KR101300589B1 - 콘크리트 강도 시험기 - Google Patents

콘크리트 강도 시험기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 강도 시험기에 관한 것으로, 타설 콘크리트의 벽면에 접하는 너트형 중공 본체와, 상기 너트형 중공 본체에 나사 결합되고 헤드부와 관통 구멍을 가지는 중공형 볼트체로서, 상기 중공형 볼트체의 관통 구멍을 통해, 미리 정해진 인발 강도를 갖는 인발 볼트가 시험 대상의 콘크리트에 매입된 연결구에 나사 체결되는 그러한 중공형 볼트체와, 상기 중공형 볼트체의 헤드부 상부에 제공되는 회전 베어링과, 상기 중공형 볼트체의 헤드부를 수동으로 회전시켜 상기 볼트체의 헤드부가 상기 회전 베어링을 매개로 인발 볼트를 외측으로 가압하면서 인발 볼트를 인발시키는 회전 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

콘크리트 강도 시험기{MANUAL TESTING APPARATUS FOR TESTING STRENGTH OF CONCRETE}
본 발명은 콘크리트 강도 시험기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트 구조물의 시공 현장에서 타설 시공한 콘크리트가 설계 강도에 부합하는지를 수동으로 간단하게 확인할 수 있는 콘크리트 강도 시험기에 관한 것이다.
오늘날 건축 토목 기술의 발전에 따라, 건물, 교량, 도로 구조물 등의 대형 구조물이 정밀한 구조 및 하중 설계에 기초하여 시공되고 있다.
이러한 대형 구조물의 시공에는 철골 또는 콘크리트 구조가 주로 사용되고 있으며, 특히 콘크리트의 경우 그 설계 하중에 따라 일정 강도를 갖도록 타설 시공하는 것에 의해 구조물의 안전성을 답보하고 있다.
이러한 타설 콘크리트의 강도를 확인하기 위해서는 시공 현장에서 필요한 샘플을 채취하여 실험실에서 강도 시험기 등을 사용하여 정확한 강도 및 물리적 특성을 검사하는 것이 가장 정확한 방법이 될 수 있다.
그러나, 대규모 구조물을 시공하는 과정에서 타설될 콘크리트를 일일이 샘플링하여 실험실에서 검사하기에는 시공 스케줄에 무리를 줄 수 있으므로, 시공 현장에서 간단히 비파괴적으로 타설 콘크리트의 강도를 검사할 수 있는 것이 요구된다.
콘크리트 구조물의 강도를 비파괴적으로 확인하는 방법으로 반발경도법(슈미트해머법), 초음파법, 인발법 등이 사용되는데 본 발명은 구미에서 표준화된 인발법을 대상으로 한다.
인발법은 콘크리트 타설전 거푸집에 인발볼트를 고정하고 콘크리트가 경화된 후 인발장치를 사용하여 인발 볼트에 대하여 인발시험을 행하는 방법이다.
인발 강도가 정해진 하중에 도달하면 인발볼트와 함께 콘크리트가 콘 모양으로 뽑혀 나오며 이때의 하중을 인발하중이라 하며, 측정된 인발하중은 콘크리트 구조물의 강도상태를 파악하는데 상당히 정확한 지표로 이용될 수 있다.
그러나, 이러한 인발법을 콘크리트 구조물에 적용하려고 하면 고가의 인발하중을 측정하는 기기가 필요하며 현장에서 간편하게 이용하기도 어려운 점이 있다.
한편, 시공 현장에서는 정확한 콘크리트 강도를 파악하는 것도 중요하지만 타설된 콘크리트가 소정의 기준 강도를 확보하고 있는지 여부만을 파악하는 것이 훨씬 더 필요한 경우가 많다.
이는 산정된 설계 강도 이상의 강도에 대한 인발 시험을 통해 타설 콘크리트가 소정의 강도 이상을 확보한 것으로 확인되면, 해당 타설 콘크리트는 설계 강도를 만족시키는 것으로 판정할 수 있으므로, 정확한 강도 수치를 확보하지 않더라도 그 다음 시공 공정을 진행할 수 있기 때문이다.
한편, 이러한 시공 현장에서의 타설 콘크리트의 강도를 인발법을 통해 시험하기 위한 시험기의 경우, 인발볼트의 인발시 상당한 하중의 인발 하중을 얻기 위해 유압 작용식 등의 액츄에이터의 존재를 필요로 한다.
그러나, 이러한 유압식 액츄에이터의 경우 고가이며, 인발 시험기에 장착시 시험기의 크기 및 중량이 증가함에 따라 휴대성이 떨어지고 시험 과정도 복잡해지는 단점이 존재한다.
