KR20200033530A - 균열 자기치유 성능평가를 위한 콘크리트 시험체 제작용 균열유도장치 및 그를 이용한 균열유도방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 균열 자기치유 성능평가를 위한 콘크리트 시험체 제작용 균열유도장치 및 그를 이용한 균열유도방법에 관한 것이다.
본 발명의 균열 자기치유 성능평가를 위한 콘크리트 시험체 제작용 균열유도장치는 콘크리트 공시체 크기(직경 100mm×200mm)의 시험체 제작에 있어서, 원통형 몰드 내부에 균열 홈 유도 악세사리와 상기 균열 홈 유도 악세사리 말단에 균열 유도 악세사리를 일체화시킨 균열유도장치이고, 상기 균열유도장치에 콘크리트를 타설하고 일정 재령 이후 원통형 몰드를 해체하고, 생성된 균열을 고정시켜 시험체를 제작할 수 있다. 따라서, 상기 시험체 내에서 일정한 균열 폭과 반복성을 가지므로, 콘크리트 균열 자기치유 성능평가에 유용하다.
본 발명의 균열 자기치유 성능평가를 위한 콘크리트 시험체 제작용 균열유도장치는 콘크리트 공시체 크기(직경 100mm×200mm)의 시험체 제작에 있어서, 원통형 몰드 내부에 균열 홈 유도 악세사리와 상기 균열 홈 유도 악세사리 말단에 균열 유도 악세사리를 일체화시킨 균열유도장치이고, 상기 균열유도장치에 콘크리트를 타설하고 일정 재령 이후 원통형 몰드를 해체하고, 생성된 균열을 고정시켜 시험체를 제작할 수 있다. 따라서, 상기 시험체 내에서 일정한 균열 폭과 반복성을 가지므로, 콘크리트 균열 자기치유 성능평가에 유용하다.
Description
본 발명은 균열 자기치유 성능평가를 위한 콘크리트 시험체 제작용 균열유도장치 및 그를 이용한 균열유도방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트 공시체 크기(직경 100mm×200mm)의 시험체 제작에 있어서, 원통형 몰드 내부에 균열 홈 유도 악세사리와 상기 균열 홈 유도 악세사리 말단에 균열 유도 악세사리를 일체화시킨 균열유도장치를 설계하고, 상기 균열유도장치에 콘크리트를 타설하여 경화한 후, 외부 하중을 작용하면 상기 균열 홈 유도 악세사리로 인해 시험체의 길이방향으로 균일 폭의 홈을 생성하고, 상기 균열 유도 악세사리에 의해 시험체 중앙부의 균열면에 일정한 균열을 유도할 수 있는, 균열 자기치유 성능평가를 위한 콘크리트 시험체 제작용 균열유도장치 및 그를 이용한 균열유도방법에 관한 것이다.
최근 자기치유 콘크리트에 대한 기술개발이 전세계적으로 활발히 진행 중에 있다. 현재 자기치유 기술은 크게 3가지로 구분된다.
시멘트계 재료의 자체 성능을 촉진시킨 무기계 자기치유 재료, 박테리아를 활용하여 균열면에 탄산칼슘을 석출시기는 바이오 재료, 캡슐을 이용하여 코어 재료와 촉매 재료가 균열이 발생하였을 때 반응하여 균열면을 치유하는 기술로 구분된다.
이러한 기술개발 과정에서 콘크리트의 균열 자기치유 성능평가는 필수적이다. 일반적으로 사용되고 있는 자기치유 평가방법은 투수시험 방법(water flow test)으로서 특허문헌1에 개시되어 있다.
먼저 콘크리트 시험체의 투수시험 방법(water flow test)에 의한 균열 자기치유 성능을 평가하기 위해서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 콘크리트 시험체(100)에 일정한 균열을 유도해야 한다.
