KR20110055310A - 콘크리트 단열온도상승 실험장치 및 이를 이용한 콘크리트 단열온도상승 실험방법 - Google Patents

콘크리트 단열온도상승 실험장치 및 이를 이용한 콘크리트 단열온도상승 실험방법 Download PDF

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Abstract

콘크리트 단열온도상승 실험장치 및 이를 이용한 콘크리트 단열온도 실험방법이 개시된다. 이러한 장치는 콘크리트가 내부에 담겨 경화되는 하우징의 외면을 에워싸서, 하우징의 내부와 외부를 단열시키는 단열수단을 구비하고, 콘크리트의 단열온도상승을 검출하는 다수의 센서를 구비한 온도검출수단을 구비하며, 상기 온도검출수단에 의해서 검출된 온도를 외부로 표시하는 디스플레이와, 온도 데이터를 데이터 기억수단 내에 저장하는 소형 컴퓨터로 이루어진 데이터 측정수단을 포함하는 구성으로 이루어진다.
이에 단열온도상승 실험 시, 고가의 특수장비를 사용하던 방법과는 달리 저렴한 비용으로 제작 가능하여 다양한 콘크리트에 대한 수화 발열특성을 단열상태에서 쉽게 실험하고 정확하게 측정할 수 있으며, 콘크리트 중심부뿐만 아니라 실험자가 원하는 위치별 온도측정이 가능하고, 콘크리트 수축센서나 위치별 온도측정 센서, 기타 실험에 필요한 센서 등을 데이터 측정수단에 연결하여 다양한 실험을 동시에 수행할 수 있게 되어 매우 유용한 효과가 얻어진다.
크리트, 수화열, 단열온도상승실험, 온도센서, 단열온도상승 실험장치

Description

콘크리트 단열온도상승 실험장치 및 이를 이용한 콘크리트 단열온도상승 실험방법{EQUIPMENT FOR MEASURING ADIABATIC TEMPERATURE RISE OF CONCRETE AND ADIABATIC TEMPERATURE RISE OF CONCRETE TESTING METHOD}
본 발명은 콘크리트의 단열온도상승을 실험하기 위한 장치 및 이를 이용한 콘크리트의 단열온도 실험방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 특정의 고가 전문장비를 이용하지 않고서도 저렴한 비용으로 제작가능하고, 외기 온도의 영향을 받지 않는 상태에서 콘크리트의 양생 시 발생되는 단열온도를 정확하게 실험하고 데이터를 측정할 수 있음으로써 콘크리트의 수화열에 관련된 콘크리트의 품질관리를 우수하게 실행할 수 있도록 된 콘크리트 단열온도상승 실험장치 및 콘크리트의 단열온도 실험방법에 관한에 관한 것이다.
근래에 많이 사용되는 고강도 콘크리트는 시멘트의 사용량이 많기 때문에 콘크리트가 굳어져 가는 양생 과정에서 콘크리트 내부에 상당한 양의 열(熱)이 발생한다.
이와 같은 열(熱)은 이른바 수화열로서, 이는 콘크리트 내부에 발생하는 열이 클수록 외부와의 온도차이가 크게 발생하게 되어 균열발생의 원인이 되고, 콘크 리트 구조물의 내력 및 내구성 저하 등 여러 가지 문제점을 야기하기 때문에 양생작업시 정밀하게 관리되어야 한다.
따라서 당 업계에서는 많은 연구자들에 의해서 이러한 콘크리트의 양생시, 수화열 발생에 따른 문제점을 감소시키기 위한 연구들이 진행되고 있다.
이러한 연구를 진행함에 있어 수반되어야 할 실험이 단열온도 상승실험인데, 이와 같은 단열온도 상승실험에 사용되는 종래의 실험기기는 매우 고가(高價)이고, 실험방법도 복잡하여 보편적으로 사용하기가 매우 어렵다.
특히, 콘크리트의 수화특성을 평가하기 위해서는 단열온도 실험을 통한 단열온도 상승곡선을 측정하여야 하는데, 이를 위해 전문적으로 제작된 기성품의 측정장비를 구입하기 위한 비용이 매우 많이 들어서, 보통의 연구실에서는 이러한 전문기기를 구축하기가 매우 곤란하며, 실험방법 또한 전문기기를 제작한 업체에서 제시한 방법을 따라야 하기 때문에 적절한 단열온도 상승실험을 진행하기가 매우 어렵다.
