KR20130134737A - Estimation method for water contents in fresh concrete or mortar - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 굳지 않은 콘크리트 또는 몰탈의 수분함량을 측정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공건조 원리를 이용하여 굳지 않은 상태의 콘크리트 또는 시멘트 몰탈 내부에 함유된 수분의 함량을 정확하게 측정할 수 있는 콘크리트 또는 몰탈의 수분함량 측정 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of measuring the moisture content of concrete or mortar that is not hardened, and more specifically, it is possible to accurately measure the content of moisture contained in concrete or cement mortar that is not hardened by using the vacuum drying principle. It relates to a method for measuring the water content of concrete or mortar.
콘크리트 및 몰탈 등 시멘트 기반 건설재료에 있어서 가장 중요한 것은 단위수량(水量)(일정 부피의 콘크리트나 몰탈 내부의 물의 양)이다. 콘크리트를 현장에서 편하게 타설하기 위해서는 콘크리트 및 몰탈의 유동성이 좋아야 하는데, 이를 위해서 물을 더 넣거나 감수제와 같은 화학약품을 넣고 있다. The most important thing in cement-based construction materials such as concrete and mortar is the quantity of water (a certain volume of concrete or the amount of water inside mortar). In order to comfortably cast concrete on site, the fluidity of concrete and mortar must be good. To this end, more water or chemicals such as water reducing agents are added.
그러나, 일부 화학약품의 가격을 낮추기 위해서 감수제 대신 물을 기준 보다 많이 넣는 경우가 있는데, 콘크리트 및 몰탈에 물을 일정 기준 보다 더 넣게 되면 콘크리트 및 몰탈의 유동성은 좋아지지만, 굳은 후에 여러가지 문제가 발생한다. However, in order to lower the price of some chemicals, more water is used instead of the water reducing agent. When water is added to concrete and mortar more than a certain standard, the fluidity of concrete and mortar improves, but various problems occur after hardening. .
즉, 콘크리트 및 몰탈에 물이 많이 함유되면, 증발하면서 수축이 커지고, 콘크리트 및 몰탈 내 시멘트 사이에 간격이 넓어져서 콘크리트 조직에 공극이 늘어나게 되고, 이에 따라 강도도 떨어질 뿐 아니라 내구성도 약해지게 된다.That is, if the concrete and the mortar contains a lot of water, the shrinkage increases as the evaporation, the gap between the concrete and the cement in the mortar is widened to increase the voids in the concrete structure, thereby reducing the strength and also the durability is weakened.
이러한 콘크리트나 몰탈의 품질을 평가하기 위해서는 직접 파괴하여 강도를 확인하는 방법이나 탄성계수, 반발도 등을 통하여 비파괴적으로 구하는 방법이 있다. 그런데, 이러한 방법은 콘크리트 완성 후 7~28일 후 강도가 완전히 발현된 이후에만 측정이 가능하다. In order to evaluate the quality of such concrete or mortar, there is a method of directly destructing and checking strength or a method of non-destructively obtaining through elastic modulus and resilience. However, this method can be measured only after the strength is fully developed after 7 to 28 days of concrete completion.
그 밖에도 현장에서 굳지 않은 콘크리트나 몰탈의 전기전도도를 통해 수분량을 예측하는 기법이 있으나 현장오차가 너무 크기 때문에 실제로 사용이 불가능하다.In addition, there is a technique for predicting the amount of water through the electrical conductivity of concrete or mortar that is not solidified in the field, but it is practically impossible to use because the site error is too large.
가장 좋은 방법은 일정 부피의 콘크리트나 몰탈 내부에 있는 물의 양을 증발을 통해 직접 측정하여 단위수량을 계산하는 방법인데, 실제로 지금까지는 이러한 물의 증발을 통해 단위수량을 계산하는 방법을 적용하는 것은 불가능했다. The best method is to calculate the unit quantity by directly measuring the amount of water in a certain volume of concrete or mortar through evaporation. Actually, it has not been possible to apply the unit quantity method by evaporation of water until now. .
왜냐하면 실온에서 콘크리트나 몰탈 내부의 물양을 모두 증발시키려면 섭씨 100 ℃ 이상으로 콘크리트를 가열해야 하는데(가열증발법), 이 경우 콘크리트 내부의 시멘트가 물과 급격하게 수화반응해 버리고, 결국 많은 양의 물이 시멘트의 수화물 내부에 화학적으로 결합된다. 따라서 단위수량에 비해 측정되는 증발수량은 작게 나온다. Because to evaporate the amount of water in concrete or mortar at room temperature, the concrete must be heated above 100 degrees Celsius (heating evaporation method), in which case the cement inside the concrete rapidly hydrates with water, Water is chemically bound inside the hydrate of cement. Therefore, the amount of evaporated water measured compared to the unit water quantity is small.
