KR101695649B1 - 콘크리트 염화물 침투성과 확산계수 시험장치 및 그 시험방법 - Google Patents

콘크리트 염화물 침투성과 확산계수 시험장치 및 그 시험방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치에 관한 것으로서, 콘크리트 염화물의 침투성을 측정하는 침투성 시험용 측정 용기부; (또는 콘크리트 염화물 확산계수를 측정하는 확산계수 시험용 측정 용기부;) 상기 침투성 시험용 측정 용기부(또는 확산계수 시험용 측정 용기부)에 연결되어, 적정 전압을 인가하는 시험 장치부; 상기 시험 장치부와 연결되어, 데이터 통신 및 설정 변경 명령을 인가하고, 수신한 데이터를 저장, 출력 및 자동제어를 하도록 구성되는 단말기부;를 포함하여 이루어진다.
또한, 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법에 관한 것으로서, 측정 용기부에 콘크리트 시편을 장착하는 단계; 시험 장치부로부터 적정 전압을 인가하는 단계; 측정 용기부에 인가되는 전압대비 전류량을 측정하는 단계; 측정 데이터를 저장 및 출력하는 단계와, 설정변경을 명령하거나 상기 시험 장치부를 자동제어 하는 단계를 포함하여 이루어진다.
따라서 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험을 통해서 여러 시편을 동시에 적은 공간에서 정밀하게 측정할 수 있으며, 측정 데이터를 이용하여 콘크리트 수명을 추산하고, 건축물의 관리 및 유지를 효율적으로 할 수 있다.

Description

콘크리트 염화물 침투성과 확산계수 시험장치 및 그 시험방법{Concrete Rapid chloride permeability test and Chloride migration coefficient test and test methods}
본 발명은 콘크리트 염화물 침투성 시험장치 및 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치, 그리고 그 시험방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 철근 콘크리트 구조물의 염화물 침투성을 측정하는 것과 염화물 확산계수를 측정하는 것으로 나뉜다.
콘크리트 구조물의 염화물 침투성을 측정하는 것은 기존의 콘크리트 구조물의 품질을 등급으로 평가하고 그 영향을 분석하여 염화물의 침투예방 및 구조물의 관리를 위한 공법개발 및 유지 보수에 활용되고, 콘크리트 구조물의 염화물 확산계수를 측정하는 것은 염화물이 콘크리트 내부로 이동하는 속도를 측정하여 염화물이 철근에 도달하는 시간을 예측하여, 구조물의 내구연한을 고려한 구조물 설계 공법에 활용하기 위한 염화물의 침투성과 확산계수 시험장치 및 그 시험방법에 관한 것이다.
일반적으로, 염해 환경에 노출되어 있는 콘크리트 구조물에서 염소이온의 침투로 인하여 철근이 부식되어 구조물의 내구성에 문제가 생긴다.
물질이 외부로부터 콘크리트 내부로 침투하여 이동하는 메커니즘은 농도차이에 의한 확산(Diffusion), 압력차에 의한 침투(Permeation)과, 모세관에 의한 흡수(Capillary suction)로 구분되지만, 염소이온이 콘크리트 중으로 침투하는 메커니즘은 주로 농도차에 의한 확산 현상으로 해석하는 것이 일반적이다.
콘크리트 중에서의 염소이온 확산 특성을 평가하기 위해서는 많은 시간과 노력이 소요되므로 최근에는 급속 염소이온 침투저항성 시험과 비정상 상태이동 시험등 주로 전위차에 의하여 이온의 전기적 이동을 유도함으로서 이온의 이동을 촉진시켜 전기화학적 이론으로 해석하려는 시도에 초점이 맞춰져 있다.
염소이온 침투를 고려한 내구성 설계를 위하여 콘크리트 내부로 염소이온 침투속도와 콘크리트 내의 염소이온 함유량을 알아야 하는데, 이는 염소이온 확산계수에 의존한다. 이를 위해 실제 염소이온 침투 메커니즘과 유사한 환경에서의 실험을 통해 보다 정확한 염소이온 확산계수를 얻어야 한다.
그러나 기존에 수행되던 실험방식들은 실제 염소이온 침투 메커니즘을 정확히 재현하지 못하며 장기간의 시간이 소요된다는 문제점을 가지고 있다.
대한민국 등록특허공보 제101315125호(2013.10.07.) 대한민국 등록특허공보 제100515116호(2005.09.13.)
