KR101922632B1 - 모르타르의 유동성 평가 시험 방법 및 그 시험 장치 - Google Patents

모르타르의 유동성 평가 시험 방법 및 그 시험 장치 Download PDF

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Abstract

모르타르의 유동성 평가 시험 방법 및 그 시험 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 굳지 않은 고유동 모르타르 샘플 설정량을 혼합 믹서를 사용하여 준비하는 샘플 준비 단계, 상기 고유동 모르타를 샘플을 유동성 평가 시험 장치의 샘플 로딩 박스에 설정된 정량을 담는 샘플 로딩 단계, 및 샘플 로딩 박스에 삽입된 게이트를 열어 채널 플로의 바닥판을 따라 고유동 모르타르 샘플의 자중에 의한 흐름을 유도하는 흐름 유도 단계를 포함한다.

Description

모르타르의 유동성 평가 시험 방법 및 그 시험 장치{METHOD FOR EVALUATING MORTAR RHEOLOGY, AND THE DEVICE}
본 발명은 모르타르의 유동성 평가 시험 방법 및 그 시험 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빙햄유체(Bingham fluid) 모델로 가정되는 모르타르의 유변학적 거동을 평가하는데 요구되는 재료상수인 항복응력(yield stress)과 소성점도(plastic viscosity)를 측정하기 위한 모르타르의 유동성 평가 시험 방법 및 그 시험 장치에 관한 것이다.
예컨대, 건설 재료 중 가장 많은 양으로 소비되는 콘크리트 재료의 고성능화로 인해 유동성이 큰 고유동 콘크리트의 개발 및 사용이 증가하고 있다.
이러한 고유동 콘크리트의 유동성 또는 작업성 평가를 위해서는 예컨대, 시험규격 KS F 2594 슬럼프 플로 시험을 사용하고 있다. 그러나, 고유동 모르타르에 대해서는 유동성 평가를 위한 시험 규격이 아직 정해지지 않고 있다.
일반적으로, 고유동 모르타르는 5mm 이상의 굵은 골재를 포함하고 있지 않고, 시멘트 페이스트 등의 결합재와 잔골재를 배합하여 제조하는 고유동 시멘트 기반 재료를 가리킨다.
이러한 고유동 시멘트 기반 재료에는 수경성 시멘트 무수축 그라우트도 포함되며, 예컨대, 시험 규격 KS F 4044에서는 윗면 지름 178 mm 깔때기를 이용한 유하 시간 측정으로 모르타르의 유동성을 측정하고 있다.
이러한 방법은 빙햄유체(Bingham fluid) 모델로 가정되는 모르타르의 유변학적 거동을 평가하는 데 한계가 있다. 즉, 빙햄유체 모델에서 요구되는 재료상수인 항복응력(yield stress)과 소성점도(plastic viscosity)를 측정할 수 없는 문제점이 있었다.
여기서, 빙햄유체(Bingham fluid)란 도 7에 도시된 바와 같이, 최소의 항복응력(Yield stree)을 초과할 때까지는 고체처럼 거동하지만, 항복응력 이상이 가해질 때에만 유체로서의 성질을 보이는 유체를 말한다.
본 발명은 빙햄유체(Bingham fluid) 모델로 가정되는 모르타르의 유변학적 거동을 평가하는데 요구되는 재료상수인 항복응력(yield stress)과 소성점도(plastic viscosity)를 측정하기 위한 모르타르의 유동성 평가 시험 방법 및 그 시험 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 굳지 않은 고유동 모르타르 샘플 설정량을 혼합 믹서를 사용하여 준비하는 샘플 준비 단계,
상기 고유동 모르타를 샘플을 유동성 평가 시험 장치의 샘플 로딩 박스에 설정된 정량을 담는 샘플 로딩 단계, 및
샘플 로딩 박스에 삽입된 게이트를 열어 채널 플로의 바닥판을 따라 고유동 모르타르 샘플의 자중에 의한 흐름을 유도하는 흐름 유도 단계를 포함하는 모르타르의 유동성 평가 시험 방법이 제공될 수 있다.
상기 고유동 모르타르 샘플이 채널 플로의 바닥판에서 흐름이 멈출때까지의 시간을 설정 시간 단위로 측정하는 멈춤 시간 측정 단계, 및
상기 고유동 모르타르 샘플이 채널 플로의 바닥판에서 흐름이 멈춘 후 흐름의 길이를 설정 길이 간격으로 측정하는 멈춤 길이 측정 단계를 포함하는 것일 수 있다.
