시멘트 모르타르 재료의 동탄성계수와 정탄성계수 비교 연구

A Comparative study on Dynamic & Static elastic modulus of cement mortar specimens

  • 오선환 (공주대학교 문화재비파괴진단연구실) ;
  • 김형수 (한국수자원공사 수자원연구소) ;
  • 장보안 (강원대학교 지구과학부) ;
  • 서만철 (공주대학교 문화재비파괴진단연구실)
  • O, Seon-Hwan (Nondestructive Research Lab. of Cultural Property, Kongju National University) ;
  • Kim, Hyoung-Soo (Water Resources Research Institute, Korea Water Resources Corporation) ;
  • Jang, Bo-An (Division of Earthscience, Kangwon National University) ;
  • Suh, Man-Cheol (Nondestructive Research Lab. of Cultural Property, Kongju National University)
  • 발행 : 20000600

초록

시멘트 모르타르 재료에 대한 동탄성계수와 정탄성계수의 차이를 고찰하고자 일곱 단계의 물시멘트 혼합비에 대해 다양한 길이의 시료를 제작, 시험하였다. 이들 시료의 동탄성계수 및 정탄성계수는 비중 측정, 초음파 전파 속도 측정 및 일축 압축 시험을 통해 결정되었으며, 시료에 대해 측정된 P파 및 S파 속도 분석은 기존의 아날로그 방식이 아닌 디지털 방식을 통해 수행되었다. 일련의 자료 처리 과정을 지친 디지털 방식 자료는, 초음파 전파 속도를 정밀하게 분석하는데 결정적인 역할을 할 수 있음이 확인되었으며, 복수 시료를 이용한 거리 변화에 따른 파의 지연 시간 변화를 이용한 속도 산정 방식이, 단일 시료 길이와 전파 시간을 이용한 기존 속도 산정 방식보다 더욱 정밀한 값을 보여주는 것으로 판명되었다. 밀도는 시료의 P파 및 5파 속도와 뚜렷한 양의 상관성을 보여주며, 일축 압축 강도 역시, 밀도와 뚜렷한 양의 상관성을 보여준다. 초음파 전파 속도를 통해 측정된 동탄성계수$(E_D)$와 일축 압축 시험을 통해 측정된 정탄성계수$(E_S)$의 비율$(E_D/E_S)$은 시료의 강도가 커질수록 함께 커지는 경향을 보여주었으며, 모든 시료에 대해 항상 동탄성계수가 정탄성계수보다 높게 평가됨이 확인되었다. 그러나 동포아송비$({\nu}_D)$와 정포아송비$({\nu}_S)$의 비율$({\nu}_D/{\nu}_S)$은 강도와 특별한 상관성을 보여주지 않았으며, 그 비율도 $69{\sim}122\;%$정도로 동포아송비와 정포아송비가 큰 차이를 보이지 않는 것으로 나타났다.

This study was conducted to examine the differences between dynamic and static elastic constants by use of some laboratory tests of cement mortar specimens which have different water/cement mixing ratios. Specific gravity measurement, ultrasonic velocity estimating and uniaxial compression test were adopted to acquire the dynamic and static elastic constants. Digital data acquisition and processing enhanced the accuracy of estimating the velocities of specimens drastically, Also, the method using the gradient of propagation delay time in according to increment of specimen length more enhanced the accuracy than the method using the only one specimen length over total propagation time. The correlation between density and the P and S wave velocity of specimens shows reliable positive relation and the correlation between density and the strength of uniaxial compression has the similar relationship. The dynamic Young's modulus $(E_D)$ is alway greater than the static Young's modulus $(E_S)$ and there is increasing tendency of the ratio $(E_D/E_S)$ according to the increase of density or strength of the specimens. On the other hand, there is no typical relationship between dynamic Poisson's ratio $({\nu}_D)$ and static Poisson's ratio $({\nu}_S)$ and just the ratio of ${\nu}_D/{\nu}_S$ ranges front 69 to 122 %.

키워드

참고문헌

  1. 건축재료학 김무한;신현식;김문한
  2. 지질공학원론 김성균;김영화;박창업;서만철;송무영;장보안;정상용;조봉곤
  3. 철근콘크리트 공학 서영갑;안주옥
  4. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. v.36 Fairhurst, C.E.;Hudson, J.A.
  5. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. v.30 no.5 Characterization of the Moduli of Elasticity of an Anisotropic Rock Using Dynamic and Static Methods Homand, F.;Morel, E.;Henry, J.P.;Cuxac, P.;Hammade, E.
  6. Stress Waves in Solids Kolsky, H.
  7. Handbook of Mechanical Properties of Rocks Lama, R.D.;Vutukuri, V.S.
  8. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. v.20 no.5 Static and Dynamic Elastic Properties of Rock from the Canadian Shield King, M.S.
  9. Proc. Int. Symp. on Subsurface Space: Rockstore 80 v.2 A cross-hole investigation of rock mass subjected to heating Paulsson, B.N.P.;King, M.S.
  10. J. geophys. Res. v.70 Comparison of static and dynamic measurements of compressibility of rocks Simmons, G.;Brace, W.F.
  11. Proc. 11th U. S. Symp. on Rock Mechanics Static and dynamic elastic moduli of rocks under pressure King, M.S.
  12. Proc. 12th U. S. Symp. on Rock Mechanics The 3-D velocity log : a tool for in-situ determination of the elastic moduli of rocks Geyer, R.L.;Myung, J.I.
  13. Proc. 13th. Annual Logging Symp. of SPWLA Correlation of elastic moduli dynamically measured by in-situ and laboratory techniques Myung, J.I.;Helander, D.P.
  14. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. v.16 no.2 Suggested methods for determining water content, porosity, density, absorption and related properties and swelling and slake-durability indes properties ISRM Commission on Standardization of Laboratory and Field Tests