또한 종래에는 이와 같은 고가의 단열온도 실험 및 측정용 전문기기를 이용하는 대신에, 대략 300×300×300mm 정도의 육면체 크기를 갖고, 두께 약 1cm 정도의 스티로폼 박스를 이용하여 내부에 실험용 콘크리트를 채우며, 스티로폼 박스 내의 실험용 콘크리트에는 온도계를 꽂아 콘크리트의 양생시, 콘크리트의 내부에서 발생되는 온도를 측정하는 간이적 방법이 사용되고 있다.
그러나 이와 같은 종래의 간이 실험방식은 스티로폼 박스 내에 채워 넣는 콘크리트의 양(量)이 적고, 스티로폼 박스의 두께가 얇기 때문에 열 손실률이 높으 며, 단순히 콘크리트의 발열량을 측정하는 데에 그치고 있어서 정밀한 수화열의 측정이 불가능하다.
특히, 요즘 들어 콘크리트 압축강도가 180MPa를 상회하는 초고성능 콘크리트의 경우와, 콘크리트의 압축강도가 높으면서도 자기 충전특성을 갖는 고성능 콘크리트(압축강도 40MPa 이상)의 경우와 같은 시멘트 사용량이 많은 콘크리트에서는 기존 보통강도(20-30MPa)의 콘크리트에서 나타났던 수화 발열특성과는 매우 상이한 수화 발열특성을 보인다.
따라서 이들 특수 콘크리트에 대한 수화 발열특성을 정확하게 파악하기 위하여 단열온도 상승실험에 대한 업계의 요구가 많아질 것으로 예상되며, 이와 같은 특수 콘크리트에 대한 수화 발열특성을 쉽게 실험하고, 측정할 수 있는 기술 개발이 당 업계에서는 절실하게 요구되고 있는 상황이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 특정의 전문 고가장비를 이용하지 않고서도 실내에서 외기온도의 영향을 받지 않는 상태에서 단열온도상승 실험을 쉽게 실행할 수 있고, 그 측정값을 정확하게 얻어서 실제 작업에 활용할 수 있음으로써, 콘크리트의 양생 시 수화열에 관련된 콘크리트 품질관리를 우수하게 할 수 있도록 된 콘크리트 단열온도상승 실험장치 및 콘크리트의 단열온도 실험방법을 제공하는 데 있다.
그리고 본 발명의 다른 목적은 실험용 콘크리트의 내부에 온도측정용 센서를 위치별로 다수 매설하여 다양한 지점에서 데이터를 측정할 수 있고, 실험용 콘크리트의 양생시 온도가 올라가면 외부로의 열손실 없이 콘크리트 발열량을 정확하게 측정할 수 있음으로써 실험 결과에 대한 매우 우수한 신뢰성을 가질 수 있도록 된 콘크리트 단열온도상승 실험장치 및 콘크리트의 단열온도 실험방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 콘크리트 단열온도상승 실험장치는, 콘크리트가 내부에 담겨 경화되는 상부 개방형의 몸체와, 상기 몸체의 상부 개방 면을 닫는 덮개를 구비한 하우징; 상기 하우징의 외면을 에워싸서, 하우징의 내부와 외부를 단열시킴으로써 하우징내의 콘크리트 경화 시, 외부의 온도영향을 차단하는 단열수단; 상기 하우징의 내부에 배치되어 콘크리트의 단열온도상승을 검출 하는 다수의 센서를 구비한 온도검출수단; 및 상기 온도검출수단의 센서에 전기적으로 연결되어 검출된 온도를 외부로 표시하는 디스플레이를 구비하고, 온도 데이터를 데이터 기억수단 내에 저장하는 소형 컴퓨터로 이루어진 데이터 측정수단;를 포함하여 콘크리트의 수화열을 단열상태로 측정하도록 구성된 것이다.