상기 흐름 유도 단계는 상기 게이트를 설정된 열림 시간 내에 여는 게이트 열림 단계를 포함하는 것일 수 있다.
상기 설정된 열림 시간은 게이트 열림시 고유동 모르타르 샘플이 충분히 빠르게 흐를 수 있도록 1초 이내인 것일 수 있다.
상기 흐름 유도 단계는 상기 고유동 모르타르 샘플이 채널 플로의 바닥판을 따라 흐를 수 있도록 채널 플로의 양측부에 설치된 가이드판을 이용하여 가이드 하는 흐름 가이드 단계를 포함하는 것일 수 있다.
상기 흐름 유도 단계는 상기 가이드판의 하부에 설치된 지지대판을 이용하여 상기 가이드판이 상기 채널 플로의 바닥판에 수직이 되도록 지지하기 위한 가이드판 지지 단계를 포함하는 것일 수 있다.
상기 채널 플로는 적어도 300mm~700mm 길이 범위 구간을 갖도록 형성되는 것일 수 있다.
상기 고유동 모르타르 샘플의 흐름이 멈추는 시간(Tf)과 흐름이 멈춘 후 흐름의 길이(Lf)를 측정하면, 하기의 식(1)을 이용하여 항복응력 (τy)을 구하는 것일 수 있다.
τy=24.5*Lf^(-1.94) ----(1)
상기의 항복응력을 이용하여 하기의 식(2)를 이용하여 소성점도(ηp)를 구하는 것일 수 있다.
ηp=τy*0.0677*exp(-118*Lf/Tf)= 1.66*Lf^(-1.94)*exp(-118*Lf/Tf) ---(2)
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 일정한 크기를 갖고 그 내부에 고유동 모르타르 샘플이 담기는 샘플 로딩 박스,
상기 샘플 로딩 박스에 개폐 가능하게 결합되고, 상기 샘플 로딩 박스의 일단부를 열어주기 위한 게이트, 및
상기 샘플 로딩 박스의 일단부에 설정된 길이로 연장 형성되고, 상기 샘플 로딩 박스 내에 담긴 고유동 모르타르 샘플을 흐르게 하기 위한 바닥판을 갖는 채널 플로(channel flow)를 포함하는 모르타르의 유동성 평가 시험 장치가 제공될 수있다.
상기 샘플 로딩 박스의 상단부는 고유동 모르타르 샘플을 담기 위하여 개방 형성되고,
상기 샘플 로딩 박스의 일단부는 상기 게이트가 열어주기 위하여 개방 형성되는 것일 수 있다.
상기 샘플 로딩 박스의 양측면에는 상기 게이트가 개폐 가능하게 삽입되기 위한 삽입홈이 형성되는 것일 수 있다.
상기 게이트에는 상기 게이트를 잡기 위한 손잡이 구멍이 형성되는 것일 수 있다.
상기 채널 플로는 적어도 300mm~700mm 길이 범위 구간을 갖도록 형성되는 것일 수 있다.
상기 채널 플로의 바닥판에는 상기 고유동 모르타르 샘플의 흐름 길이를 용이하게 측정할 수 있도록 일정한 길이 간격으로 눈금이 표시되는 것일 수 있다.
상기 채널 플로의 바닥판 양측부에는 상기 고유동 모르타르 샘플의 상기 채널 플로의 바닥판을 따라 흐를 수 있도록 가이드 하기 위한 가이드판이 설치되는 것일 수 있다.
상기 채널 플로의 바닥판 하부에는 상기 가이드판이 채널 플로의 바닥판에 수직이 되도록 지지하기 위한 지지대판이 설치되는 것일 수 있다.
상기 고유동 모르타르 샘플의 흐름이 멈추는 시간(Tf)과 흐름이 멈춘 후 흐름의 길이(Lf)를 측정하면, 하기의 식(1)을 이용하여 항복응력 (τy)을 구하는 것일 수 있다.
τy=24.5*Lf^(-1.94) ----(1)
상기의 항복응력을 이용하여 하기의 식(2)를 이용하여 소성점도(ηp)를 구하는 것일 수 있다.