또한 가열속도나 시멘트의 상태에 따라 섭씨 100℃ 이상에서의 수화상태가 바뀌기 때문에 실제적으로 의미가 없는 측정값을 얻게 된다. 이러한 문제로 인하여 가열증발법은 실제 현장에서 사용하기 어려운 문제가 있다.
In addition, since the state of hydration at 100 ℃ or more depending on the heating rate or the state of the cement, the measured value is practically meaningless. Due to this problem, the heat evaporation method is difficult to use in actual field.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 진공건조 원리를 이용하여, 콘크리트나 몰탈에 함유된 수분이 시멘트와 수화반응을 일으키지 않고 상온에서 증발되도록 함으로써 몰탈에 함유된 수분 함량을 정확하게 측정할 수 있는 콘크리트 또는 몰탈의 수분함량 측정 방법을 제공함에 있다.
The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention by using the vacuum drying principle, moisture contained in mortar by allowing the water contained in concrete or mortar to evaporate at room temperature without causing a hydration reaction with cement It is to provide a method of measuring the moisture content of concrete or mortar that can accurately measure the content.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, (S1) 콘크리트 또는 몰탈의 샘플을 설정 부피로 채취하여 무게를 재는 단계와; (S2) 상기 콘크리트 또는 몰탈의 샘플을 진공팩 또는 진공챔버에 투입하는 단계와; (S3) 상기 진공팩 또는 진공챔버를 설정 압력으로 감압하여 설정 시간동안 유지하는 단계와; (S4) 설정 시간 경과 후, 상기 콘크리트 또는 몰탈의 샘플의 무게를 재측정하는 단계와; (S5) 상기 단계 S1에서 측정된 무게와 상기 단계 S4에서 재측정된 무게의 차이에 근거하여 증발된 단위수량을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 또는 몰탈의 수분함량 측정 방법이 제공된다.
The present invention for achieving the above object, (S1) taking a sample of concrete or mortar to a predetermined volume and weighing; (S2) injecting a sample of the concrete or mortar into a vacuum pack or a vacuum chamber; (S3) reducing the vacuum pack or the vacuum chamber to a set pressure and maintaining the set time for a set time; (S4) after the set time has elapsed, re-weighing the sample of the concrete or mortar; (S5) there is provided a water content measuring method of concrete or mortar, comprising the step of calculating the evaporated unit quantity based on the difference between the weight measured in step S1 and the weight measured in step S4. .
본 발명의 콘크리트 또는 몰탈의 수분함량 측정 방법에 따르면, 콘크리트 또는 몰탈을 고온으로 가열하지 않고 진공건조 원리를 이용하여 상온에서 수분의 증발을 발생시켜 단위 수량(水量)을 측정할 수 있으므로, 측정 과정에서 시멘트와의 수화반응이 발생하지 않게 되어 정확한 수분함량의 측정이 가능하며, 이를 통해 콘크리트 및 몰탈의 손쉬운 품질 관리가 가능하게 된다. According to the method of measuring the moisture content of concrete or mortar of the present invention, the unit quantity can be measured by generating evaporation of moisture at room temperature using a vacuum drying principle without heating the concrete or mortar to a high temperature. The hydration reaction with cement does not occur at, so it is possible to accurately measure moisture content, thereby enabling easy quality control of concrete and mortar.
또한, 7~28일까지 기다려서 콘크리트 및 몰탈의 품질을 측정할 필요가 없이 1~2일의 단시간에 수분함량을 정확히 측정할 수 있는 이점도 있다.
In addition, there is an advantage that can accurately measure the moisture content in a short time of 1-2 days without having to wait 7 to 28 days to measure the quality of concrete and mortar.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 또는 몰탈의 수분함량 측정 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 발명에 의한 수분함량 측정 과정을 개략적으로 나타내는 모식도이다.1 is a flow chart illustrating a method for measuring water content of concrete or mortar according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram schematically showing a water content measurement process according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 콘크리트 또는 몰탈의 수분함량 측정 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the method of measuring the moisture content of concrete or mortar according to the present invention.