따라서, 콘크리트 구조물의 시공 현장에서 타설 콘크리트가 소정의 강도를 확보하고 있는지 여부를 현장의 작업자가 수동으로 간단히 경제적으로 검사할 수 있는 콘크리트 강도 시험기에 대한 요구가 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 콘크리트 구조물의 시공 현장에서 타설 콘크리트가 소정의 강도를 확보하고 있는지 여부를 현장의 작업자가 수동으로 간단히 경제적으로 검사할 수 있는 콘크리트 강도 시험기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 일 실시 형태에 따르면, 본 발명은 콘크리트 강도 시험기를 제공하며, 해당 콘크리트 강도 시험기는 타설 콘크리트의 벽면에 접하는 너트형 중공 본체와, 상기 너트형 중공 본체에 나사 결합되고 헤드부와 관통 구멍을 가지는 중공형 볼트체와, 상기 중공형 볼트체의 관통 구멍을 통해 시험 대상의 콘크리트에 매입된 연결구에 나사 체결되고 미리 정해진 인발 강도를 갖는 인발 볼트로서, 상기 연결구에 체결 고정되는 나사부와, 상기 볼트체의 헤드부의 회전에 의해 외측으로 가압되는 인발 볼트 헤드부와, 상기 인발 볼트 헤드부가 가압시 인발되어 상기 미리 정해진 인발 강도에 도달되면 파단되는 소구경의 중간 인발부를 포함하는 인발 볼트와, 상기 중공형 볼트체의 헤드부 상부에 제공되는 회전 베어링과, 상기 중공형 볼트체의 헤드부를 수동으로 회전시켜 상기 볼트체의 헤드부가 상기 회전 베어링을 매개로 인발 볼트를 외측으로 가압하면서 인발 볼트를 인발시키는 회전 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 너트형 중공 본체는 상기 콘크리트의 벽면에 접하는 접촉부와 상기 접촉부보다 작은 폭의 연장부로 이루어진 다단식 중공 원통체이고, 상기 연장부의 구멍에는 암나사부가 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 중공형 볼트체는 상기 너트형 중공 본체의 연장부의 암나사부에 나사 결합되는 수나사부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면,상기 중공형 볼트체는 상용 육각 나사일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 중공형 볼트체의 헤드부 상부에는 상기 회전 베어링이 안착되는 베어링 시트가 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 회전 베어링은 회전 와셔일 수 있다.
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상기 회전 유닛은 스패너 또는 렌치를 포함하는 공구일 수 있다.
이상의 구성에 따르면, 본 발명에 따른 콘크리트 강도 시험기는 콘크리트 구조물의 시공 현장에서 타설 콘크리트가 소정의 강도를 확보하고 있는지 여부를 현장의 작업자가 간단히 경제적으로 검사할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 콘크리트 강도 시험기는 인발 볼트의 인발을 위한 유압식 등의 액츄에이터를 가지지 않고도 현장의 작업자가 수동으로 직접 인발을 행할 수 있어서 콘크리트 강도 시험기의 크기, 중량의 감소시킬 수 있고 시험 과정이 용이하다.
또한, 본 발명에 따른 콘크리트 강도 시험기는 회전 베어링의 구성으로 인해, 인발 볼트의 인발을 위해 회전 유닛을 사용하여 중공형 볼트의 회전시 인발 볼트에 비틀림 하중이 작용하지 않도록 함으로써 정확한 인발 하중을 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 강도 시험기에 대한 상면측 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 강도 시험기에 대한 하면측 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 강도 시험기에 대한 일부 절단 사시도이다.
도 4는 타설 콘크리트에 체결되는 인발 볼트와 해당 인발 볼트가 도 1의 콘크리트 강도 시험기에 장착되는 상태를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 1의 콘크리트 강도 시험기를 사용하여 시험 대상의 타설 콘크리트에 대한 시험을 행하는 과정을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 1의 콘크리트 강도 시험기를 사용하여 시험 대상의 타설 콘크리트에 대한 시험을 행하는 과정을 도시한 단면도이다.
이하 첨부 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 강도 시험기에 대한 상면측 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 강도 시험기에 대한 하면측 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 강도 시험기에 대한 일부 절단 사시도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 강도 시험기(100)는 크게 너트형 중공 본체(110)와, 중공형 볼트체(130)와, 인발 볼트(200)와, 회전 베어링(150)과, 회전 유닛(T: 도 5 참조)을 포함한다.
상기 너트형 중공 본체는 타설 콘크리트(C)의 벽면에 접하는 다단식 중공 원통체로 이루어질 수 있으며, 상기 콘크리트의 벽면에 접하는 접촉면(110c)을 갖는 접촉부(110b)와, 상기 접촉부(110b)보다 작은 폭의 연장부(110a)로 이루어질 수 있으며, 상기 연장부(110a)의 구멍(133a)에는 암나사부(113b)가 형성될 수 있다.
