Mix Design Nomogram을 이용한 콘크리트 파괴에너지 예측
Estimation of Concrete Fracture Energy Taking Advantage of Mix Design Nomogram
- 주제(키워드) 콘크리트 , 파괴에너지 , Mix Design Nomogram , 파괴역학
- 발행기관 동신대학교 대학원
- 발행년도 2005
- 학위명 석사
- 학과 土木工學科
초록/요약
콘크리트는 강재와는 달리 파괴양상이 취성적이며, 연화(Softening)부분이 있는 재료이기 때문에 구조물 부재 내에 미소균열, 또는 초기에 존재치 않더라도 사용중에 피로나 부식등에 의하여 생성 발전된 균열이 존재할 가능성이 많아진다. 또한, 콘크리트에 인장응력이 발생하는 경우 미세균열이 충분히 발달한 후, 주 균열이 발생하여 파괴에 이르므로 강도개념만으로는 파괴거동을 충분히 설명할 수 없다. 이러한 문제점을 보완하기 위한 방법으로 배합 설계시에 파괴에너지를 고려함으로써 고강도화 되어가는 콘크리트 제품의 구조적인 성능을 보다 정확히 평가할 수 있게 되고, 기존에는 고려하지 않았던 에너지 흡수능력을 배합설계 당시에 평가한 후 시공할 수 있다. 본 연구에서는 RILEM 50-FMC 위원회에서 제안한 파괴에너지 실험을 위해, 6종류의 설계기준강도(160, 180, 210, 240, 270, 300 ;단위:kgf/㎠), 4종류의 슬럼프(8, 10, 12, 15 ;단위:cm)에 의해 배합규격별 3개씩, 총 72개의 보시편을 배합·제작하였으며, 굵은골재는 주요구조물에서 주로 쓰이는 최대치수 25mm로 제한하였다. 실험을 통하여 슬럼프규격에 따른 Mix Design Nomogram을 작성하였으며, 비선형 회귀분석 프로그램인 SPSS 10.0을 이용하여 이들의 관계를 방정식화 할 수 있었다. 배합설계 프로그램 개발은 수집된 결과와 해석적 연구를 바탕으로 Mix Design Nomogram에 의해 회귀분석한 방정식들을 Microsoft^(TM)사의 Visual Basic에 적용시켜 Windows 운영체제 하에서 작동하도록 하였다. 본 연구에서는 레미콘 공장생산 제품에 Mix Design Nomogram을 적용하여 배합변수(물-시멘트비, 골재-시멘트 비, 슬럼프, 시멘트량)에 따른 파괴에너지 예측뿐만 아니라 파괴에너지에 따른 배합변수 예측을 가능하도록 하였으며, 기존데이터와의 비교·보완으로 콘크리트 제품의 품질향상을 위한 파괴에너지 적용방안을 폭 넓게 제시하였다.
more초록/요약
Concrete is brittle, and also has a softening property. Therefore, there is a strong chance to have small cracks inside due to fatigue or corrosion in use. Also, tensile stress in the concrete generates infinitesimal cracks that keep growing bigger, resulting in the fracture. This fracture behavior cannot be predicted easily with the strength theory. To solve this problem, considering fracture energy in the concrete mix design, it is possible to evaluate about brittle characteristic, which is not considered in the current mix design based on compression strength only. And also it is available to cover the structural issue of concrete through evaluating the ability of absorbed energy that has not proportioned value to the strength. To perform the destruction energy experiments proposed by the RILEM 50-FMC comittee, 72 samples were used for this research. These samples consist of three identical samples for each combination of Six different design strengths(160, 180, 210, 240, 270, 300 kgf/㎠) and four different slumps(8, 10, 12, 15 cm). Coarse aggregates were designed to have the maximum size of 25mm, as the one used in actual construction sites. Based on the experimental data, a Mix Design Nomogram was produced, and the equation explaining this Mix Design Nomogram could be found using SPSS 10.0, a regression analysis program. It was made possible to predict the fracture energy according to the mix a variable(w/c, aggregate/cement, slump, cement). Also, the mix a variable could be predicted from the fracture energy. Applications of this method were shown in this research to improve the concrete quality using the Mix Design Nomogram.
more목차
목차 = ⅰ
＜국문요약＞ = ⅶ
제1장 서론 = 1
1.1 연구개요 및 목적 = 1
1.2 연구동향 = 2
1.3 연구내용 및 방법 = 3
제2장 기초이론 = 5
2.1 파괴역학의 분류 = 5
2.2 선형탄성파괴역학 (Linear Elastic Fracture Mechanics : LEFM) = 6
2.3 파괴진행대 (Fracture Process Zone) = 11
2.4 비선형 파괴역학 (Nonlinear Fracture Mechanics : NLFM) = 14
2.4.1 가상균열모델 (Fictitious Crack Model : FCM) = 14
2.5 파괴에너지 (Fracture Energy : G_(F)) = 16
2.6 Mix Design Nomogram = 20
제3장 실험재료 및 방법 = 24
3.1 개요 = 24
3.2 실험재료 및 시편의 제작 = 26
3.3 배합 및 양생 = 30
3.4 파괴에너지 실험 순서 = 31
제4장 실험결과 및 고찰 = 35
4.1 배합별 파괴에너지 (G_(F))결과 = 35
4.2 배합별 압축강도 결과 값 = 36
4.3 Mix Design Nomogram = 37
제5장 프로그램의 개발 = 48
5.1 프로그램의 개요 = 48
5.2 프로그램의 구성 = 50
5.2.1 메인폼 = 50
5.2.2 배합설계 기준의 선택 폼 = 51
5.2.3 문헌정보 폼 = 52
5.2.4 배합조건의 입력 폼 = 53
5.2.5 Mix Design Nomogram 폼 = 55
5.2.6 시방배합표 폼 = 58
5.2.7 현장배합표 폼 = 60
5.2.8 배치량 배합 폼 = 63
제6장 결론 = 64
참고문헌 = 66
＜Abstract＞ = 69
APPENDIX = 71