판(132)을 여는 방향으로 제1 모터(161)를 구동시킨다. 이와 같이 관입침(101)에 의해 회전판(132)이 완전히 열린 상태에서, 다시 제3 모터(163)는 구동되어 관입침(101)을 들어 올리고, 관입침(101)이 개방된 측정용기(120) 내부에서 응결 중인 콘크리트의 상면에 위치하도록 제1 내지 제3 모터(161, 162, 163)를 구동시킨다.
이와 같이 응결 중인 콘크리트의 상면에 관입침(101)을 위치한 상태에서, 제3 모터(163)를 구동시켜 콘크리트의 상면을 가압한다.
이때 제3 모터(163)의 구동에 의해 관입침(101)은 응결 중인 콘크리트에 삽입되는데, 응결정도에 따라 반력 즉 관입저항값의 크기가 달라진다.
즉 응결시간이 짧아 응결 정도가 약한 콘크리트의 경우에는 관입저항값이 작고, 반대로 응결 시간이 길어 강한 콘크리트의 경우에는 관입저항값이 크다.
상기 관입저항값은 관입침(101)을 통해 로드셀(181)로 전달되고, 로드셀(181)은 관입저항값의 크기를 전기적신호로 변환하여 제어부로 입력한다.
한편, 제어부에서는 제1, 제2, 제3 모터(161, 162, 163)의 작동 즉 회전수에 따라 관입침(101)의 위치를 인식할 수 있으며, 로드셀(181)에서 감지한 관입저항값이 측정된다.
이와 같이 본 발명에 따른 콘크리트 응결시간 자동측정장치는 도 10에 도시된 바와 같이, 응결시간에 따라 응결된 콘크리트의 관입저항값을 다수 지점(109)에서 측정할 수 있다.
한편, 관입저항값을 측정한 후에는 제1, 제2, 제3 모터(161, 162, 163)를 구 동시켜 관입침(101)이 고주파세척기(103)에 침식되도록 하여 관입침(101)의 끝단에 묻은 콘크리트 잔여물을 세척한다.
그리고 관입침(101)을 교체하기 위해서는, 제1, 제2, 제3 모터(161, 162, 163)를 구동시켜 교체하고자 하는 관입침(101)을 척(180)으로 클램핑하여 사용하고, 사용한 관입침(101)은 고주파세척기(103)에서 세척한 후에 거치대(105)에 거치된다. 이때 관입침(101)이 거치대(105)에 놓이면 척(180)을 언클램핑 상태로 전환하여 척(180)에서 관입침(101)을 분리한다.
본 발명에 따른 콘크리트 응결시간 자동측정장치의 한 구체적인 예에 따르면, 관입시험시 시발점의 검출이 가능한데, 관입침의 25mm 관입으로 35kgf/cm2 이상의 저항이 있을 때를 시발점을 넘긴 시점으로 판단할 수 있다.
관입시험에 의하여 제어부로 전송되는 데이터는 측정용기의 번호 및 혼련시간, 관입시험 시간, 혼련 후로부터의 경과시간, 관입하중 및 관입압력, 관입침의 종류 및 크기, 그리고 관입 위치 등을 포함한다.
관입이 이루어진 후에는 고주파세척기를 이용하여 관입침의 세척이 이루어지고, 다른 측정용기에 대하여 위와 같은 관입시험이 반복된다.
만일 25mm관입으로 관입압력 35kgf/cm2 을 초과하게 되면, 그 시점부터의 관입동작은 자동정지된다. 이때의 관입하중 및 관입압력 역시 제어부로 전송되어 데이터처리된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 콘크리트 응결시간 자동측정장치를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 콘크리트 응결시간 자동측정장치의 정면을 나타낸 개략도이며,
도 3은 도 1에 도시된 콘크리트 응결시간 자동측정장치의 측면을 나타낸 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 측정용기의 사시도이고,
도 5는 도 4에 도시된 측정용기를 개방한 상태의 평면도이며,
도 6은 도 4에 도시된 측정용기 내부에 위치한 블리딩 수(Bleeding Water)를 배출하기 위해 측정용기를 틸팅시킨 상태의 측면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 틸팅부를 나타낸 단면도이고,
도 8은 도 1에 도시된 수평이송부를 나타낸 단면도이며,
도 9는 도 1에 도시된 수직이송부를 나타낸 단면도이고,
도 10은 도 1에 도시된 콘크리트 응결시간 자동측정장치를 이용하여 관입저항값을 측정한 지점을 나타낸 콘크리트 상면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 콘크리트 응결시간 자동측정장치
101 : 관입침 103 : 고주파세척기
110 : 베이스 111 : 상판
120 : 측정용기 121 : 용기 본체
130 : 덮개 132 : 회전판
140 : 회전체 141 : 수직빔
145 : 수직빔 145 : 틸팅부
150 : 수평이송부 161, 162, 163 : 모터
170 : 수직이송부 180 : 척

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 콘크리트에 관입침을 관입함으로써 응결시간을 자동으로 측정하는 콘크리트 응결시간 자동측정장치로서,
    제어 프로그램을 탑재하고 있어, 장치의 작동을 제어하며 측정결과를 산출하는 제어부와, 상기 관입침이 상기 콘크리트에 관입되도록 이동시키는 이송부와, 상기 콘크리트에 관입된 상기 관입침의 단부를 세척하는 세척부를 포함하며;
    상기 콘크리트 응결시간 자동측정장치는, 상기 콘크리트를 수용하는 다수 개의 측정용기들이 상기 장치의 베이스 상면에 배치되고, 상기 베이스에는 상기 이송부가 설치되어 상기 이송부 끝단에 장착된 상기 관입침이 상기 다수 개의 측정용기들 중 측정하고자 하는 측정용기 쪽으로 이동하고;
    상기 이송부는,
    상기 베이스의 중앙에 수직하게 장착되어 회전하는 회전체와, 상기 회전체의 상단에 수평으로 연결되어 수평방향으로 관입침을 이동시키는 수평이송부와, 상기 수평이송부에 장착되어 상하방향으로 관입침을 이동시키는 수직이송부를 포함하며,