구체적으로 도 1은 종래 균열 자기치유 성능평가를 위한 콘크리트 시험체 제작을 위한 균열유도방법을 도시한 것으로서, 일반적으로 할렬 시험에 의해 시험체를 2개로 쪼갠 후, 스틸 와이어(110)를 삽입하고, 도 2에서는 균열 사이에 구리선 등의 와이어(120)를 설치한 후 에폭시 수지로 실링(130)하여 균열을 고정하는 방법을 나타내고 있다.
그러나 이러한 방법은 실제 일정한 균열을 유도하는데 한계가 있으며, 할렬 시험에 의해 시험체의 모서리가 으깨지는 등의 시험체 손상 문제가 발생한다. 또한, 균열면 사이에 구리선 등의 와이어 삽입은 실제 균열을 묘사하는 데 한계가 있다.
특히, 모르타르나 콘크리트와 같이 골재가 들어가는 경우에는 일정한 균열을 유도하기 어렵다.
이때, 시험체의 균열 유도에 있어서 발생하는 오차는 콘크리트 균열 자기치유 성능평가에 치명적이다. 따라서 시험체 내에서 일정한 균열 폭과 반복성을 가지는 균열 유도 장치 또는 방법이 절실히 요구된다.
이에, 본 발명자들은 종래 문제점을 해소하고자 노력한 결과, 원통형 몰드 내부에 균열 홈 유도 악세사리와 상기 균열 홈 유도 악세사리 말단에 균열 유도 악세사리를 일체화시킨 균열유도장치를 설계하고, 상기 균열유도장치에 콘크리트를 타설하여 경화한 후, 외부 하중을 작용하면, 균열 홈 유도 악세사리로 인해 시험체의 길이방향으로 균일 폭의 홈을 생성하고, 상기 균열 유도 악세사리에 의해 시험체 중앙부에 일정한 균열을 유도할 수 있으며, 경화 이후 원통형 몰드를 제거하여 생성된 균열을 고정하여 시험체를 제작함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 균열 자기치유 성능평가를 위한 콘크리트 시험체 제작용 균열유도장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 균열유도장치를 이용한 균열유도방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 원통형 몰드,
상기 원통형 몰드 내부 양단에서 상호 대향하도록 고정된 균열 홈 유도 악세사리 및
각 균열 홈 유도 악세사리 말단에 균열 유도 악세사리가 일체화된 균열유도장치를 제공한다.
상기에서 원통형 몰드는 3 내지 6㎜ 두께를 가지는 파이프형 몰드인 것이다.
또한, 본 발명의 균열유도장치에 있어서, 균열 홈 유도 악세사리는 원통형 몰드의 높이와 동일한 길이를 가지며, 길이방향을 따라 연장된 중앙 심재를 구비하며, 상기 균열 홈 유도 악세사리는 아크릴 또는 스테인레스 스틸 재질인 것이 바람직하다.
이때, 상기 심재는 균열 홈 유도 악세사리의 전체 길이에서 상하 5 내지 10㎜ 짧게 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 균열유도장치에 있어서, 균열 유도 악세사리는 실리콘 고무로 이루어진 몸체부와 스테인레스 스틸로 이루어진 삼각형의 뾰족 말단부로 형성된다.
본 발명은 1) 상기의 균열유도장치에 콘크리트를 타설하고,
2) 일정 재령 이후 원통형 몰드를 해체하여 시험체를 완성하고,
3) 상기 시험체를 할렬시험에 의해 원하는 균열 폭을 유도하는, 균열유도방법을 제공한다.
본 발명의 균열유도방법은 상기 3) 균열 폭 유도 이후에, 4) 고정 클램프와 균열 고정장치를 이용한 균열고정 단계를 더 수행할 수 있다.
본 발명에 따라 원통형 몰드 내부에 균열 홈 유도 악세사리 말단에 균열 유도 악세사리를 일체화시킨 균열유도장치를 제공함으로써, 콘크리트 공시체 크기(직경 100mm×200mm)의 시험체 제작에 있어서, 시험체의 균열 유도에 있어서 발생하는 오차를 최소화할 수 있다.
본 발명의 균열유도장치를 통해, 시험체 내에서 일정한 균열 폭과 반복성을 가지는 시험체를 제공함으로써, 콘크리트 균열 자기치유 성능평가에 유용하다.