상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은, 콘크리트 시편(공시체; 供試體)에 염화이온을 이동시키는 방법으로 콘크리트에 침투된 염화물의 침투성과 확산계수를 측정하는 시험장치와 그 시험방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 콘크리트 염화물의 침투성을 측정하는 침투성 시험용 측정 용기부; 침투성 시험용 측정 용기부에 연결되어, 적정 전압을 인가하는 시험 장치부; 시험 장치부와 연결되어, 데이터 통신 및 설정 변경 명령을 인가하고, 수신한 데이터를 저장, 출력 및 자동제어를 하도록 구성되는 단말기부를 포함하여 이루어지는 콘크리트 염화물 침투성 시험 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 콘크리트 염화물 확산계수를 측정하는 확산계수 시험용 측정 용기부; 확산계수 시험용 측정 용기부에 연결되어, 적정 전압을 인가하는 시험 장치부; 시험 장치부와 연결되어, 데이터 통신 및 설정 변경 명령을 인가하고, 수신한 데이터를 저장, 출력 및 자동제어를 하도록 구성되는 단말기부를 포함하여 이루어지는 콘크리트 염화물 확산계수 시험 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법의 목적은, 콘크리트 시편을 제작하는 단계; 측정 용기부에 콘크리트 시편을 장착하는 단계; 시험 장치부로부터 콘크리트 시편에 적정 전압을 인가하는 단계; 단말기부로부터 상기 측정 용기부에 인가되는 전압 대비 전류량을 측정하는 단계를 실시하는 것을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치 및 그 시험방법을 제시하고자 한다.
본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치는, 콘크리트 염화물의 침투성을 측정하는 침투성 시험용 측정 용기부; 침투성 시험용 측정 용기부에 연결되어, 적정 전압을 인가하고 전류를 측정하는 시험 장치부; 시험 장치부와 연결되어, 데이터 통신 및 설정 변경 명령을 인가하고, 수신한 데이터를 저장, 출력 및 자동제어를 하도록 구성되는 단말기부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험용 측정 용기부의 특징은, 콘크리트에 염화이온의 침투성과 확산계수를 측정하도록 이루어진다.
이러한 본 발명의 침투성 시험용 측정 용기부는, +전극부가 형성되는 수산화나트륨 전위액 용기와, -전극부가 형성되는 염화나트륨 전위액 용기로 이루어지고, 일정한 간격을 두고 수직형태를 이루고, 마주보는 단면부에는 콘크리트 시편이 장착되어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 침투성 시험용 측정 용기부의 , +, -전극부에는, DC 1 ~ 65V(±0.1V) 전압, 규격에 따른 시험을 위하여 바람직하게는 DC 60V의 전압이 인가되어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 침투성 시험용 측정 용기부의 염화나트륨 전위액 용기 측에는, 전위액의 온도를 측정하는 온도센서가 설치되어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 침투성 시험용 측정 용기부의 콘크리트 시편은, 원주형태의 수분이 포화된 상태의 지름 100mm, 두께 50mm로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치의 콘크리트 시편이 장착된 침투성 시험용 측정 용기부의 수산화나트륨 전위액 용기 측은, +전극으로 0.3 N의 용액을 채우고, 염화나트륨 전위액 용기 측은 -전극으로 3%의 용액이 채워지며, 규격 외 연구목적의 시험에는 전압을 DC 1 ~ 65V(±0.1V), 규격으로 정해진 시험을 위하여 바람직하게는 DC 60V(±0.1V)의 전압을 인가하여 전류를 측정하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험은, 단말기부에서 측정 장치부를 통해 공시체마다 30분 간격으로 전압값이 측정되며, 총 6시간 측정하여 아래 전하량을 산정하고 침투성 등급을 확정한다. 따라서 아래 [수학식 1]은 회로를 통과한 총 전하량을 나타낸다.
[수학식1] Q = 900 x (I 0 + 2I 30 + 2I 60 + … + 2I 330 + I 360)
단, 여기서 Q는 회로를 통과한 전하량으로서, 쿨롱(Coulombs)으로 측정되고, I n은 시험 시작 후 n분이 경과 하였을 때의 전류로서 암페어의 단위이고, 정수 900은 3% 염화나트륨 전위액을 만들 때 사용되는 물의 량(ml)이다.
다음 [표 1]은 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험으로 측정된 전하량으로 염화물 침투성 등급을 매기는 기준 등급표이다(ASTM C 1202-91, Kuhlmann, Louis A. 1984).
Figure 112015117518711-pat00001
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치는, 침투가능성이 높은 콘크리트 일수록 더 많은 염화이온이 통과하며, 더 높은 전류 값이 측정되는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험용 측정 용기부의 온도는 ±1℃, 전류는 ±1 mA(표시분해능 ±0.1mA)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치의 시험 장치부의 특징은, 전원 공급부, 전류 측정부를 포함하여 이루어진다.