상기 중공형 볼트체(130)는 관통 구멍(133a)을 가지는 중공형 볼트체로서, 상용 육각 볼트로 이루어질 수 있다. 상기 중공형 볼트체(130)는 헤드부(131)와, 상기 너트형 중공 본체(110)의 연장부(110a)의 구멍(133a)의 암나사부(113b)에 나사 결합되는 수나사부(133)를 포함한다.
상기 중공형 볼트체(130)의 관통 구멍(133a)을 통해서는 도 4를 통해 후술하는 바와 같이 미리 정해진 인발 강도를 갖는 인발 볼트(200)가 시험 대상의 콘크리트(C)에 매입된 연결구(Nem)에 나사 체결되고, 이 상태에서 도 5를 통해 후술하는 바와 같이 회전 유닛(T)을 사용하여 인발 볼트(200)에 대한 인발을 행하게 된다.
상기 회전 베어링(150)은 도 5에서 후술하는 바와 같이 회전 유닛(T)을 사용하여 인발 볼트(200)에 대한 인발을 행할 때 중공형 볼트체(130)의 회전력이 인발 볼트(200)에 그대로 전해져서 비틀림 하중이 생기는 것을 방지하기 위한 구성으로, 통상적으로 사용되는 회전 와셔를 사용할 수 있다.
상기 회전 베어링(150)의 안착을 위해 중공형 볼트체(130)의 헤드부(131)의 상부에는 베어링 시트가 오목하게 형성될 수 있다.
상기 회전 베어링(150)은 도시된 바와 같이 하부 돌출부를 형성하여 중공형 볼트체(130)의 헤드부(131)의 구멍(133a)에 안착하도록 할 수 있으나, 단순히 평면형의 구성을 취하더라도 베어링 시트에 안착될 수 있으므로 무관하다.
이하 도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명에 따른 콘크리트 강도 시험기(100)와 인발 볼트(200)를 사용하여 콘크리트(C)에 대해 시험을 행하는 과정과 이를 위한 구성을 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
도 4는 타설 콘크리트에 체결되는 인발 볼트와 해당 인발 볼트가 도 1의 콘크리트 강도 시험기에 장착되는 상태를 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 도 1의 콘크리트 강도 시험기를 사용하여 시험 대상의 타설 콘크리트에 대한 시험을 행하는 과정을 도시한 사시도이고, 도 6은 도 1의 콘크리트 강도 시험기를 사용하여 시험 대상의 타설 콘크리트에 대한 시험을 행하는 과정을 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 콘크리트 강도 시험기(100)는 타설 콘크리트의 설계 강도에 대응하는 정도의 값으로 미리 정해진 인장 강도 또는 인발 강도를 갖도록 제작되어 대상 콘크리트(C)에 고정되는 인발 볼트(200)를 대상으로 시험을 행하는 것으로, 결국 인발 볼트의 인발 시험 결과, 인발이 이루어지면 콘크리트 강도가 설계 강도에 부합하는 것으로 판단할 수 있고, 만일 인발 시험 결과, 인발 볼트가 인발되지 않고 콘크리트가 떨어져 나간다면, 시험 대상의 타설 콘크리트가 설계 강도에 부합되지 않는 것으로 판단할 수 있다.
이러한 인발 볼트(200)는 상기 볼트체(130)의 헤드부(131)에 의해 외측으로 가압되는 헤드부(210)와, 상기 헤드부(210)로부터 연장되는 생크부(220)와, 시험 대상의 콘크리트(C)에 체결 고정되는 나사부(240)와, 상기 생크부(220)와 상기 나사부(240) 사이(230)에 제공되어 상기 헤드부(210)의 가압에 의해 인발되는 중간 인발(230a)를 가질 수 있다.
시험 대상의 콘크리트(C)에 인발 볼트(200)가 체결되도록 하기 위해, 콘크리트(C)에는 와셔형 헤드(Nh)와 관통 구멍(Na)에 암나사부(Ns)가 형성되어 있는 와셔형 연장 너트와 같은 연결구(Nem)가 매립되어 있으며, 상기 연결구(Nem)의 관통 구멍(Na)의 암나사부(Ns)에 인발 볼트(200)의 나사부(240)를 나사 체결하는 것에 의해 인발 볼트를 콘크리트에 고정할 수 있다.
상기 인발 볼트(200)의 중간 인발부(230a)는 인발 볼트의 본체부, 즉 생크부(220)와 나사부(240)보다 소구경일 수 있다.
상기 콘크리트(C)에 미리 매립된 상태의 연결구(Nem)는 인발 시험을 행하지 않을 때에는 와셔형 볼트(Bc)의 나사부(Bs)를 연결구(Nem)의 구멍(Na)의 암나사부(Ns)에 체결함으로써 이물질이 침입되는 것을 방지하여 추후에 인발 볼트가 안정적으로 콘크리트(C) 내의 연결구(Nem)에 체결될 수 있도록 한다.