도 1은 종래 균열 자기치유 성능평가를 위한 콘크리트 시험체 제작을 위한 균열유도방법을 도시한 것이고,
도 2는 도 1에서 유도된 균열을 고정하는 방법을 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 균열 자기치유 성능평가를 위한 콘크리트 시험체 제작용 균열유도장치의 평면도이고,
도 4는 도 3의 균열유도장치의 사시도이고,
도 5는 도 4의 A-A'절단면이고,
도 6은 도 3의 균열유도장치의 정면도이고
도 7은 도 3의 균열유도장치를 이용하여 완성된 시험체의 사진이다.
도 2는 도 1에서 유도된 균열을 고정하는 방법을 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 균열 자기치유 성능평가를 위한 콘크리트 시험체 제작용 균열유도장치의 평면도이고,
도 4는 도 3의 균열유도장치의 사시도이고,
도 5는 도 4의 A-A'절단면이고,
도 6은 도 3의 균열유도장치의 정면도이고
도 7은 도 3의 균열유도장치를 이용하여 완성된 시험체의 사진이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 균열 자기치유 성능평가를 위한 콘크리트 시험체 제작용 균열유도장치의 평면도로서, 본 발명은 콘크리트 시험체의 균열 자기치유 성능평가를 위한 투수시험(water flow test)을 위한 시험체 제작용 균열유도장치(1)로 유용하다.
구체적으로, 본 발명은 원통형 몰드(10),
상기 원통형 몰드 내부 양단에서 상호 대향하도록 고정된 균열 홈 유도 악세사리(20, 20') 및
각 균열 홈 유도 악세사리 말단에 균열 유도 악세사리(30, 30')가 일체화된 균열유도장치(1)를 제공한다.
상기에서 원통형 몰드(10)는 일반적인 콘크리트 공시체(직경 100mm×200mm)를 제작할 수 있는 몰드를 활용할 수 있으나, 투수시험(water flow test)에 시험에 사용되는 시험체의 높이에 따라 시험체의 크기를 조절할 수 있다.
본 발명에서는 바람직하게는 원통형 몰드(10)로서 두께 3 내지 6㎜ 두께를 가지는 파이프형 몰드를 사용하는 것이다. 이때, 원통형 몰드의 외경은 100㎜로 도시하고 있으나 이에 한정되지는 아니할 것이다.
또한, 일반적으로 사용되는 콘크리트 공시체 제작에 사용되는 몰드의 크기 및 투수시험(water flow test)에 사용되는 시험체의 크기를 고려하면, 원통형 몰드(10)의 높이(h)는 50 내지 200㎜인 것이 바람직하다. 이때, 몰드의 높이가 50㎜ 미만이면, 콘크리트 구성 재료인 굵은 골재의 대표성을 (일반적으로 굵은 골재의 최대치수가 25mm이므로 2배 이상 되어야 굵은 골재에 일정하게 분포됨) 확신할 수 없으며, 200㎜를 초과하면, 횡 방향 시험체의 크기를 제한한 것과 유사한 이유로, 즉 필요이상으로 콘크리트 시험체가 크게 되며 장치의 크기도 크게 된다.
도 4는 본 발명의 균열유도장치의 사시도로서, 균열 홈 유도 악세사리(20, 20') 중에서 하나의 균열 홈 유도 악세사리(20)를 중심으로 기술하나, 대칭적으로 균열 홈 유도 악세사리(20') 역시 동일하게 형성될 것임을 당연히 이해될 것이다.
상기 균열 홈 유도 악세사리(20)는 원통형 몰드(10)의 높이(h)와 동일한 길이로 형성되며, 이때, 본 발명의 실시예에서는 바람직하게는 원통형 몰드(10)의 높이(h) 또는 균열 홈 유도 악세사리(20)의 길이는 200mm로 실시하고 있으나, 이에 한정되지는 아니할 것이다.