ηp=τy*0.0677*exp(-118*Lf/Tf)= 1.66*Lf^(-1.94)*exp(-118*Lf/Tf) ---(2)
본 실시예에 따르면, 빙햄유체(Bingham fluid) 모델로 가정되는 모르타르의 유변학적 거동을 평가하는데 요구되는 재료상수인 항복응력(yield stress)과 소성점도(plastic viscosity)를 간편하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모르타르의 유동성 평가 시험 방법의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모르타르의 유동성 평가 시험 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2의 일부 상세도이다.
도 4는 고유동 모르타르 샘플의 시간에 따른 흐름 상태를 시뮬레이션한 결과를 나타내고 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고유동 모르타르 샘플의 흐름 길이에 따른 항복응력의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고유동 모르타르 샘플의 시간에 따른 길이 변화율과 항복응력에 따른 소성점도 변화율의 상관 관계를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 관련된 빙햄유체 모델을 정의하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는” 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모르타르의 유동성 평가 시험 방법의 개략적인 구성도이다. 하기에서 도면 부호 중 일부는 도 2 및 도 3에 도시된 도면 부호를 인용하고 있다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모르타르의 유동성 평가 시험 방법은, 굳지 않은 고유동 모르타르 샘플 설정량을 혼합 믹서를 사용하여 준비하는 샘플 준비 단계(S10),
상기 고유동 모르타를 샘플을 유동성 평가 시험 장치의 샘플 로딩 박스(100)에 성정된 정량을 담는 샘플 로딩 단계(S20), 및
샘플 로딩 박스(100)에 삽입된 게이트(200)를 열어 채널 플로(300)의 바닥판(310)을 따라 고유동 모르타르 샘플의 자중에 의한 흐름을 유도하는 흐름 유도 단계(S30)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고유동 모르타르 샘플이 채널 플로(300)의 바닥판(310)에서 흐름이 멈출때까지의 시간(Tf)을 설정 시간 단위로 측정하는 멈춤 시간 측정 단계(S40), 및
상기 고유동 모르타르 샘플이 채널 플로(300)의 바닥판(310)에서 흐름이 멈춘 후 흐름의 길이(Lf)를 설정 길이 간격으로 측정하는 멈춤 길이 측정 단계(S50)를 포함할 수 있다.
상기 샘플 준비 단계(S10)에서 고유동 모르타르 샘플은 설정량, 예컨대 1L를 (소형) 강제식 혼합 믹서를 사용하여 혼합하여 준비될 수 있다.
상기 샘플 준비 단계(S10)에서 준비된 고유동 모르타르 샘플은 혼합 믹서를 사용하여 혼합된 후 아직 굳지 않은 상태로 일정한 시간 경과한 시점, 예컨대, 5분 내지 15분 내에 흐름 유도 단계(S30)에서 흐르게 할 수 있다.
상기 흐름 유도 단계(S30)는 상기 게이트(200)를 설정된 열림 시간 내에 여는 게이트 열림 단계(S31)를 포함할 수 있다.
상기 설정된 열림 시간(t)은 게이트(200) 열림시 고유동 모르타르 샘플이 충분히 빠르게 흐를 수 있도록 예컨대, 1초 이내, 바람직하게는 0.5초 이내의 시간일 수 있다.
상기 게이트(200)는 고유동 모르타르 샘플이 새어 나오지 않도록 샘플 로딩 박스(100)의 양측부에 형성된 게이트(200)의 삽입홈(110)과 틈새에 적절한 방수 처리를 행할 수 있다.
상기 채널 플로(300)는 고유동 모르타르 샘플의 자중에 의한 흐름이 유도되도록 수평 상태로 배치될 수 있다.
상기 흐름 유도 단계(S30)는 상기 고유동 모르타르 샘플의 흐름이 채널 플로(300)의 바닥판(310)을 따라 흐를 수 있도록 채널 플로(300)의 양측부에 설치된 가이드판(400)을 이용하여 가이드 하는 흐름 가이드 단계(S32)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 흐름 유도 단계(S30)는 상기 가이드판(400)의 하부에 설치된 지지대판(500)을 이용하여 상기 가이드판(400)이 상기 채널 플로(300)의 바닥판(310)에 수직이 되도록 지지하기 위한 가이드판 지지 단계(S33)를 포함할 수 있다.
상기 고유동 모르타르 샘플의 흐름이 멈추는 시간(Tf)은 설정 시간 단위, 예컨대, 1초 단위로 측정될 수 있다.