본 발명에 따른 콘크리트 또는 몰탈의 수분함량 측정 방법은 기압이 낮으면 끓는 점이 내려가는 진공건조 원리에 기반을 둔다. 즉, 이론적으로 1기압에서는 100℃에 물이 끓지만, 0.01기압에서는 10℃에서도 물이 끓는 점을 이용하는 것이다. 이와 같이 기압을 0.01기압으로 대폭 감압하면, 상온에서도 수분을 끓여서 증발시킬 수 있으며, 굳지 않은 콘크리트 몰탈 내부의 수분도 온도 변화 없이 상온(10~30도씨)에서 증발시킬 수 있다. The method of measuring the moisture content of concrete or mortar according to the present invention is based on the vacuum drying principle of lowering the boiling point when the air pressure is low. That is, in theory, water boils at 100 ° C. at 1 atm, but at 10 ° C. at 0.01 atm. As such, when the pressure is greatly reduced to 0.01 atm, water can be boiled and evaporated even at room temperature, and the moisture inside the hardened concrete mortar can be evaporated at room temperature (10 to 30 degrees Celsius) without temperature change.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 또는 몰탈의 수분함량 측정 방법을 설명하는 순서도이고, 도 2는 본 발명에 의한 수분함량 측정 과정을 개략적으로 나타내는 모식도이다. 먼저, 도 1을 참조하면 진공건조 원리를 이용한 본 발명의 콘크리트 또는 몰탈의 수분함량 측정 방법은, 콘크리트 또는 몰탈의 샘플을 설정 부피로 채취하여 무게를 재는 단계(S1)와; 상기 콘크리트 또는 몰탈의 샘플을 진공팩 또는 진공챔버에 투입하는 단계(S2) 와; 상기 진공팩 또는 진공챔버를 설정 압력으로 감압하여 설정 시간동안 유지하는 단계(S3)와; 설정 시간 경과 후, 상기 콘크리트 또는 몰탈의 샘플의 무게를 재측정하는 단계(S4)와; 상기 단계 S1에서 측정된 무게와 상기 단계 S4에서 재측정된 무게의 차이에 근거하여 증발된 단위수량을 계산하는 단계(S5)를 포함하여 이루어진다. 1 is a flowchart illustrating a method of measuring water content of concrete or mortar according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram schematically illustrating a water content measuring process according to the present invention. First, referring to Figure 1, the method of measuring the moisture content of concrete or mortar of the present invention using the vacuum drying principle, the step of taking a sample of concrete or mortar to a predetermined volume and weighing (S1); Injecting a sample of the concrete or mortar into a vacuum pack or a vacuum chamber (S2); Depressurizing the vacuum pack or the vacuum chamber to a set pressure and maintaining the set time for a set time (S3); After the set time has elapsed, re-weighing the sample of the concrete or mortar (S4); Comprising a step (S5) is calculated based on the difference between the weight measured in the step S1 and the weight re-measured in the step S4 (S5).
각 단계 별로 진행되는 과정을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.The process of each step is described in more detail as follows.
먼저, 레미콘 등에서 굳지않은 콘크리트 또는 몰탈 샘플(1)을 일정 부피로 채취한다. 그리고, 채취된 콘크리트 또는 몰탈 샘플(1)을 가급적 두께가 얇도록 펴서 용기(2)에 넣고 무게를 잰다(단계 S1). First, the concrete or mortar sample (1) that is not hardened in ready-mixed concrete, etc. is collected in a predetermined volume. Then, the collected concrete or mortar sample (1) is unfolded to be as thin as possible, put in the container (2) and weighed (step S1).
다음으로, 상기 콘크리트 또는 몰탈 샘플(1)이 수용된 용기(2)(이하 '샘플 용기'라 함)를 진공팩 내지는 진공챔버 안에 투입하고(단계 S2), 진공펌프(4)를 이용하여 진공팩 또는 진공챔버(3)의 내부를 설정된 압력으로(예컨대 0.01기압) 감압한다(단계 S3). 이와 같이 진공팩 또는 진공챔버(3) 내부 압력이 0.01기압으로 감압되면 10℃의 상온에서도 콘크리트 또는 몰탈(1) 내부에 함유된 수분의 증발이 발생하게 된다. Next, the container 2 (hereinafter referred to as a 'sample container') containing the concrete or
그리고, 진공펌프(4)를 계속 가동시켜 진공팩 또는 진공챔버(3) 내부가 감압된 상태를 1일에서 2일 정도(24 시간 ~ 48 시간) 유지하여 콘크리트 또는 몰탈(1)에서 수분을 완전히 뽑아낸다. In addition, the
상기 설정 시간(24 시간 ~ 48 시간)이 경과하면, 진공펌프(4)의 가동을 정지시키고, 기압을 상압으로 맞춘 다음 수분이 증발된 콘크리트 또는 몰탈이 담긴 샘플 용기(3)의 무게를 다시 측정한다. When the set time (24 hours to 48 hours) has elapsed, the
이렇게 계산된 경우 측정된 단위수량은 하기의 수학식 1에 의해 결정된다.In this case, the measured unit quantity is determined by
여기서 W는 단위수량(㎏/㎥), Mwet 은 단계 S1에서 측정된 굳지 않은 콘크리트 또는 몰탈의 샘플의 무게(㎏), Mdry 은 단계 S4에서 측정된 진공건조후의 콘크리트 또는 몰탈의 샘플의 무게(㎏), Vwet 은 굳지 않은 콘크리트 또는 몰탈의 샘플의 부피(㎥)를 나타낸다. Where W is the unit quantity (kg / ㎥), M wet is the weight of the sample of unconsolidated concrete or mortar measured in step S1 (kg), and M dry is the weight of the sample of concrete or mortar after vacuum drying measured in step S4. (Kg), V wet represents the volume (m 3) of the sample of unconsolidated concrete or mortar.