따라서 본 발명은 단열온도상승 실험 시, 고가의 특수장비를 사용하던 방법과는 달리 저렴한 비용으로 제작가 능하여 다양한 콘크리트에 대한 수화 발열특성을 쉽게 실험하고 평가할 수 있다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 하우징 및 단열수단이 상부에 안치되는 프레임을 추가 포함하고, 상기 프레임의 하부에는 다수의 이동바퀴가 장착되어 이동 가능한 구조이며, 상기 프레임의 상부에는 "ㄴ"형 단면을 유지하면서 상부로 돌출되어 상기 단열수단의 사방 모서리를 내측 면에서 지지하도록 된 고정틀을 형성하고, 상기 프레임은 지면으로부터 적어도 10cm 상부 측으로 이격되어 지면으로부터 온도 영향을 받지 않도록 구성된 것이다.
이와 같이 본 발명은 바퀴를 이용하여 이동가능하게 되어 사용이 편리하며, 실험도중에 외부로부터 온도 영향을 최소화할 수 있다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 하우징은 몸체가 목판 또는 철판으로 제작된 사각 박스형의 구조를 갖추고, 가로×세로×높이 각각 500×500×500mm 내지 750×750×750mm의 정육면체 크기로 형성되며, 덮개는 센서에 연결된 전선이 관통하도록 형성된 인출 홈을 일 측에 구비한 것이다.
따라서 본 발명은 실내에서 실험하기 적합한 125리터 내지 422리터에 해당하 는 콘크리트 용적을 갖출 수 있으며, 덮개가 하우징에 안정적으로 덮게 되어 실험 도중에 덮개를 통한 열손실을 최소화할 수 있다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 단열수단은 적어도 5 ~ 15cm 두께의 스티로폼으로 이루어지고, 상기 하우징의 몸체와 덮개의 외면에 일체로 부착되어 하우징을 외부와 단열시키는 것이다.
이와 같이 본 발명은 실험도중에 콘크리트를 외부에 대해 단열적으로 차단시 킬수 있어서 외부온도 영향을 최소화하고, 정확한 측정값을 얻을 수 있다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 온도검출수단은 상기 하우징의 내부에 복수의 거치대를 횡(橫)으로 나란하게 장착하고, 상기 거치대의 사이를 연결하는 다수의 와이어를 구비하여 하우징의 내부에서 원하는 위치에 센서를 다수 고정시키도록 구성된 것이다.
따라서 본 발명은 거치대와 와이어를 이용하여 센서의 장착위치를 변경시킬 수 있음으로써 콘크리트 중심부뿐 만 아니라 실험자가 원하는 위치에서 온도측정이 가능하고, 시험체 내부의 수축실험 등을 동시에 할 수 있게 된다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 거치대와 와이어는 하우징의 몸체 중간 높이에서 몸체 벽체로부터 중앙 측으로 이격된 공간에 배치된 것이다.
이를 통하여 본 발명은 종래의 고가의 전문기기와 같이 실험용 콘크리트의 중앙부분에 센서를 배치할 수 있어서, 종래와 동일한 조건으로 실험 용 콘크리트의 양생중에 발생되는 수화열을 직접 측정할 수 있게 된다.
나아가. 콘크리트 단열온도상승 실험장치를 이용한 콘크리트 단열온도상승 실험방법은,
콘크리트가 내부에 담겨 경화되는 상부 개방형의 몸체와, 상기 몸체의 상부 개방 면을 닫는 덮개를 구비한 하우징; 상기 하우징의 외면을 에워싸서, 하우징의 내부와 외부를 단열시킴으로써 하우징내의 콘크리트 경화 시, 외부의 온도영향을 차단하는 단열수단; 상기 하우징의 내부에 배치되어 콘크리트의 단열온도상승을 검출하는 다수의 센서를 구비한 온도검출수단; 및 상기 온도검출수단의 센서에 전기적으로 연결되어 검출된 온도를 외부로 표시하는 디스플레이를 구비하고, 온도 데이터를 데이터 기억수단 내에 저장하는 소형 컴퓨터로 이루어진 데이터 측정수단;을 구비하고,
상기 하우징 내부에 콘크리트를 투입한 후, 상기 몸체의 상부 개방면을 닫는 덮개와 스티로폼과 같은 단열수단으로 마감하고, 소정의 시간에 걸쳐 상기 콘크리트의 단연온도 상승갑을 측정하는 단계를 포함하도록 하게 된다.