또한, 상기 고유동 모르타르 샘플의 흐름이 멈춘 후 흐름의 길이(Lf)는 설정 길이 간격, 예컨대, 5mm 간격으로 측정될 수 있다.
상기에서 고유동 모르타르 샘플의 흐름이 멈추는 시간(Tf)과 흐름이 멈춘 후 흐름의 길이(Lf)를 측정하면, 하기의 식(1)을 이용하여 항복응력 (τy)을 구할 수 있다.
τy=24.5*Lf^(-1.94) ----(1)
또한, 상기의 항복응력을 이용하여 하기의 식(2)를 이용하여 소성점도(ηp)를 구할 수 있다.
ηp=τy*0.0677*exp(-118*Lf/Tf)= 1.66*Lf^(-1.94)*exp(-118*Lf/Tf) ---(2)
여기서, Lf의 단위는 mm, Tf의 단위는 s, 의 단위는 Pa, 의 단위는 Pa·s이다.
이하에서, 도 1, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 모르타르의 유동성 평가 시험 방법의 과정에 대해서 설명한다.
먼저, 굳지 않은 고유동 모르타르 샘플을 설정량, 예컨대 1L를 소형 강제식 혼합 믹서를 사용하여 혼합하여 준비하고(S10),
준비된 굳지 않은 모르타르 샘플을 샘플 로딩 박스(100)(예컨대, 가로 100 mm * 세로 100 mm * 높이100 mm) 내에 설정된 정량을 담고 시험을 준비한다(S20).
그 다음, 손잡이 구멍(210)을 잡고 게이트(200)를 위쪽으로 예컨대, 1초 이내에 빠르게 열어주면(S31), 고유동 모르타르 샘플은 샘플 로딩 박스(100)의 개방된 일단부로부터 채널 플로(300)의 바닥판(310)으로 흐르게 되고, 채널 플로(300)의 바닥판(310)을 따라 고유동 모르타르 샘플의 자중에 의한 흐름이 유도된다(S30).
이 때, 상기 고유동 모르타르 샘플은 가이드판(400)에 의하여 채널 플로(300)의 바닥판(310)을 따라 흐르도록 안내되고, 상기 가이드판(400)은 지지대판(500)에 의하여 채널 플로(300)의 바닥판(310)에 수직이 되도록 지지된다.
그리고, 고유동 모르타르 샘플의 흐름이 멈추는 시간(Tf)을 예컨대, 1초 단위로 측정하고, 고유동 모르타르 샘플의 흐름이 멈춘 후 흐름 길이(Lf)를 예컨대, 5mm 간격으로 측정한다.
이와 같이, 고유동 모르타르 샘플의 흐름이 멈추는 시간(Tf)과 흐름이 멈춘 후 흐름의 길이(Lf)를 측정하면, 하기의 식(1)을 이용하여 항복응력 (τy)을 구할 수 있다.
τy=24.5*Lf^(-1.94) ----(1)
또한, 상기의 항복응력을 이용하여 하기의 식(2)를 이용하여 소성점도(ηp)를 구할 수 있다.
ηp=τy*0.0677*exp(-118*Lf/Tf)= 1.66*Lf^(-1.94)*exp(-118*Lf/Tf) ---(2)
여기서, Lf의 단위는 mm, Tf의 단위는 s, 의 단위는 Pa, 의 단위는 Pa·s이다.
<시험 결과의 유효성>
채널 플로의 길이를 1000mm로 하고, 채널 플로의 폭을 100mm로 하고, 가이드판의 높이를 100~30mm(가이드판은 최대 높이 100mm, 최소 높이 30mm의 테이퍼진 형태)로 설정할 경우, 흐름 길이(Lf)는 0.3m에서 0.7m 사이 일 경우 유효성이 있는 것으로 판정한다.
도 4는 고유동 모르타르 샘플의 시간에 따른 흐름 상태를 시뮬레이션한 결과이다. 흐름 측정 시간(t)은 게이트(200)를 열고 난 직후부터의 시간(t)이다. 흐름 측정 시간(t)이 경과하면서 흐름의 길이가 길어지고 있는 있음을 알 수 있다. 고유동 모르타르 샘플을 본 발명의 시험 방법에 따라 흐름을 유도하면 도 4의 시뮬레이션 결과와 같은 형태의 흐름이 발생한다.
