콘크리트 휨 시험체 크기별 특성 및 강도시험법 상관관계의 실험적 비교연구

Abstract

국내 포장 콘크리트의 품질관리는 KS F2408을 따라 측정한 28일 휨 인장강도를 기준으로 이루어지고 있으며 도로공사에서 사용하고 있는 휨 인장강도 시험체는 상대적으로 중량과 체적이 큰 15×15×55cm 시험체를 사용하기 때문에 취급이 어렵고 양생실 활용도도 떨어지는 실정이다. 이 문제의 해결은 시험체 크기를 축소시키는 것이다. 휨 인장강도 시험체의 크기효과를 파악하기 위해 100, 120, 150mm 높이의 시험체를 대상으로 일련의 크기효과 실험을 실시하여 더 작은 시험체를 사용할 수 있도록 확률적 접근을 통한 시험체간의 상관성을 검토하였다. 시험체의 크기가 감소하는 경우 그 강도에 크기효과가 발생함은 그간 Bazant 등에 의해 잘알려진 바 있다. 본 연구에서 수행한 실험 자료를 분석하기 위해 Bazant 등에 의해 제시된 확정확론적인 휨인장강도의 크기효과 식과, 확률론적인 효과를 동시에 고려한 크기효과 식을 사용하여 분석하였다. 본 실험자료 중 분산을 고려한 데이터의 물성치인 압축강도 ｆ'_(c)=33.6MPa, 최대 골재크기 ｄ_(a)=32mm, ω/c=0.32 인 경우의 크기효과를 분석하였다. 실험 데이터는 확정적인 크기효과 예측식과 확률적인 효과가 동시에 고려된 식의 중간에 위치하였다. 따라서, 두 식은 도로공사에서 사용 중인 포장용 콘크리트에도 큰 문제없이 적용할 수 있을 것으로 판단하였다. 또한 크기효과 보정계수의 실무적용을 위해 두 식을 무차원 형태로 만들어 크기조건의 제약을 없애고, 시험체 크기와 w/c와 압축강도의 관계를 도식화한 크기효과 보정 도표도 제안하였다. 32mm 조골재가 사용된 본 실험에서는 별다른 크기효과를 관찰할 수 없었고, Bazant 등이 제안한 예측식에 실험결과를 적용하여 이를 확인할 수 있었다.