이러한 본 발명의 시험 장치부의 전원 공급부는, 침투성 시험용 측정 용기부에 연결되어, 측정 용기부에 전압을 인가하고 이 때 흐르는 전류를 측정하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 시험 장치부의 전류 측정부는, 전원 공급부로부터 공급된 전압 대비 전류량을 측정하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 시험 장치부의 전원 공급부에는, 교류 220V(60Hz), ±10%의 전압이 공급되어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치의 단말기부의 특징은, 시험 장치부와 연결되어, 데이터 통신 및 제어 명령을 인가하고, 수신한 데이터를 저장, 출력 및 자동제어를 하도록 구성되어진다.
이러한 본 발명의 단말기부는, 전류 측정부로부터 받은 측정 전류값, 전하량, 시험 시간을 기록하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치는, 콘크리트 염화물 확산계수를 측정하는 확산계수 시험용 측정 용기부; 확산계수 시험용 측정 용기부에 연결되어, 적정 전압을 인가하는 시험 장치부; 시험 장치부와 연결되어, 데이터 통신 및 설정 변경 명령을 인가하고, 수신한 데이터를 저장, 출력 및 자동제어를 하도록 구성되는 단말기부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험용 측정 용기부의 특징은, 콘크리트에 침투된 염화물의 확산계수를 측정하도록 형성되어진다.
이러한 본 발명의 확산계수 시험용 측정 용기부는, -전극부가 형성되는 플라스틱으로 된 염화나트륨 전위액 용기와, +전극부가 형성되는 고무 슬리브의 내측 하단에 콘크리트 시편을 장착한 원통형 수산화나트륨 전위액 용기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 확산계수 시험용 측정 용기부는, 수산화나트륨 전위액 용기는 상기 염화나트륨 전위액 용기 내부 -전극부의 상부에 위치하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 확산계수 시험용 측정 용기부의 +, -전극부에는, DC 30V(±0.1V)전압이 인가되어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 확산계수 시험용 측정 용기부의 염화나트륨 전위액 용기 측에는, 전위 액의 온도를 측정하는 온도센서가 설치되어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 확산계수 시험용 측정 용기부의 콘크리트 시편은, 원주형태의 수분이 포화된 상태의 지름 100mm, 두께 50mm로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치의 콘크리트 시편이 장착된 확산계수 시험용 측정 용기부의 수산화나트륨 전위액 용기 측은, +전극으로 0.3 N의 용액을 채우고, 염화나트륨 전위액 용기 측은 -전극으로 10%의 용액이 채워지며, 전압은 DC 30V(±0.1V)의 전압을 인가하고, 이 때 흐르는 전류를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치의 또 다른 특징은, 확산가능성이 높은 콘크리트 일수록 더 많은 염화이온이 통과하며, 더 높은 전류 값이 측정된다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험용 측정 용기부의 온도는 ±1℃, 전류는 ±1mA(표시분해능 ±0.1mA)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치의 시험 장치부의 특징은, 전원 공급부, 전류 측정부를 포함하여 이루어진다.
이러한 본 발명의 시험 장치부의 전원 공급부는, 확산계수 시험용 측정 용기부에 연결되어, 확산계수 시험용 측정 용기부에 전압을 인가하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 시험 장치부의 전류 측정부는, 전원 공급부로부터 공급되는 전압 대비 전류량을 측정하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 시험 장치부의 전원 공급부에는, 교류 220V(60Hz), ±10%의 전압이 공급되도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치의 단말기부의 특징은, 시험 장치부와 연결되어, 데이터 통신 및 제어 명령을 인가하고, 수신한 데이터를 저장, 출력 및 자동제어를 하도록 구성되어진다.
이러한 본 발명의 단말기부는, 전류 측정부로부터 받은 측정 전류값, 전하량, 시험 시간을 기록하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법의 특징은, 먼저 콘크리트 시편을 제작하는 단계를 실시하고, 침투성 시험용 측정 용기부 및 확산계수 시험용 측정 용기부(이하 '측정 용기부'라 한다)에 콘크리트 시편을 장착하는 단계를 실시한다.