또한, 도 5는 고유동 모르타르 샘플의 흐름 길이에 따른 항복응력의 관계를 나타낸 그래프이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고유동 모르타르 샘플의 시간에 따른 길이 변화율과 항복응력에 따른 소성점도 변화율의 상관 관계를 나타낸 그래프이다. 본 발명의 시험 방법에 따라 2 종류의 모르타르 샘플을 분석한 결과로, 측정값은 상기된 흐름이 멈추는 길이(Lf)와 흐름이 멈추는 시간(Tf)이다. 동일한 배합에 대해 레오미터를 이용하여 항복응력과 소성점도를 측정하였고, 본 발명의 시험 방법에 따른 측정 결과와 상관관계 식 (1)과 식 (2)를 도출한 것이다. 따라서, 본 발명의 시험 방법에 따라 흐름이 멈추는 길이와 시간을 측정하면, 고유동 모르타르 샘플의 재료상수인 항복응력과 소성점도를 구할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모르타르의 유동성 평가 시험 장치의 개략적인 구성도이고, 도 3은 도 2의 일부 상세도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모르타르의 유동성 평가 시험 장치는 하기에서 특별히 설명하는 사항 이외에는 본 발명의 일 실시예에 따른 모르타르의 유동성 평가 시험 방법과 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모르타르의 유동성 평가 시험 장치는, 일정한 크기를 갖고 그 내부에 고유동 모르타르 샘플이 담기는 샘플 로딩 박스(100),
상기 샘플 로딩 박스에 개폐 가능하게 결합되고, 상기 샘플 로딩 박스의 일단부를 열어주기 위한 게이트(200), 및
상기 샘플 로딩 박스(100)의 일단부에 설정된 길이로 연장 형성되고, 상기 샘플 로딩 박스(100) 내에 담긴 고유동 모르타르 샘플을 흐르게 하기 위한 바닥판(310)을 갖는 채널 플로(300)를 포함할 수 있다.
여기서, 고유동 모르타르는 5mm 이상의 굵은 골재를 포함하고 있지 않고, 시멘트 페이스트 등의 결합재와 잔골재를 배합하여 제조하는 고유동 시멘트 기반 재료를 가리킨다.
상기 샘플 로딩 박스(100)는 일정한 크기를 가지고 있으며, 예컨대, 가로(L) 100mm, 세로(W) 100mm, 높이(H) 100mm의 크기를 가질 수 있다.
상기 샘플 로딩 박스(100)의 상단부는 고유동 모르타르 샘플을 담기 위하여 개방 형성되고,
상기 샘플 로딩 박스(100)의 일단부는 상기 게이트가(200) 열어주기 위하여 개방 형성될 수 있다.
상기 샘플 로딩 박스(100)의 양측면에는 상기 게이트(200)가 개폐 가능하게 삽입되기 위한 삽입홈(110)이 일정한 크기로 형성될 수 있다.
상기 게이트(200)와 상기 삽입홈(110)의 틈새에는 고유동 모르타르 샘플이 새어 나오지 않도록 적절한 방수 처리를 행할 수 있다.
상기 게이트(200)를 열어 주는 시간은 상기 게이트를 열었을 때 상기 고유동 모르타르 샘플의 자중에 의한 흐름이 유도될 수 있도록 충분히 빠른 시간 내에, 예컨대, 0.5초 내지 1초 이내의 시간 일 수 있다.
또한, 상기 게이트(200)에는 상기 게이트(200)의 개폐를 위하여 상기 게이트(200)를 잡기 위한 손잡이 구멍(210)이 일정한 크기로 형성될 수 있다.
상기 채널 플로(300)는 고유동 모르타르 샘플의 자중에 의한 흐름이 유도되도록 수평 상태로 배치될 수 있다.
상기 채널 플로(300)는 설정된 길이 범위 내의 길이(L1), 예컨대, 1000mm 길이를 가질 수 있다. 상기 채널 플로(300)는 예컨대, 적어도 300mm~700mm 길이 범위 구간(L2)을 갖도록 형성될 수 있는데, 이와 같이 길이 범위를 한정하는 이유는, 상기 채널 플로(300)의 길이가 300mm 이하에서는 고유동 모르타르 샘플의 유동성 보다는 자중에 의하여 무너지는 형태로 변형되며, 상기 채널 플로(300)의 길이가 700mm 이상에서는 대체로 고유동 모르타르 샘플이 재료 분리 현상이 발생되기 때문이다. 따라서, 상기 채널 플로(300)의 바닥판의 길이 300~700mm 구간(L2)에서 고유동 모르타르 샘플의 흐름 멈춤 길이 측정 구간일 수 있다.