본 발명에 따른 콘크리트 단열온도상승 실험장치에 의하면 단열온도상승 실험 시, 고가의 특수장비를 사용하던 방법과는 달리 저렴한 비용으로 제작 가능하여 다양한 콘크리트에 대한 수화 발열특성을 쉽게 실험하고 정확하게 측정할 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.
또한 본 발명에 의하면 외기의 영향을 받지 않는 단열하우징 내에 실험용 콘크리트를 장입하고, 그 내부에 온도측정용 센서를 위치별로 다수 매입하여 다양한 지점에서 데이터를 측정하며, 실험용 콘크리트의 양생시 온도가 올라가면 외부로의 열손실 없이 콘크리트 발열량을 정확하게 측정할 수 있다.
따라서 본 발명에 의하면 콘크리트 양생 시 발생되는 수화열에 관련된 신뢰할 수 있는 실험 결과를 얻을 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에서 제시한 콘크리트 단열온도상승 실험장치(100)의 개요도를 나타낸 것이다. 도 1에 대해 설명하면 본 발명의 콘크리트 단열온도상승 실험장치(100)는 콘크리트(C)가 내부에 담겨 경화되는 상부 개방형의 몸체(112)와, 상기 몸체(112)의 상부 개방 면을 닫는 덮개(114)를 구비한 하우징(110)을 구비한다.
그리고 상기 하우징(110)의 외면을 에워싸서 하우징(110)의 내부와 외부를 단열시킴으로써 하우징(110) 내의 콘크리트 경화 시, 외부의 온도영향을 차단하는 단열수단(130)을 구비한다.
상기 하우징(110)은 몸체(112)가 목판 또는 철판으로 제작된 사각 박스형의 구조를 갖추고, 예컨대, 가로×세로×높이 각각 500×500×500mm 내지 750×750×750mm의 정육면체 크기로 형성되며, 덮개(114)는 이후에 설명되는 온도검출수단(170)의 센서(172)에 연결된 전선(172a)이 관통하도록 형성된 인출 홈(116)을 일측에 구비한 것이다.
즉, 상기 하우징(110)은 6개 면을 목판 또는 철판을 이용하여 정육면체로 만든다. 이때 5개 면은 콘크리트를 부어 넣을 수 있도록 고정하고, 콘크리트를 채우 고 난 뒤, 나머지 개방된 1개 면을 막는 덮개(114)에 대해서도 동일의 재질과 크기로 제작한다.
상기에서 하우징(110)은 실내실험이 가능한 단열온도 상승실험에 대해 가로×세로×높이 각각 500×500×500mm 내지 750×750×750mm의 정육면체 크기로 형성되는 것이 바람직한데, 이는 각각 콘크리트 용적으로 125리터(L) 내지 422리터에 해당하는 크기로서, 콘크리트 믹서와 시험체 제작 후 보관상 문제를 고려할 때, 이 범위에 해당하는 크기가 적절하다고 판단하여 이 같은 범위에 있는 정육면체 크기로 결정한 것이다.
그리고 상기 단열수단(130)은 적어도 5 ~ 15cm 두께의 스티로폼(132)으로 이루어지고, 상기 하우징(110)의 몸체(112)와 덮개(114)의 외면에 일체로 접착제 또는 테이프를 포함하는 접착수단(미 도시)에 의해서 부착되어 하우징(110)을 외부와 단열시키는 구조이다.
즉 단열수단(130)은 콘크리트 자체에서 발생하는 온도만을 측정하기 위해 외기(外氣)의 온도의 영향을 받지 않도록 두께 5 ~ 15cm의 단열재인 발포스티로폼(132)을 사용하여 정육면체가 되도록 총 6개 면을 둘러싸도록 한다.