이러한 본 발명의 측정 용기부에 콘크리트 시편을 장착하는 단계는, 침투성 시험용 측정 용기부에 콘크리트 시편을 장착하는 단계와, 확산계수 시험용 측정 용기부에 콘크리트 시편을 장착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 침투성 시험용 측정 용기부에 콘크리트 시편을 장착하는 단계는, 일정한 간격을 두고 수직형태로 마주보는 수산화나트륨 전위액 용기와 염화나트륨 전위액 용기의 단면부에 장착되어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 확산계수 시험용 측정 용기부에 콘크리트 시편을 장착하는 단계는, 원통형 고무 슬리브의 내측 하단에 콘크리트 시편을 장착하고 고무 슬리브 외면을 클램프로 조여서 수산화나트륨(NaOH) 용액을 담는 수산화나트륨 전위액 용기를 형성하여, 플라스틱으로 된 염화나트륨 전위액 용기 내에 위치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 시험 장치부로부터 콘크리트 시편에 적정 전압을 인가하고 콘크리트 시편에 흐르는 전류를 측정하는 단계와, 단말기부로부터 상기 측정 용기부에 인가되는 전압을 설정하고 인가전압 대비 측정된 전류량을 기록하는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 시험 장치부로부터 콘크리트 시편에 적정 전압을 인가하는 단계는, 침투성 시험용 측정 용기부의 +, -전극부에는 DC 1 ~ 65V(±0.1V), 규격에 따른 시험을 위하여 바람직하게는 DC 60V의 전압이 인가되어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 시험 장치부로부터 콘크리트 시편에 적정 전압을 인가하는 단계는, 확산계수 시험용 측정 용기부의 +, -전극부에는 DC 30V(±0.1V) 전압이 인가되어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법의 다른 특징은, 단말기로 측정 데이터를 저장 및 출력하는 단계를 더 실시한다. 그리고 설정변경을 명령하거나 시험 장치부를 자동제어 하는 단계를 더 실시한다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법의 콘크리트 시편은, 수분이 포화된 상태의 지름 100mm, 두께 50mm의 원주형태로 준비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법의 또 다른 특징은, 최대 9개 채널에서 9개의 콘크리트 시편이 동일한 명령에 의해 시험되거나, 또는 개별적으로 명령을 달리 인가하여 시험할 수 있도록 이루어진다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법의 각 채널은, 추가해서 설치가 가능하고, 각 채널마다 전압, 전류 제어가 가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법의 각 채널은, 콘크리트 염화물 침투성 시험과 확산계수 시험을 동시 또는 개별적으로 수행할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험방법에서, 시험이 끝난 콘크리트 시편을 반으로 절단하여 염화은을 처리하여 침투깊이를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치는 고체화된 콘크리트 시편에 인위적으로 전압을 인가하여 염화물의 콘크리트 침투성을 시험, 측정하도록 설계되어 있다. 따라서 콘크리트에 염화물의 침투 등급 및 염화물 저항성과, 확산계수를 보다 빠르고 정밀하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치는 시험 규격에 입각하여 총 9개의 채널로 설계되어 있다. 따라서 9개의 콘크리트 시편을 동시에 동일한 명령을 인가하여 측정할 수 있고, 필요에 따라 시차 및 명령을 변경하여 각각 시험할 수 있어 작업 편의성이 매우 높다.
또한, 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치는 인가전압 및 채널 수를 가변시킬 수 있다. 따라서 학교 실습실이나, 대학 연구실에서 연구목적으로 시험을 할 때 인가 전압을 변경하여 시험시간을 단축할 수 있는 장비의 생산이 가능하고, 채널 수를 줄여서 시험 장치를 경량화 할 수 있으며 가격을 다운시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치의 프로그램은 시험 시간대별 전류량을 예측할 수 있다. 따라서 시험 데이터를 미리 확보 하거나, 시험의 필요성 여부를 판단할 수 있어 타사 제품에 비해 매우 우수한 비용 절감형 장치이다.
또한, 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치는 주변 여건에 따라 불규칙한 공급전압을 정확한 직류전압으로 인가한다. 따라서 시험 장치에 안정적이고 지속적인 직류 전압이 인가됨으로 안정되고 신뢰성이 있는 데이터를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치에 사용되는 공시체는 작고 간편하여 시험을 위한 이동이 편리하고 유지보수가 간편하다.
도 1은 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치의 전체적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치의 전체적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치의 측정 용기부의 개략적인 실물도이다.
도 4는 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치의 측정 용기부의 개략적인 실물도이다.
도 5는 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치의 측정 용기부의 전극부(a)와 전극부(b)의 실물도이다.
도 6은 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치부 I/O 회로도이다.
도 7은 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치부 메인보드 회로도이다.
도 8은 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법의 공정도이다.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 이하에 첨부된 도면 및 상세한 설명을 통해 더욱 명확하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치의 전체적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치의 전체적인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치의 측정 용기부의 개략적인 실물도이고, 도 4는 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치의 측정 용기부의 개략적인 실물도이고, 도 5는 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치의 측정 용기부의 +전극부(a)와 -전극부(b)의 실물도이고, 도 6은 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치부 I/O 회로도이고, 도 7은 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치부 메인보드 회로도이고, 도 8은 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법의 공정도이다.