    상기 수직이송부의 하단에 상기 관입침이 장착되고, 상기 다수 개의 측정용기들은 상기 회전체를 중심으로 베이스의 상면에 원형으로 배치된 것을 특징으로 하는 콘크리트 응결시간 자동측정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 관입침은 상기 수직이송부의 하단에는 설치된 척에 클램핑되고, 상기 관입침은 상기 척의 언클램핑 상태에서 분리되며, 상기 척의 클램핑과 언클램핑은 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 응결시간 자동측정장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 측정용기는
    상기 베이스의 바깥쪽으로 틸팅되도록 상기 베이스에 힌지 결합되며 하단은 폐쇄되고 상단은 개방된 용기 본체와,
    상기 용기 본체의 상단에 장착되어 상기 용기 본체의 상단을 개폐하는 덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 응결시간 자동측정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 덮개는 상기 용기 본체의 상단에 고정되는 플랜지와, 상기 플랜지의 상면에 힌지결합되어 양 바깥방향으로 선회하여 열리면서 상기 플랜지의 중공을 개방하고, 안쪽방향으로 선회하여 닫히면서 상기 플랜지의 중공을 폐쇄하는 한 쌍의 회전판과, 상기 회전판을 열 수 있게 어느 한 쪽 회전판의 상면에 고정된 걸림부 및, 상기 한 쌍의 회전판의 힌지에 장착되어 상기 한 쌍의 회전판이 닫히는 방향으로 탄성력을 제공하는 핀스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 응결시간 자동측정장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 핀스프링은 상기 회전판이 완전히 열린 상태에서는 탄성력의 방향이 바뀌어 열린 상태를 유지하며, 상기 회전판이 닫히거나 열리는 중에는 닫히는 방향으로 탄성력을 제공하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 응결시간 자동측정장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 회전체의 중간에는 상기 측정용기를 틸팅시키는 틸팅부가 장착되는데,
    상기 틸팅부는,
    상기 회전체에서 측정용기 쪽으로 고정된 브래킷과,
    후단이 상기 브래킷에 힌지결합되며 수직하향으로 이동하는 상기 이송부에 의해 선단이 내려가는 제1 링크와,
    상기 제1 링크의 길이 중간에 일단이 힌지결합되어 상기 제1 링크의 상하이동에 따라 함께 이동하는 연결링크와,
    상기 연결링크의 타단에 후단이 힌지결합되고 길이 중간이 상기 브래킷에 힌지결합되며 선단이 상기 측정용기를 밀어 틸팅시키는 제2 링크를 포함하는 콘크리트 응결시간 자동측정장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 플랜지의 저면에는 배수홈이 형성되어, 상기 틸팅부에 의해 상기 측정 용기가 베이스 바깥쪽으로 틸팅되었을 때에, 상기 측정용기의 내부에 채워진 블리딩 수가 상기 배수홈을 통해 배수되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 응결시간 자동측정장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 회전체는,
    상기 베이스에 수직하게 위치하는 수직빔과, 상기 수직빔의 상단에 수평하게 연결된 수평빔과, 상기 수직빔을 회전시키는 제1 모터를 포함하며,
    상기 제1 모터의 구동은 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 응결시간 자동측정장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수평이송부는, 상기 수평빔의 길이방향으로 위치하며 회전 가능한 수평스크루와, 상기 수평스크루를 회전시키는 제2 모터와, 상기 수평스크루에 체결된 수직이송부를 포함하며,
    상기 제2 모터의 구동은 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 응결시간 자동측정장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수직이송부는,
    상기 수평스크루에 나사체결된 제1 체결부와,
    상기 제1 체결부의 하향으로 수직하게 체결되고 상기 제1 체결부에 대해 상대적으로 회전 가능하며 하단에 관입침이 장착된 수직스크루와,
    상기 수직스크루를 회전시켜 상하방향으로 상기 수직스크루를 이동시키는 제3 모터를 포함하며,
    상기 제3 모터의 구동은 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 응결시간 자동측정장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수직스크루의 하단에는 로드셀이 장착되어 상기 수직스크루가 하향으로 이동하면서 상기 콘크리트를 가압할 때에 발생하는 관입저항값을 로드셀로 측정하며 측정치를 상기 제어부에 입력하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 응결시간 자동 측정장치.
  14. 제3항에 있어서,
    상기 베이스 상면에는 다수 개의 관입침을 거치하는 거치대가 설치된 것을 특징으로 하는 콘크리트 응결시간 자동측정장치.
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