이때, 스티로폼(132)의 두께가 5cm 미만이면 단열성능이 부족하여 외기 온도에 영향을 받을 수 있고, 15cm 이상이면 장치 크기가 과도하게 커질 수 있어서 바람직하지 않다. 이와 같은 스티로폼(132)은 그 두께가 10cm이면 가장 바람직하다. 이와 같이 스티로폼(132)의 두께가 10cm로 되면 표면 열전달계수가 2W/㎡℃로 되어 외부로의 열손실량을 효과적으로 줄일 수 있다
그리고 본 발명에 따른 콘크리트 단열온도상승 실험장치(100)는 상기 하우징(110) 및 단열수단(130)이 상부에 안치되는 프레임(150)을 포함하는데, 이와 같은 프레임(150)은 도 2에 도시된 바와 같이, 그 하부에 다수의 바퀴(152)가 장착되어 이동 가능한 구조이며, 상기 프레임(150)의 상부에는 "ㄴ"형 단면을 유지하면서 상부로 돌출되어 상기 단열수단(130)의 사방 모서리를 내측 면에서 지지하도록 된 고정틀(154)을 형성한다.
또한 상기 프레임(150)은 다수의 바퀴(152)들로 인하여 지면으로부터 적어도 10cm 높이 차(△h)로 상부 측으로 이격되어 지면으로부터 온도 영향을 받지 않도록 구성된 것이다.
이와 같이 본 발명에 따른 콘크리트 단열온도상승 실험장치(100)는 하부에 하우징(110) 및 단열수단(130)을 올려놓을 수 있도록 프레임(150)을 설치하고, 그 하단부 4방 모서리에 이동식 바퀴(152)를 4개 설치하여 자유로운 이동이 가능하다.
또한 하우징(110) 및 단열수단(130)이 지면으로부터 10cm 이상 높이 차(△h)가 나도록 높이 배치한 것이어서 단열실험 시 지면의 영향에 의한 열손실을 효과적으로 줄일 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 콘크리트 단열온도상승 실험장치(100)는 상기 하우징(110)의 내부에 배치되어 콘크리트의 단열온도상승을 검출하는 다수의 센서(172)를 구비한 온도검출수단(170)을 구비하고, 상기 온도검출수단(170)의 센서(172)에 전기적으로 연결된 데이터 측정수단(190)을 구비한다.
이와 같은 데이터 측정수단(190)은 센서(172)에서 검출된 온도를 외부로 표 시하는 디스플레이(192)를 구비하고, 온도 데이터를 데이터 기억수단(미 도시) 내에 저장하는 소형 컴퓨터(194)로 이루어진 것이다.
상기 온도검출수단(170)은 도 3에 평면도로서 도시된 바와 같이, 상기 하우징(110)의 내부에 복수의 거치대(174)를 횡(橫)으로 나란하게 장착하고, 상기 거치대(174)의 사이를 다수의 와이어(176)로 연결한 다음, 상기 와이어(176) 상에서 하우징(110)의 내부 원하는 위치에 센서(172)를 다수 고정시킨 구조이다.
이와 같은 구조에서 상기 거치대(174)와 와이어(176)는 바람직하게는 하우징(110)의 몸체(112) 중간 높이(h1)에서 몸체(112) 벽체로부터 중앙 측으로 일정간격(S) 이격된 공간에 나란하게 배치된 것이다.
이와 같이 거치대(174)와 와이어(176)가 하우징(110)의 몸체(112) 중간 높이(h1)에서 몸체(112) 벽체로부터 중앙 측으로 일정간격(S) 이격되어 설치됨으로써 이에 장착되는 센서(172)들은 실험용 콘크리트(C)의 중앙부분에 배치되기 때문에 실험 용 콘크리트의 양생 중에 발생되는 수화열을 직접 측정할 수 있게 된다.
또한 거치대(174)와 와이어(176)를 이용하여 센서(172)의 장착위치를 임의로 변경시킬 수 있음으로써 콘크리트(C) 중심부뿐만 아니라 실험자가 원하는 위치에서 온도측정이 가능하고, 시험체 내부의 수축실험 등을 동시에 할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 콘크리트 단열온도상승 실험장치(100)의 유용성을 입증하기 위하여 일련의 실험을 실시하였다.
<실험예>
본 실험에서는 500×500×500mm의 콘크리트(C)를 부어넣을 수 있는 하우 징(110)을 제작하였다. 그리고 실험용 콘크리트(C) 자체에서 발생하는 온도만을 측정하기 위하여 외기의 온도의 영향을 받지 않도록 두께 10cm의 단열수단(130)인 발포스티로폼(132)을 사용하여 정육면체가 되도록 상기 하우징(110)의 총 5개 면을 둘러싸도록 제작하고, 덮개(114)의 나머지 1개면에 대해서도 동일의 재질과 크기로 발포스티로폼(132)을 부착하였다.