본 발명의 구체적인 특징과 이점을 설명하기에 앞서서 본 발명은 크게 콘크리트 염화물 침투성 시험장치와 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치 및 상기 양 시험 방법을 청구하고 있다.
도 1 및 도 3을 참조하여 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치를 설명하면 아래와 같다.
본 발명이 콘크리트 구조물의 염화물 침투성을 측정하는 시험 장치를 게시하는 것은, 기존 콘크리트 구조물의 품질을 평가하고 그 영향을 분석하여 염화물의 침투예방 및 구조물의 관리를 위한 공법개발 및 유지 보수에 활용 하고자 함이다.
도 1의 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치는, 콘크리트 염화물의 침투성을 측정하는 침투성 시험용 측정 용기부(100'); 상기 침투성 시험용 측정 용기부(100')에 연결되어, 적정 전압을 인가하고 전류를 측정하는 시험 장치부(200); 상기 시험 장치부(200)와 연결되어, 데이터 통신 및 설정 변경 명령을 인가하고, 수신한 데이터를 저장, 출력 및 자동제어를 하도록 구성되는 단말기부(300);를 포함하여 이루어진다.
도 1 및 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험용 측정 용기부(100')는, 콘크리트에 침투된 염화물의 침투성을 측정하도록 형성되어진다.
이러한 본 발명의 침투성 시험용 측정 용기부(100')는, +전극부(110')가 형성되는 수산화나트륨 전위액 용기(111')와, -전극부(120')가 형성되는 염화나트륨 전위액 용기(121')로 이루어지고, 일정한 간격을 두고 수직형태를 이루고, 마주보는 단면부에는 콘크리트 시편(10)이 장착되어진다.
이러한 본 발명의 침투성 시험용 측정 용기부(100')의 +, -전극부(110', 120')에는, DC 1 ~ 65V(±0.1V)전압이 인가되어진다.
이러한 본 발명의 침투성 시험용 측정 용기부(100')의 염화나트륨 전위액 용기(121') 측에는, 전위액의 온도를 측정하는 온도센서(130)가 설치되어진다.
이러한 본 발명의 침투성 시험용 측정 용기부(100')의 콘크리트 시편(10)은 원주형태의 수분이 포화된 상태의 지름 100mm, 두께 50mm로 이루어진다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치는 콘크리트 시편(10)이 장착된 침투성 시험용 측정 용기부(100')의 수산화나트륨 전위액 용기(111') 측은 +전극으로 0.3 N의 용액을 채우고, 염화나트륨 전위액 용기(121') 측은 -전극으로 3%의 용액이 채워지며, 전압은 DC 1 ~ 65V(±0.1V), 규격에 따른 시험을 위하여 바람직하게는 DC 60V의 전압을 인가하고 콘크리트 시편(10)에 흐르는 전류를 측정하도록 이루어진다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치는 침투가능성이 높은 콘크리트 일수록 더 많은 염화이온이 통과하며, 더 높은 전류 값이 측정된다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험용 측정 용기부(100')의 온도는 ±1℃, 전류는 ±1mA(표시분해능 ±0.1mA)로 이루어진다.
도 1의 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치의 시험 장치부(200)는, 전원 공급부(210)와 전류 측정부(220)를 포함하여 이루어진다.
이러한 본 발명의 시험 장치부(200)의 전원 공급부(210)는, 침투성 시험용 측정 용기부(100')에 연결되어, 측정 용기부(100)에 전압을 인가하도록 이루어진다.
이러한 본 발명의 시험 장치부(200)의 전류 측정부(220)는, 전원 공급부(210)로부터 공급된 전압 대비 전류량을 측정하도록 이루어진다.
이러한 본 발명의 시험 장치부(200)의 전원 공급부(210)에는, 교류전압 220V(60Hz), ±10%의 전압이 공급되도록 이루어진다.
도 1의 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치의 단말기부(300)는, 시험 장치부(200)와 연결되어, 데이터 통신 및 제어 명령을 인가하고, 수신한 데이터를 저장, 출력 및 자동제어를 하도록 구성되어진다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 시험장치의 단말기부(300)는, 전류 측정부(220)에서 측정된 전류값, 전하량, 시험시간을 기록하도록 구성되어진다.
도 2 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험 장치를 설명하면 아래와 같다.
본 발명이 염화물 확산계수를 측정하는 시험 장치를 게시하는 것은, 염화물의 이동 확산계수를 측정하여 염화물이 구조물의 내부 철근에 도달하는 시간을 예측하고 내구성 연한을 고려한 구조물 설계 공법에 활용하기 위함이다.