이렇게 계산된 단위수량(W)을 콘크리트 및 몰탈의 배합설계표에 따른 단위수량과 비교하여 품질을 평가한다. The calculated unit quantity (W) is compared with the unit quantity according to the mixing design table of concrete and mortar to evaluate the quality.
상술한 것과 같은 본 발명에 따른 콘크리트 또는 몰탈의 수분함량 측정 방법에 의한 수분함량 측정의 정확도를 알아보기 위하여 시멘트 페이스트를 대상으로 다음과 같은 실험을 수행하였다. In order to determine the accuracy of the moisture content measurement by the method of measuring the moisture content of concrete or mortar according to the present invention as described above, the following experiment was performed on the cement paste.
실험에 사용된 시멘트 페이스트는 물/시멘트비 0.3, 0.4, 0.5, 0.6의 4종류이다. 각각의 시멘트 페이스트를 140g 정도 직경 10cm 의 용기에 얇게 펴서 부은 다음, 이를 진공챔버에 넣고 실온에서 진공펌프를 가동시켜 진공챔버 내부를 0.01기압 수준으로 감압하여 24시간을 유지한다. 이후 무게 변화를 측정 한다.The cement pastes used in the experiment were four types of water / cement ratios 0.3, 0.4, 0.5, and 0.6. Each cement paste is thinly poured into a container of 10 cm in diameter by about 140 g, poured into a vacuum chamber, and put in a vacuum chamber to operate a vacuum pump at room temperature to reduce the inside of the vacuum chamber to a pressure of 0.01 atm for 24 hours. Then measure the weight change.
실제 배합된 단위수량과 측정된 단위수량의 측정 정확도를 나타내면 다음의 표 1과 같다. Table 1 shows the measurement accuracy of the actual amount of unit and the measured unit quantity.
(= 
(=
97.17%
97.17%
95.43%
95.43%
97.39%
97.39%
99.46%
99.46%
즉, 거의 95% 이상의 정확도를 나타낸다.That is, the accuracy is almost 95% or more.
또한, 시멘트 몰탈(물과 시멘트, 및 잔골재) 을 대상으로 한 검증 실험에서도 본 발명에 의한 측정 정확도가 매우 높은 것을 확인할 수 있었다. 시멘트 몰탈 수준의 검증에서는 물/시멘트 비 0.3인 시멘트 페이스트를 설계하고, 이 시멘트 페이스트에 잔골재로서 일반모래(흡수율 1% 이하)와 함께 3종류의 수분이 포화된 다공성 경량잔골재A,B,C를 이용하였다. 상기 경량잔골재 A는 흡수율이 13.9%이고, 경량잔골재 B는 흡수율이 13.2%이며, 경량잔골재 C는 흡수율이 16.9%이다. 이러한 골재들은 아래 표 2의 비율로 시멘트 페이스트와 배합되었다. In addition, it was confirmed that the measurement accuracy according to the present invention was very high in the verification experiments for cement mortar (water, cement, and fine aggregate). In the verification of cement mortar level, a cement paste with a water / cement ratio of 0.3 was designed, and three types of light-weight porous fine aggregates A, B, and C, together with general sand (absorption rate of 1% or less), were used as fine aggregates. Was used. The light weight aggregate A is 13.9%, the light weight aggregate B is 13.2%, and the light weight aggregate C is 16.9%. These aggregates were blended with cement paste in the proportions shown in Table 2 below.