또한, 일정한 균열을 유도하기 위하여, 원통형 몰드(10)의 중간부에 고정 부재(40)을 이용하여 균열 홈 유도 악세사리(20)를 고정한다.
도 5는 도 4의 A-A'절단면으로서, 균열 홈 유도 악세사리(20)는 길이방향을 따라 연장된 중앙 심재(33)를 구비한다.
상기 중앙 심재(33)는 균열 홈 유도 악세사리의 중앙부에 설치되고 균열 홈 유도 악세사리의 전체 길이에서 상하 5 내지 10㎜ 짧게 형성되도록 한다. 추후 경화 후 할렬시험과 같은 외부 하중에 의해 시험체에 길이방향으로 균일한 균열 폭과 방향으로 생성한다.
따라서, 상기 중앙 심재(33)로 인해 길이방향으로 균열을 쉽게 유도하며, 시험체를 고정 후 외부하중을 작용하면, 종래의 기술과 같이 시험체를 할렬에 의해 2개로 완전히 분리하지 않고 시험체 중앙부에 일정한 균열을 유도할 수 있는 것이 특징이다.
본 발명의 균열유도장치에 있어서, 균열 홈 유도 악세사리(20, 20')는 아크릴 또는 스테인레스 스틸 재질인 것이 바람직하고, 특히 중앙 심재(33)는 스테인레스 스틸 재질을 사용한다.
또한, 본 발명의 균열유도장치(1)에 있어서, 상기 균열 홈 유도 악세사리(20, 20') 말단에 균열 유도 악세사리(30, 30')가 일체화된다.
상기 균열 유도 악세사리(30) 중심으로 설명하면, 실리콘 고무로 이루어진 몸체부(31)와 스테인레스 스틸로 이루어진 삼각형의 뾰족 말단부(32)로 형성된다.
이때, 실리콘 재질은 균열이 다른 방향으로 전이되는 것을 방지하며, 또한 유도한 균열 이외에 다른 부분으로 물이 통과하는 것을 방지하는 역할을 한다.
또한, 스테인레스 스틸로 이루어진 삼각형의 뾰족 말단부(32)는 중심 심재(33)와 연결된 부재이며, 상기 중심 심재(33)가 경화과정에서 길이방향으로 균일한 균열 폭의 홈을 유도한다면, 상기 삼각형의 뾰족 말단부(32)는 시험체 중앙의 균열면에 일정한 방향의 균열을 유도한다.
도 6은 본 발명의 균열유도장치의 정면도를 나타낸 것으로, 본 발명의 바람직한 실시형태로서 100mm 외경을 가지는 원통형 몰드(10) 내부 양단에서 상호 대향하도록 고정된 균열 홈 유도 악세사리(20, 20')가 25mm로 형성되면, 시험체 중앙에 균열면 50mm 정도로 하여 일정한 균열을 유도할 수 있다.
또한, 도 6에는 균열 홈 유도 악세사리(20, 20') 말단에, 균열 유도 악세사리(30, 30')가 일체화된 형태이며, 실리콘 재질의 몸체부(31, 31')와 스테인레스 스틸로 이루어진 삼각형의 뾰족 말단부(32, 32')가 형성된다.
나아가 이상의 균열유도장치는 밑면에 고정 시트(50)를 부착함으로써, 마찰 저항을 최소화할 수 있으며, 바람직하게는 테프론 시트를 사용하는 것이다.
본 발명은 상기의 균열유도장치를 이용하여 균열유도방법을 제공한다.
구체적으로는, 1) 상기의 균열유도장치에 콘크리트를 타설하고,
2) 일정 재령 이후 원통형 몰드를 해체하여 시험체를 완성하고,
3) 상기 시험체를 할렬시험에 의해 원하는 균열 폭을 유도하는, 균열유도방법을 제공한다.
상기 단계 1)은 균열유도장치에서 전술한, 균열 홈 유도 악세사리 및 균열 유도 악세사리에 대한 동일 구성에 대한 부연은 생략한다.