도 2의 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치는, 콘크리트 염화물 확산계수를 측정하는 확산계수 시험용 측정 용기부(100"); 상기 확산계수 시험용 측정 용기부(100")에 연결되어, 적정 전압을 인가하는 시험 장치부(200); 상기 시험 장치부(200)와 연결되어, 데이터 통신 및 설정 변경 명령을 인가하고, 수신한 데이터를 저장, 출력 및 자동제어를 하도록 구성되는 단말기부(300);를 포함하여 이루어진다.
도 2, 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험용 측정 용기부(100")는, 콘크리트에 침투된 염화물의 확산계수를 측정하도록 형성되어진다.
이러한 본 발명의 확산계수 시험용 측정 용기부(100")는, -전극부(120")가 형성되는 플라스틱으로 된 염화나트륨 전위액 용기(121")와, +전극부(110")가 형성되는 고무 슬리브(122")의 내측 하단에 콘크리트 시편(10)을 장착하고 외면을 클램프(123")로 조인 원통형 수산화나트륨 전위액 용기(111")를 포함하여 이루어진다.
이러한 본 발명의 확산계수 시험용 측정 용기부(100")는, 수산화나트륨 전위액 용기(111")는 상기 염화나트륨 전위액 용기(121") 내부 -전극부(120")의 상부에 위치하도록 이루어진다.
이러한 본 발명의 확산계수 시험용 측정 용기부(100")의 +, -전극부(110", 120")에는, DC 30V(±0.1V) 전압이 인가되어진다.
이러한 본 발명의 확산계수 시험용 측정 용기부(100")의 염화나트륨 전위액 용기(121") 측에는 전위 액의 온도를 측정하는 온도센서(130)가 설치되어진다.
이러한 본 발명의 확산계수 시험용 측정 용기부(100")의 콘크리트 시편(10)은 원주형태의 수분이 포화된 상태의 지름 100mm, 두께 50mm로 이루어진다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치는, 콘크리트 시편(10)이 장착된 확산계수 시험용 측정 용기부(100")의 수산화나트륨 전위액 용기(111") 측은 +전극으로 0.3 N의 용액을 채우고, 염화나트륨 전위액 용기(121") 측은 -전극으로 10%의 용액이 채워지며, 전압은 DC 30V(±0.1V)의 전압을 인가하도록 이루어진다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치는, 확산가능성이 높은 콘크리트 일수록 더 많은 염화이온이 통과하며, 더 높은 전류 값이 측정된다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험용 측정 용기부(100")의 온도는 ±1℃, 전류는 ±1mA(표시분해능 ±0.1mA)로 이루어진다.
도 2의 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치의 시험 장치부(200)는, 전원 공급부(210)와 전류 측정부(220)를 포함하여 이루어진다.
이러한 본 발명의 시험 장치부(200)의 전원 공급부(210)는, 확산계수 시험용 측정 용기부(100")에 연결되어, 확산계수 시험용 측정 용기부(100")에 전압을 인가하도록 이루어진다.
이러한 본 발명의 시험 장치부(200)의 전류 측정부(220)는, 전원 공급부(210)로부터 공급된 전압 대비 전류량을 측정하도록 이루어진다.
이러한 본 발명의 시험 장치부(200)의 전원 공급부(210)에는 교류전압 220V (60Hz), 10%의 전압이 인가도록 이루어진다.
도 2의 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치의 단말기부(300)는, 시험 장치부(200)와 연결되어, 데이터 통신 및 제어 명령을 인가하고, 수신한 데이터를 저장, 출력 및 자동제어를 하도록 구성되어진다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치의 단말기부(300)는, 전류 측정부(220)로부터 받은 측정된 전류값, 전하량, 시험시간 및 염화은 침투깊이를 기록하도록 구성되어진다.
도 8의 공정도를 참조하여, 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법은, 먼저 콘크리트 시편(10)을 제작하는 단계(S100)를 실시한다.
다음으로 침투성 시험용 측정 용기부(100') 및 확산계수 시험용 측정 용기부(100")(이하 측정 용기부(100)이라 한다)에 콘크리트 시편(10)을 장착하는 단계(S200)를 실시한다.
이러한 본 발명의 측정 용기부(100)에 콘크리트 시편을 장착하는 단계(S200)는, 침투성 시험용 측정 용기부(100')에 콘크리트 시편을 장착하는 단계(S200')와, 확산계수 시험용 측정 용기부(100")에 콘크리트 시편을 장착하는 단계(S200")를 포함하여 이루어진다.