상기와 같은 배합비로 제조된 시멘트 몰탈을 각각 140g 씩 직경 10cm 의 용기에 얇게 펴서 부은 다음, 이를 진공챔버에 넣고 실온에서 진공펌프를 가동시켜 0.01기압 수준으로 감압한 후 24시간을 유지한다. 이후 무게 변화를 측정한다.140 g of cement mortar prepared in the above mixing ratio was poured thinly into a container having a diameter of 10 cm, and then poured into a vacuum chamber and put in a vacuum chamber to operate a vacuum pump at room temperature to reduce the pressure to 0.01 atm to maintain 24 hours. The weight change is then measured.
실제 배합된 단위수량과 측정된 단위수량의 측정 정확도를 나타내면 표 3과 같다. Table 3 shows the measurement accuracy of the actual amount of unit and the measured unit quantity.
표 3에서 확인할 수 있는 것과 같이, 시멘트 몰탈에서도 거의 100% 에 육박하는 정확도를 나타내었다.As can be seen in Table 3, even cement mortar showed an accuracy of nearly 100%.
상술한 것과 같이 본 발명의 콘크리트 또는 몰탈의 수분함량 측정 방법에 따르면, 콘크리트 또는 몰탈을 고온으로 가열하지 않고 진공건조 원리를 이용하여 상온에서 수분의 증발을 발생시켜 단위 수량(水量)을 측정할 수 있으므로, 측정 과정에서 시멘트와의 수화반응이 발생하지 않게 되어 정확한 수분함량의 측정이 가능하며, 이를 통해 콘크리트 및 몰탈의 손쉬운 품질 관리가 가능하다. According to the method of measuring the moisture content of concrete or mortar of the present invention as described above, unit water can be measured by generating evaporation of moisture at room temperature using a vacuum drying principle without heating concrete or mortar to a high temperature. Therefore, the hydration reaction with the cement does not occur in the measurement process, it is possible to accurately measure the moisture content, thereby enabling easy quality control of concrete and mortar.
또한, 7~28일까지 기다려서 콘크리트 및 몰탈의 품질을 측정할 필요가 없이 1~2일의 단시간에 수분함량을 정확히 측정할 수 있다. In addition, it is possible to accurately measure the moisture content in a short time of 1-2 days without having to wait 7 to 28 days to measure the quality of concrete and mortar.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
1 : 콘크리트 또는 몰탈 샘플 2 : 샘플 용기
3 : 진공챔버 4 : 진공펌프1: concrete or mortar sample 2: sample container
3: vacuum chamber 4: vacuum pump
Claims (4)
(S2) 상기 콘크리트 또는 몰탈의 샘플을 진공팩 또는 진공챔버에 투입하는 단계와;
(S3) 상기 진공팩 또는 진공챔버를 설정 압력으로 감압하여 설정 시간동안 유지하는 단계와;
(S4) 설정 시간 경과 후, 상기 콘크리트 또는 몰탈의 샘플의 무게를 재측정하는 단계와;
(S5) 상기 단계 S1에서 측정된 무게와 상기 단계 S4에서 재측정된 무게의 차이에 근거하여 증발된 단위 수량을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 또는 몰탈의 수분함량 측정 방법.(S1) taking a sample of concrete or mortar to a predetermined volume and weighing it;
(S2) injecting a sample of the concrete or mortar into a vacuum pack or a vacuum chamber;
(S3) reducing the vacuum pack or the vacuum chamber to a set pressure and maintaining the set time for a set time;
(S4) after the set time has elapsed, re-weighing the sample of the concrete or mortar;
(S5) The water content measuring method of concrete or mortar, characterized in that it comprises the step of calculating the amount of evaporated units based on the difference between the weight measured in step S1 and the weight re-measured in step S4.
에 의해 결정되며, 여기서 W는 단위수량(㎏/㎥), Mwet 은 단계 S1에서 측정된 굳지 않은 콘크리트 또는 몰탈의 샘플의 무게(㎏), Mdry 은 단계 S4에서 측정된 진공건조후의 콘크리트 또는 몰탈의 샘플의 무게(㎏), Vwet 은 굳지 않은 콘크리트 또는 몰탈의 샘플의 부피(㎥)인 것을 특징으로 하는 콘크리트 또는 몰탈의 수분함량 측정 방법.
The method of claim 1, wherein the unit quantity measured in step S5 is represented by the following equation
Where W is the unit quantity (kg / m 3), M wet is the weight of the sample of unsolidified concrete or mortar (kg) measured in step S1, M dry is the concrete after vacuum drying measured in step S4 or The weight (kg) of the sample of mortar, V wet is the volume of the sample of unconsolidated concrete or mortar (m 3), the method of measuring the water content of concrete or mortar.
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