이때, 일체화된 균열 홈 유도 악세사리 및 균열 유도 악세사리가 구비된 원통형 몰드에 구비된 콘크리트를 타설하면, 상기 균열 홈 유도 악세사리를 제외하고 콘크리트가 메워지게 되므로, 종래의 할렬 시험에 의한 수단 없이도 길이방향으로 연장된 균일한 균열 폭의 홈을 유도할 수 있다.
특히, 일체화된 균열 홈 유도 악세사리 및 균열 유도 악세사리가 구비된 원통형 몰드에 타설하는 방식이면 적용가능하기에, 모르타르나 콘크리트와 같이 골재가 들어가는 경우에도 일정한 균열을 유도할 수 있다.
단계 2)는 일정 재령 이후 원통형 몰드를 해체하여 시험체를 완성하는 단계로서, 할렬시험(UTM 또는 고정 바이스)를 통해 원하는 균열을 유도할 수 있으며, 균열 폭은 LVDT 또는 균열 게이지를 통해 조절한다.
도 7은 도 3의 균열유도장치를 이용하여 완성된 시험체의 사진으로서, 단계 1) 이후 단계 2)에서 일정 재령 동안 경화시킨 후 원통형 몰드(10)를 해체하여 시험체를 완성하고, 상기 단계 3)에서 균열 폭을 유도하고, 단계 4)를 통해, 고정 클램프와 균열 고정장치를 이용하여 균열을 고정하는 단계를 수행할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
1: 균열유도장치
10: 원통형 몰드
20, 20': 균열 홈 유도 악세사리 30, 30': 균열 유도 악세사리
31,31': 몸체부 32, 32': 삼각형의 뾰족 말단부
33, 33': 중앙 심재 40, 40': 고정부재
50: 고정시트 110: 스틸 와이어
120: 구리 와이어 130: 에폭시 수지 실링
20, 20': 균열 홈 유도 악세사리 30, 30': 균열 유도 악세사리
31,31': 몸체부 32, 32': 삼각형의 뾰족 말단부
33, 33': 중앙 심재 40, 40': 고정부재
50: 고정시트 110: 스틸 와이어
120: 구리 와이어 130: 에폭시 수지 실링
Claims (8)
- 원통형 몰드,
상기 원통형 몰드 내부 양단에서 상호 대향하도록 고정된 균열 홈 유도 악세사리 및
상기 균열 홈 유도 악세사리 말단에 균열 유도 악세사리가 일체화된 균열유도장치. - 제1항에 있어서, 상기 원통형 몰드가 3 내지 6㎜ 두께를 가지는 파이프형 몰드인 것을 특징으로 하는 균열유도장치.
- 제1항에 있어서, 상기 균열 홈 유도 악세사리가 원통형 몰드의 높이와 동일한 길이를 가지며, 길이방향을 따라 연장된 중앙 심재가 구비된 것을 특징으로 하는 균열유도장치.
- 제3항에 있어서, 상기 심재가 균열 홈 유도 악세사리의 중앙에 배치되고, 균열 홈 유도 악세사리의 전체 길이에서 상하 5 내지 10㎜ 짧게 형성된 것을 특징으로 하는 균열유도장치.
- 제1항에 있어서, 상기 균열 홈 유도 악세사리가 아크릴 또는 스테인레스 스틸 재질인 것을 특징으로 하는 균열유도장치.
- 제1항에 있어서, 상기 균열 유도 악세사리가 실리콘 고무로 이루어진 몸체부와 스테인레스 스틸로 이루어진 삼각형의 뾰족 말단부로 형성된 것을 특징으로 하는 균열유도장치.
- 1) 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 균열유도장치에 콘크리트를 타설하고,
2) 일정 재령 이후 원통형 몰드를 해체하여 시험체를 완성하고,
3) 상기 시험체를 할렬시험에 의해 원하는 균열 폭을 유도하는, 균열유도방법. - 제7항에 있어서, 상기 3) 균열 폭 유도 이후에, 4) 고정 클램프와 균열 고정장치를 이용한 균열고정 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 균열유도방법.
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