이러한 본 발명의 침투성 시험용 측정 용기부(100')에 콘크리트 시편을 장착하는 단계(S200')는, 일정한 간격을 두고 수직형태로 마주보는 수산화나트륨 전위액 용기(111')와 염화나트륨 전위액 용기(121')의 단면부에 장착되어진다.
이러한 본 발명의 확산계수 시험용 측정 용기부(100")에 콘크리트 시편을 장착하는 단계(S200")는, 원통형 고무 슬리브(122")의 내측 하단에 콘크리트 시편(10)을 장착하고 고무 슬리브(122") 외면을 클램프(123")로 조여서 수산화나트륨(NaOH) 용액을 담는 수산화나트륨 전위액 용기(111")를 형성하여, 플라스틱으로 된 염화나트륨 전위액 용기(121") 내에 위치하여 이루어진다.
본 발명의 시험 장치부(200)로부터 콘크리트 시편(10)에 적정 전압을 인가하는 단계(S300)와, 단말기부(300)로부터 명령을 받아 전류 측정부(220)에서 상기 측정 용기부(100)에 인가되는 전압 대비 전류량을 측정하는 단계(S400);를 실시한다.
이러한 본 발명의 시험 장치부(200)로부터 콘크리트 시편(10)에 적정 전압을 인가하는 단계(S300)는, 침투성 시험용 측정 용기부(100')의 +, -전극부에는 DC 1 ~ 65V(±0.1V), 규격에 따른 시험을 위하여 바람직하게는 DC 60V의 전압이 인가되며, 시험시간은 6시간을 기준으로 이루어진다.
이러한 본 발명의 시험 장치부(200)로부터 콘크리트 시편(10)에 적정 전압을 인가하는 단계(S300)는, 확산계수 시험용 측정 용기부(100")의 +, -전극부에는 DC 30V(±0.1V)전압이 인가되며, 시험시간은 12시간을 기준으로 이루어진다.
이러한 본 발명의 시험 장치부(200)로부터 콘크리트 시편(10)에 적정 전압을 인가하는 단계(S300)는, 실습실 또는 연구실에서 연구 목적의 실험을 위하여 전압과 시간을 설정 변경하여 인가할 수 있도록 이루어진다.
본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법은, 단말기(300)로 측정 데이터를 저장 및 출력하는 단계(S500)를 더 실시한다. 그리고 설정변경을 명령하거나 시험 장치부(200)를 자동제어 하는 단계(S600)를 더 실시한다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법의 콘크리트 시편(10)은 수분이 포화된 상태의 지름 100mm, 두께 50mm의 원주형태로 준비된다.
본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법은 최대 9개 채널에서 9개의 콘크리트 시편(10)이 동일한 명령에 의해 시험되거나, 또는 개별적으로 명령을 각각 달리 인가하여 시험할 수 있도록 이루어진다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법의 각 채널은 추가해서 설치가 가능하고, 각 채널마다 전압, 전류 제어가 가능하도록 이루어진다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험방법의 각 채널은, 콘크리트 염화물 침투성 시험과 확산계수 시험을 복합적으로 동시 또는 개별적으로 수행할 수 있도록 이루어진다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험방법에서 시험이 끝난 콘크리트 시편(10)은 반으로 절단하여 염화은을 처리하여 침투깊이를 측정한다.
이러한 본 발명의 콘크리트 염화물 확산계수 시험방법에서 시험에서 측정된 콘크리트 시편(10)의 염화은 침투깊이는 단말기부에 입력되도록 이루어진다.
이와 같은 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치는 다음과 같은 장점이 있다.
먼저, 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치는 고체화된 콘크리트 시편에 인위적으로 전압을 인가하여 염화물의 콘크리트 침투성을 시험, 측정하도록 설계되어 있다.
따라서 콘크리트에 염화물의 침투 등급 및 염화물 저항성과, 확산계수를 보다 빠르고 정밀하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치는 시험 규격에 입각하여 총 9개의 채널로 설계되어 있다.
따라서 9개의 콘크리트 시편을 동시에 동일한 명령을 인가하여 측정할 수 있고, 필요에 따라 시차 및 명령을 변경하여 각각 시험할 수 있어 작업 편의성이 매우 높다.
또한, 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치는 인가전압 및 채널 수를 가변시킬 수 있다.
따라서 학교 실습실이나, 대학 연구실에서 연구목적으로 시험을 할 때 인가 전압을 변경하여 시험시간을 단축할 수 있는 장비의 생산이 가능하고, 채널 수를 줄여서 시험 장치를 경량화 할 수 있으며 가격을 다운시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치의 프로그램은 시험 시간대별 전류량을 예측할 수 있다.