전술한 바와 같이, 상기 인발 볼트(200)는 타설 콘크리트(C)의 설계 강도에 대응하는 강도로 미리 제작되며, 강도의 조절을 위해 시험을 통해 확립된 구성 재료 및 중간 인발부(230a)의 직경에 따른 여러 가지 강도의 인발 볼트를 미리 제작하여 콘크리트 시험 강도에 맞게 시험기에 적용하여 사용한다.
본 발명에 따른 콘크리트 강도 시험기(100)를 사용한 인발 볼트(200)에 인발 과정을 다음과 같다.
먼저, 너트형 중공 본체(110)를 시험 대상의 콘크리트(C)의 연결구(Nem)의 위치에 배치하고, 너트형 중공 본체의 연장부(110a)의 구멍(133a)의 암나사부(113b)에 중공형 볼트체(130)의 나사부(133b)를 나사 체결한다.
이후, 소정 인장 강도의 인발 볼트(200)를 중공형 볼트체(130)의 관통 구멍(133a)을 통해 삽입한 후 콘크리트(C) 내의 연결구(Nem)에 나사 체결하여 고정시킨다.
그런 다음, 시공 현장의 작업자가 스패너, 렌치 등의 공구일 수 있는 회전 유닛(T)을 사용하여 수동으로 중공형 볼트체(130)의 헤드부(131)를 화살표 방향으로 회전시키면, 중공형 볼트체(130)가 회전 상승하면서 인발 볼트(200)의 헤드부(210)를 상향 가압하게 되어 그 가압력이 콘크리트(C)에 그대로 전달된다.
이때, 중공형 볼트체(130)의 상부에 배치된 회전 베어링(150)에 의해 중공형 볼트체의 헤드부의 회전력에 의한 비틀림 하중을 상쇄시켜 인발 볼트(200)의 헤드부(210)에는 상향 가압력만이 가해지게 되어, 비틀림 하중에 의해 콘크리트 강도가 부정확하게 산출되는 것을 방지할 수 있다.
결국, 이러한 회전 유닛(T)의 회전에 의해 인발 볼트(200)가 인발되는 상태를 검사함으로써 콘크리트 강도가 소정 기준에 부합하고 있는지 여부를 쉽게 파악할 수 있다.
100: 콘크리트 강도 시험기 110: 너트형 본체
110a: 연장부 110b: 접촉부
110c: 접촉면 130: 중공형 볼트체
131: 볼트체 헤드부 133: 볼트체 나사부
133a: 볼트체 관통 구멍 150: 회전 베어링
200: 인발 볼트 210: 인발 볼트 헤드부

Claims (9)

  1. 콘크리트 강도 시험기로서:
    타설 콘크리트의 벽면에 접하는 너트형 중공 본체와;
    상기 너트형 중공 본체에 나사 결합되고 헤드부와 관통 구멍을 가지는 중공형 볼트체와;
    상기 중공형 볼트체의 관통 구멍을 통해 시험 대상의 콘크리트에 매입된 연결구에 나사 체결되고 미리 정해진 인발 강도를 갖는 인발 볼트로서, 상기 연결구에 체결 고정되는 나사부와, 상기 볼트체의 헤드부의 회전에 의해 외측으로 가압되는 인발 볼트 헤드부와, 상기 인발 볼트 헤드부가 가압시 인발되어 상기 미리 정해진 인발 강도에 도달되면 파단되는 소구경의 중간 인발부를 포함하는 인발 볼트와;
    상기 중공형 볼트체의 헤드부 상부에 제공되는 회전 베어링과;
    상기 중공형 볼트체의 헤드부를 수동으로 회전시켜 상기 볼트체의 헤드부가 상기 회전 베어링을 매개로 인발 볼트를 외측으로 가압하면서 인발 볼트를 인발시키는 회전 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 강도 시험기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 너트형 중공 본체는 상기 콘크리트의 벽면에 접하는 접촉부와 상기 접촉부보다 작은 폭의 연장부로 이루어진 다단식 중공 원통체이고, 상기 연장부의 구멍에는 암나사부가 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 강도 시험기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 중공형 볼트체는 상기 너트형 중공 본체의 연장부의 암나사부에 나사 결합되는 수나사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 강도 시험기.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 중공형 볼트체는 상용 육각 나사인 것을 특징으로 하는 콘크리트 강도 시험기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 중공형 볼트체의 헤드부 상부에는 상기 회전 베어링이 안착되는 베어링 시트가 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 강도 시험기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 회전 베어링은 회전 와셔인 것을 특징으로 하는 콘크리트 강도 시험기.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 회전 유닛은 스패너 또는 렌치를 포함하는 공구인 것을 특징으로 하는 콘크리트 강도 시험기.
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