고온에서 콘크리트의 골재 형태별 계면에 따른 초음파 속도 및 압축강도의 역학적 특성

Mechanical Properties of Ultrasonic Pulse Velocity and Compressive Strength in Surface of Concrete by Shape of Aggregate at Elevated Temperature

기존 연구에서는 콘크리트의 강도, 혼화재 및 골재의 대체율에 따른 고온에서의 초음파 속도 및 압축강도의 거동에 대한 연구들이 수행되었다. 초음파 속도에 가장 영향을 미치는 요인으로는 굵은 골재의 형태별 모르타르와의 계면상태가 영향이 크지만, 고온에서의 압축 강도 및 초음파 속도의 경향에 관련된 연구는 미흡하다. 따라서 본 연구에서는, 굵은 골재로 쇄석을 혼합한 콘크리트(CSC, Crushed Stone Concrete) 및 강자갈을 혼합한 콘크리트(RGC, River Gravel Concrete)의 고온 압축강도 및 초음파 속도의 경향을 분석하였고, CEB Code, CEN (Siliceous) 및 CEN (Calcareous) Code와 비교하여 분석하였다. 목표 온도는 23, 100, 200, 300, 400, 500, 600 ℃로 설정하였으며, 분석 항목으로 압축 강도, 초음파 속도, 잔존 압축강도 비율(Fcratio) 및 잔존 초음파 속도 비율(UPVratio)로 설정하여 분석하였다. 고온에서의 압축강도 및 초음파 속도의 분석결과, CSC 및 RGC는 공통적으로 100 ℃에서 강도저하가 나타나며, 300 ℃에서는 강도가 상승하였다. 그러나 300 ℃ 이후의 온도에서는 지속적인 강도저하가 나타났다. 온도 변화에 따른 Fcratio와 UPVratio의 분석 결과, RGC는 300 ℃ 이전 범위에서는 Fcratio가 UPVratio를 상회하고, 이후 온도 범위에서는 UPVratio가 상회하였다. Fcratio와 CEB Code는 모든 범위에서 유사한 경향을 나타내며, UPVratio는 약 350 ℃ 이후 범위에서 CEB Code를 상회하였다. CEN Code는 300 ℃ 이후 모든 범위에서 상회하는 경향이 나타났다. CSC는 모든 온도에서 Fcratio가 UPVratio를 상회하는 경향이 나타났다. CEB Code 대비 Fcratio 및 UPVratio는 300 ℃ 이전 온도에서는 하회하지만, 이후 온도에서는 상회하였다. CEN Code는 모든 범위에서 Fcratio 및 UPVratio 대비 상회하는 경향이 나타났다. 골재의 형태에 따른 고온 압축강도 및 초음파 속도 분석결과, 400 ℃ 이전 온도에서는 CSC 대비 RGC의 Fcratio가 상회하지만, 400 ℃ 이후 온도에서는 CSC의 Fcratio가 상회하였다. 그러나 UPVratio는 모든 온도에서 RGC가 상회하는 경향이 나타났다.