또한, 상기 채널 플로(300)는 설정된 폭, 예컨대 100mm의 폭을 가질 수 있다.
상기 채널 플로의 바닥판(310)에는 상기 고유동 모르타르 샘플의 흐름 길이를 용이하게 측정할 수 있도록 일정한 길이, 예컨대 5mm~1mm 간격으로 눈금을 표시할 수 있다.
상기 채널 플로(300)의 바닥판(310) 양측부에는 상기 고유동 모르타르 샘플의 상기 채널 플로(300)의 바닥판(310)을 따라 흐를 수 있도록 가이드 하기 위한 가이드판(400)이 설치될 수 있다.
상기 가이드판(400)은 상기 고유동 모르타르 샘플이 상기 채널 플로(300)의 바닥판(310)을 따라 용이하게 흐를 수 있도록 상기 바닥판(310)의 양측부에 수직 방향으로 배치될 수 있다.
상기 가이드판(400)은 상기 고유동 모르타르 샘플이 상기 채널 플로(300)의 바닥판(310)을 따라 보다 용이하게 흐를 수 있도록 최대 설정 높이(예컨대, 100mm)를 갖는 일단부로부터 최소 설정 높이 (예컨대, 30mm)를 갖는 타단부로 갈수록 테이퍼진 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 채널 플로(300)의 바닥판(310) 하부에는 상기 가이드판(400)이 채널 플로(300)의 바닥판(310)에 수직이 되도록 지지하기 위한 지지대판(500)이 설치될 수 있다.
상기 지지대판(500)은 상기 가이드판(400)이 상기 채널 플로(300)의 바닥판(310)에 수직이 되도록 보다 견고하게 지지하기 위하여 상기 채널 플로(300)의 바닥판(310) 하부에 일정한 간격으로 복수개 설치될 수 있다.
상기 채널 플로(300)에는 상기 게이트(200)를 지지하기 위한 지지봉(600)이 설치될 수 있으며, 상기 지지봉(600)은 상기 게이트(200)의 개폐에 지장을 주지 않으면서 상기 게이트(200)을 지지할 수 있도록 상기 게이트(200)의 개방된 일단부와 일정한 간극을 두고 설치될 수 있다.
상기 고유동 모르타르 샘플이 상기 채널 플로(300)의 바닥판(310)을 따라 흐르다가 흐름이 멈추는 시간(Tf)은 예컨대, 1초 단위로 측정될 수 있으며, 상기 고유동 모르타르 샘플의 흐름이 멈춘 후 흐름의 길이(Lf)는 설정된 길이 간격, 예컨대 5mm 간격으로 측정될 수 있다.
상기에서 고유동 모르타르 샘플의 흐름이 멈추는 시간(Tf)과 흐름이 멈춘 후 흐름의 길이(Lf)를 측정하면, 하기의 식(1)을 이용하여 항복응력 (τy)을 구할 수 있다.
τy=24.5*Lf^(-1.94) ----(1)
또한, 상기의 항복응력을 이용하여 하기의 식(2)를 이용하여 소성점도(ηp)를 구할 수 있다.
ηp=τy*0.0677*exp(-118*Lf/Tf)= 1.66*Lf^(-1.94)*exp(-118*Lf/Tf) ---(2)
여기서, Lf의 단위는 mm, Tf의 단위는 s, 의 단위는 Pa, 의 단위는 Pa·s이다.
100: 샘플 로딩 박스 110: 삽입홈
200: 게이트 210: 손잡이 구멍
300: 채널 플로 310: 바닥판
400: 가이드판 500: 지지대판

Claims (19)

  1. 굳지 않은 고유동 모르타르 샘플 설정량을 혼합 믹서를 사용하여 준비하는 샘플 준비 단계,
    상기 고유동 모르타르 샘플을 유동성 평가 시험 장치의 샘플 로딩 박스에 설정된 정량을 담는 샘플 로딩 단계, 및
    샘플 로딩 박스에 삽입된 게이트를 열어 채널 플로의 바닥판을 따라 고유동 모르타르 샘플의 자중에 의한 흐름을 유도하는 흐름 유도 단계
    를 포함하고,
    상기 고유동 모르타르 샘플의 흐름이 멈추는 시간(Tf)과 흐름이 멈춘 후 흐름의 길이(Lf)를 측정하면, 하기의 식(1)을 이용하여 항복응력 (τy)을 구하는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 방법.