이와 같이 10cm의 단열재인 발포스티로폼(132)을 하우징(110)에 덮어 일체화를 함으로써 표면 열전달계수가 2W/㎡℃로 되도록 하고 열손실량을 효과적으로 줄일 수 있었다.
또한 덮개(114)에는 약간의 홈(116)을 내어 센서(172)의 전선(172a)을 외부로 뺄 때 한 방향으로 나오도록 하고, 덮개(114)가 제대로 덮혀질 수 있도록 하였다.
그리고 이와 같이 제작된 하우징(110)의 내부에는 복수의 거치대(174)와 5개의 와이어(176)를 일정 간격으로 연결한 다음, 상기 와이어(176)에는 실험용 콘크리트(C)의 온도를 측정하기 위한 센서(172)를 5개 매입하고, 이를 데이터 측정수단(190)에 연결하여 준비하였다.
아래의 표 1은 본 실험에서 하우징(110)의 내부에 투입되는 실험용 초고성능 콘크리트(C)의 배합설계를 나타낸 것이다.
항목 W/B 시멘트 실리카퓸 모래 충전재 고성능감수제 강섬유
상대비 0.2 1 0.25 1.1 0.3 0.02 전체 체적에 대한
부피비 2%(Vf=2%)
본 실험에서 사용된 초고성능 콘크리트(C)는 물-결합재비(W/B)를 20%로 하였고, 시멘트를 기준으로 각각의 재료를 중량비로 나타내었다. 여기서, 강섬유는 초고성능 콘크리트(C)의 전체 체적에 대한 2%로 하였다.
그리고 이와 같은 실험용 초고성능 콘크리트(C)를 본 발명에 따른 콘크리트 단열온도상승 실험장치(100)의 하우징(110)내에 장입하고, 덮개(114)를 덮은 다음, 250시간에 걸쳐서 단열온도 상승값을 측정하였다.
또한 본 발명과 비교실험하기 위하여 종래의 고가의 전문기기를 이용하여 상기와 동일한 배합의 실험용 초고성능 콘크리트(C)에 대해 단열온도 상승실험을 수행하고, 그 단열온도 측정값을 도 4a에 그래프(G1)로서 출력하였다.
도 4b는 본 발명에 따른 콘크리트 단열온도상승 실험장치(100)에 의해서 250시간동안 측정된 단열온도 상승값을 나타낸 그래프(G2)이다.
도 5는 종래의 고가의 전문기기를 이용하여 얻어진 도 4a의 단열온도 상승값과, 본 발명의 콘크리트 단열온도상승 실험장치(100)에 의해서 얻어진 도 4b의 단열온도 상승값을 손실량을 고려하여 단열온도상승 곡선으로 수정하고, 이를 나란하게 함께 나타낸 그래프(G1)(G2)이다.
이와 같은 도 5의 그래프(G1)(G2) 비교에서 알수 있는 바와 같이, 본 발명의 콘크리트 단열온도상승 실험장치(100)에 의해서 얻어진 단열온도 상승값이 종래의 고가의 전문기기를 이용하여 얻어진 단열온도 상승값과 그 시험결과가 매우 유사하여 본 발명의 콘크리트 단열온도상승 실험장치(100)에 얻어진 측정값이 신뢰할만한 수준이었고, 본 발명의 장치가 콘크리트의 수화열에 관련된 단열온도 상승값 측정에 있어서 매우 효과가 있음을 알 수 있었다.
상기와 같이 본 발명의 콘크리트 단열온도상승 실험장치(100)를 통해서 콘크리트에 대한 단열온도 상승실험을 실행할 수 있으며, 그 실험과정에서 얻어진 콘크리트 내부의 발열온도를 시간에 따라 측정한 다음, 실험용 콘크리트(C)의 밀도, 비열, 열전달계수, 거푸집 두께에 따른 표면 열전달계수를 고려하여 손실량을 계산하고, 이를 단열온도 상승값에 반영하면 비교적 간단한 방법으로 정확한 단열온도 상승값을 얻을 수 있다.