따라서 시험 데이터를 미리 확보 하거나, 시험의 필요성 여부를 판단할 수 있어 타사 제품에 비해 매우 우수한 비용 절감형 장치이다.
또한, 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치는 주변 여건에 따라 불규칙한 공급전압을 정확한 직류전압으로 인가한다.
따라서 시험 장치에 안정적이고 지속적인 직류 전압이 인가됨으로 안정되고 신뢰성이 있는 데이터를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 콘크리트 염화물 침투성 및 확산계수 시험장치에 사용되는 공시체는 작고 간편하여 시험을 위한 이동이 편리하고 유지보수가 간편하다.
10 : 콘크리트 시편(공시체; 供試體)
100 : 측정 용기부
100' : 침투성 시험용 측정 용기부
110' : +전극부
111' : 수산화나트륨 전위액 용기
120' : -전극부
121' : 염화나트륨 전위액 용기
100" : 확산계수 시험용 측정 용기부
110" : +전극부
111" : 수산화나트륨 전위액 용기
120" : -전극부
121" : 염화나트륨 전위액 용기
122" : 고무 슬리브
123" : 클램프
130 : 온도센서
200 : 시험 장치부
210 : 전원 공급부
220 : 전류 측정부
300 : 단말기부

Claims (14)

  1. 콘크리트 염화물 침투성 시험장치에 있어서, +전극부(110')가 형성되는 수산화나트륨 전위액 용기(111') 및 -전극부(120')가 형성되는 염화나트륨 전위액 용기(121')를 가지며, 상기 +, -전극부(110', 120')에는 DC 1 ~ 65V(±0.1V) 전압이 인가되는 콘크리트 염화물의 침투성을 측정하는 침투성 시험용 측정 용기부(100');
    상기 침투성 시험용 측정 용기부(100')에 연결되어, 상기 침투성 시험용 측정 용기부(100')에 적정한 전압을 인가하는 전원 공급부(210)와, 상기 전원 공급부(210)로부터 인가된 전압 대비 전류량을 측정하는 전류 측정부(220)를 가지는 시험 장치부(200);
    상기 시험 장치부(200)와 연결되어, 데이터 통신 및 설정 변경 명령을 인가하고, 수신한 데이터를 저장, 출력 및 자동제어를 하도록 구성되는 단말기부(300);를 포함하며,
    상기 시험 장치부(200)는 9개의 시험 채널이 마련되고, 상기 침투성 시험용 측정 용기부(100')의 9개의 콘크리트 시편에 각각의 명령이 인가되고 수행될 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 염화물 침투성 시험장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 양 전위액 용기(111', 121')는, 일정한 간격을 두고 수직형태를 이루고, 상기 수직형태의 마주보는 단면부에는 콘크리트 시편(10)이 장착되며, 상기 염화나트륨 전위액 용기(121') 측에는 전위액의 온도를 측정하는 온도센서(130)가 설치되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 염화물 침투성 시험장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치에 있어서, -전극부(120")가 형성되는 플라스틱으로 된 염화나트륨 전위액 용기(121") 및 +전극부(110")가 형성되는 고무 슬리브(122")의 내측 하단에 콘크리트 시편(10)을 장착하고 외면을 클램프(123")로 조인 원통형 수산화나트륨 전위액 용기(111")를 가지며, 상기 +, -전극부(110", 120")에는 DC 30V(±0.1V) 전압이 인가되는 콘크리트 염화물 확산계수를 측정하는 확산계수 시험용 측정 용기부(100");
    상기 확산계수 시험용 측정 용기부(100")에 연결되어, 상기 확산계수 시험용 측정 용기부(100")에 적정한 전압을 인가하는 전원 공급부(210)와, 상기 전원 공급부(210)로부터 인가된 전압 대비 전류량을 측정하는 전류 측정부(220)를 가지는 시험 장치부(200);
    상기 시험 장치부(200)와 연결되어, 데이터 통신 및 설정 변경 명령을 인가하고, 수신한 데이터를 저장, 출력 및 자동제어를 하도록 구성되는 단말기부(300);를 포함하며,
    상기 시험 장치부(200)는, 9개의 시험 채널이 마련되고, 상기 확산계수 시험용 측정 용기부(100")의 9개의 콘크리트 시편에 각각의 명령이 인가되고 수행될 수 있도록 여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 수산화나트륨 전위액 용기(111")는 상기 염화나트륨 전위액 용기(121") 내부 -전극부(120")의 상부에 위치하며, 상기 염화나트륨 전위액 용기(121") 측에는 전위액의 온도를 측정하는 온도센서(130)가 설치되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 염화물 확산계수 시험장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
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