    τy=24.5*Lf^(-1.94) ----(1)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고유동 모르타르 샘플이 채널 플로의 바닥판에서 흐름이 멈출때까지의 시간을 설정 시간 단위로 측정하는 멈춤 시간 측정 단계, 및
    상기 고유동 모르타르 샘플이 채널 플로의 바닥판에서 흐름이 멈춘 후 흐름의 길이를 설정 길이 간격으로 측정하는 멈춤 길이 측정 단계를 포함하는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흐름 유도 단계는 상기 게이트를 설정된 열림 시간 내에 여는 게이트 열림 단계를 포함하는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 설정된 열림 시간은 게이트 열림시 고유동 모르타르 샘플이 충분히 빠르게 흐를 수 있도록 1초 이내인 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 흐름 유도 단계는 상기 고유동 모르타르 샘플이 채널 플로의 바닥판을 따라 흐를 수 있도록 채널 플로의 양측부에 설치된 가이드판을 이용하여 가이드 하는 흐름 가이드 단계를 포함하는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 흐름 유도 단계는 상기 가이드판의 하부에 설치된 지지대판을 이용하여 상기 가이드판이 상기 채널 플로의 바닥판에 수직이 되도록 지지하기 위한 가이드판 지지 단계를 포함하는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 채널 플로는 적어도 300mm~700mm 길이 범위 구간을 갖도록 형성되는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 방법.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기의 항복응력을 이용하여 하기의 식(2)를 이용하여 소성점도(ηp)를 구하는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 방법.
    ηp=τy*0.0677*exp(-118*Lf/Tf)= 1.66*Lf^(-1.94)*exp(-118*Lf/Tf) ---(2)
  10. 일정한 크기를 갖고 그 내부에 고유동 모르타르 샘플이 담기는 샘플 로딩 박스,
    상기 샘플 로딩 박스에 개폐 가능하게 결합되고, 상기 샘플 로딩 박스의 일단부를 열어주기 위한 게이트, 및
    상기 샘플 로딩 박스의 일단부에 설정된 길이로 연장 형성되고, 상기 샘플 로딩 박스 내에 담긴 고유동 모르타르 샘플을 흐르게 하기 위한 바닥판을 갖는 채널 플로(channel flow)
    를 포함하고,
    상기 고유동 모르타르 샘플의 흐름이 멈추는 시간(Tf)과 흐름이 멈춘 후 흐름의 길이(Lf)를 측정하면, 하기의 식(1)을 이용하여 항복응력 (τy)을 구하는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 장치.
    τy=24.5*Lf^(-1.94) ----(1)
  11. 제10항에 있어서,
    상기 샘플 로딩 박스의 상단부는 고유동 모르타르 샘플을 담기 위하여 개방 형성되고,
    상기 샘플 로딩 박스의 일단부는 상기 게이트가 열어주기 위하여 개방 형성되는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 샘플 로딩 박스의 양측면에는 상기 게이트가 개폐 가능하게 삽입되기 위한 삽입홈이 형성되는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 게이트에는 상기 게이트를 잡기 위한 손잡이 구멍이 형성되는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 채널 플로는 적어도 300mm~700mm 길이 범위 구간을 갖도록 형성되는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 채널 플로의 바닥판에는 상기 고유동 모르타르 샘플의 흐름 길이를 용이하게 측정할 수 있도록 일정한 길이 간격으로 눈금이 표시되는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 채널 플로의 바닥판 양측부에는 상기 고유동 모르타르 샘플의 상기 채널 플로의 바닥판을 따라 흐를 수 있도록 가이드 하기 위한 가이드판이 설치되는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 채널 플로의 바닥판 하부에는 상기 가이드판이 채널 플로의 바닥판에 수직이 되도록 지지하기 위한 지지대판이 설치되는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 장치.
  18. 삭제
  19. 제10항에 있어서,
    상기의 항복응력을 이용하여 하기의 식(2)를 이용하여 소성점도(ηp)를 구하는 것인 모르타르의 유동성 평가 시험 장치.
    ηp=τy*0.0677*exp(-118*Lf/Tf)= 1.66*Lf^(-1.94)*exp(-118*Lf/Tf) ---(2)
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