특히 본 발명의 콘크리트 단열온도상승 실험장치(100)에 의하면 종래의 고가(高價)의 전문기기를 구입하지 않아도 정확한 단열온도 상승실험값을 얻을 수 있기 때문에 매우 간편하면서도 경제적으로 콘크리트 단열온도 상승실험을 실시할 수 있다.
또한 종래의 전문기기를 이용하면 콘크리트(C) 중심부의 단열온도 상승실험값 만을 측정할 수 있지만, 본 장치를 이용하면 자유롭게 센서(172)를 매설할 수 있기 때문에 콘크리트(C) 중심부 뿐만 아니라 실험자가 원하는 위치별 온도측정이 가능하고, 콘크리트 수축센서나 위치별 온도측정 센서, 기타 실험에 필요한 센서 등을 데이터 측정수단(190)에 연결하여 다양한 실험을 동시에 수행할 수 있게 되어 매우 유용한 것이다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 단열온도상승 실험장치를 전체적으로 도시한 조립 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 단열온도상승 실험장치의 하우징 내부에 온도검출수단의 센서가 다수 장착된 구조를 도시한 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 콘크리트 단열온도상승 실험장치의 하우징 내부에 온도검출수단의 센서가 다수 횡으로 장착된 구조를 도시한 평단면도이다.
도 4a는 본 발명의 실험예에서 종래의 고가의 전문기기를 이용하여 초고성능 콘크리트에 대해 단열온도 상승실험을 수행하고, 그 단열온도 측정값을 도시한 그래프이다.
도 4b는 본 발명의 실험예에서 본 발명에 따른 콘크리트 단열온도상승 실험장치를 이용하여 초고성능 콘크리트에 대해 단열온도 상승실험을 수행하고, 그 단열온도 측정값을 도시한 그래프이다.
도 5는 종래의 고가의 전문기기를 이용하여 얻어진 단열온도 상승값의 그래프와, 본 발명의 콘크리트 단열온도상승 실험장치를 이용하여 얻어진 단열온도 상승값의 그래프를 나란히 비교하여 도시한 설명도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100.... 콘크리트 단열온도상승 실험장치 110..... 하우징
112.... 몸체 114..... 덮개
116.... 인출 홈 130..... 단열수단
132.... 스티로폼 150..... 프레임
152.... 바퀴 154..... 고정틀
170.... 온도검출수단 172..... 센서
172a... 전선 174.... 거치대
176..... 와이어 190.... 데이터 측정수단
192..... 디스플레이 194.... 소형 컴퓨터
C...... 콘크리트 h1..... 중간 높이
S...... 일정간격 △h.... 높이 차

Claims (9)

  1. 콘크리트가 내부에 담겨 경화되는 상부 개방형의 몸체(112)와, 상기 몸체(112)의 상부 개방 면을 닫는 덮개(114)를 구비한 하우징(110);
    상기 하우징(110)의 외면을 에워싸서, 하우징(110)의 내부와 외부를 단열시킴으로써 하우징(110)내의 콘크리트 경화 시, 외부의 온도영향을 차단하는 단열수단(130);
    상기 하우징(110)의 내부에 배치되어 콘크리트의 단열온도상승을 검출하는 다수의 센서(172)를 구비한 온도검출수단(170); 및
    상기 온도검출수단(170)의 센서(172)에 전기적으로 연결되어 검출된 온도를 외부로 표시하는 디스플레이(192)를 구비하고, 온도 데이터를 데이터 기억수단 내에 저장하는 소형 컴퓨터(194)로 이루어진 데이터 측정수단(190);를 포함하여 콘크리트(C)의 수화열을 단열상태로 측정하도록 된 콘크리트 단열온도상승 실험장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 온도검출수단(170)은 상기 하우징(110)의 내측면 사이에 복수의 거치대(174)를 횡(橫)으로 나란하게 장착하고, 상기 거치대(174)의 사이를 연결하는 다수의 와이어(176)에 센서(172)를 장착시켜 하우징(110)의 내부에서 원하는 위치에 센서(172)를 다수 고정시키도록 구성된 것임을 특징으로 하는 콘크리트 단열온도상승 실험장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하우징(110) 및 단열수단(130)이 