A Study on the Applicability of a Cumulative Rebound Angle for the Assessment of Compressive Strength of Construction Materials Nondestructively

This paper is to grasp the applicability of a cumulative rebound angle measured from the rebound action generated after impacting an object for the assessment of compressive strength of construction materials nondestructively and to propose the test results. For this study, an impact device was devised and used for impacting an object by an initial rotating free falling impact and following repetitive impacts from the rebound action which eventually disappears. Five types of construction materials, which are soil cement, cement paste, wood (pine tree), and two types of rock (shale and granite), were tested and both peak rebound angle and cumulative rebound angle were measured for each material by using a high-speed camera. The measured angles were compared with the directly measured compressive strength for each material. The comparison showed that for materials such as cement and rock the cumulative rebound angle, which reflects energy dissipation, rather than the peak rebound angle is more appropriate indicator for assessing the compressive strength of a material, but for a construction material such as wood which has a high toughness the magnitude of rebound is not an indicator to assess the compressive strength of a material.

건설재료의 비파괴 압축강도산정을 위한 누적 반발각의 적용성에 관한 연구

본 논문은 건설재료의 비파괴 압축강도를 산정하기 위하여 재료타격 시 반발작용에 의해 발생하는 반발각을 모두 측정하고 이를 누적한 누적 반발각의 적용성에 관해 파악하고 그 결과를 제시하는 것이다. 본 연구에서는 이를 위해서 타격장치를 고안하였고 이를 이용하여 건설재료를 회전 자유낙하에 의해 초기 타격토록 하고 이 후 반발작용에 의한 반복타격이 소멸될 때까지 발생할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 소일시멘트, 시멘트페이스트, 목재(소나무), 셰일암석 및 화강암암석의 5가지 건설재료를 대상으로 반발각실험을 실시하고 최대 반발각 및 누적 반발각을 초고속카메라를 이용하여 측정하였다. 재료별 측정된 최대 및 누적 반발각은 직접압축강도시험을 통한 재료별 압축강도와 상호 비교하였다. 비교결과, 시멘트에 바탕을 둔 건설재료나 암석과 같은 재료에 있어서는 최대 반발각보다는 에너지 감쇄특성이 반영된 누적 반발각이 재료별 특성을 보다 뚜렷하게 나타내어 압축강도산정을 위한 보다 적절한 인자인 것으로 나타났으나 목재와 같이 인성이 큰 건설재료에 대해선 반발정도가 압축강도를 산정하는 인자가 아니라는 것을 파악할 수 있었다.