상부에 안치되는 프레임(150)을 추가 포함하고, 상기 프레임(150)의 하부에는 다수의 이동식 바퀴(152)가 장착되어 이동 가능한 구조이며, 상기 프레임(150)의 상부에는 "ㄴ"형 단면을 유지하면서 상부로 돌출되어 상기 단열수단(130)의 사방 모서리를 내측 면에서 지지하도록 된 고정틀(154)을 형성하고, 상기 프레임(150)은 지면으로부터 10cm 이상 높이 차(△h)로 이격되어 지면으로부터 온도 영향을 받지 않도록 구성된 것임을 특징으로 하는 콘크리트 단열온도상승 실험장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하우징(110)은 몸체(112)가 목판 또는 철판으로 제작된 사각 박스형의 구조를 갖추고, 가로×세로×높이 각각 500×500×500mm 내지 750×750×750mm의 정육면체 크기로 형성되며, 덮개(114)는 센서(172)에 연결된 전선(172a)이 관통하도록 형성된 인출 홈(116)을 일측에 구비한 것임을 특징으로 하는 콘크리트 단열온도상승 실험장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 단열수단(130)은 적어도 5 ~ 15cm 두께의 스티로폼(132)으로 이루어지고, 상기 하우징(110)의 몸체(112)와 덮개(114)의 외면에 일체로 부착되어 하우징(110)을 외부와 단열시키는 것임을 특징으로 하는 콘크리트 단열온도상승 실험장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 거치대(174)와 와이어(176)는 하우징(110)의 몸 체(112) 중간 높이(h1)에서 몸체(112) 벽체로부터 중앙 측으로 일정간격(S) 이격된 공간에 배치된 것임을 특징으로 하는 콘크리트 단열온도상승 실험장치.
  7. 콘크리트가 내부에 담겨 경화되는 상부 개방형의 몸체(112)를 구비한 하우징(110); 상기 하우징(110)의 외면을 에워싸서, 하우징(110)의 내부와 외부를 단열시킴으로써 하우징(110)내의 콘크리트 경화 시, 외부의 온도영향을 차단하는 단열수단(130); 상기 하우징(110)의 내부에 배치되어 콘크리트의 단열온도상승을 검출하는 다수의 센서(172)를 구비한 온도검출수단(170); 및 상기 온도검출수단(170)의 센서(172)에 전기적으로 연결되어 검출된 온도를 외부로 표시하는 디스플레이(192)를 구비하고, 온도 데이터를 데이터 기억수단 내에 저장하는 소형 컴퓨터(194)로 이루어진 데이터 측정수단(190);를 포함하는 콘크리트 단열온도상승 실험장치를 준비하고,
    상기 하우징(110) 내부에 콘크리트를 투입한 후, 상기 몸체(112)의 상부 개방면을 닫는 덮개(114)와 스티로폼과 같은 단열수단(130)으로 마감하고.
    소정의 시간에 걸쳐 상기 콘크리트의 단연온도 상승갑을 측정하는 단계를 포함하는 콘크리트 단열온도상승 실험장치를 이용한 콘크리트 단열온도상승 실험방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 온도검출수단(170)은 상기 하우징(110)의 내측면 사이에 복수의 거치대(174)를 횡(橫)으로 나란하게 장착하고, 상기 거치대(174)의 사이 를 연결하는 다수의 와이어(176)에 센서(172)를 장착시켜 하우징(110)의 내부에서 원하는 위치에 센서(172)를 다수 고정시키도록 구성되어, 상기 센서 및 거치대에 개수와 장착위치에 따른 콘크리트 단열온도를 측정할 수 있도록 한 것임을 특징으로 하는 콘크리트 단열온도상승 실험장치를 이용한 콘크리트 단열온도상승 실험방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 하우징(110) 및 단열수단(130)이 상부에 안치되는 프레임(150)을 더 장착하되, 상기 프레임(150)의 하부에는 다수의 이동식 바퀴(152)가 장착되어 이동 가능한 구조로 형성시키고, 상기 프레임(150)은 지면으로부터 10cm 이상 높이 차(△h)로 이격되어 지면으로부터 온도 영향을 받지 않도록 구성되도록 한 것임을 특징으로 하는 콘크리트 단열온도상승 실험장치를 이용한 콘크리트 단열온도상승 실험방법.
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