The aim of this study is to present the elastic modulus equation that suits to a domestic situation to coincide the improved mechanical properties of high-strength concrete. For this purpose, this study collected the laboratory data more than 400 connected with the modulus of elasticity that performed in this country and also compared with the existing equations compressive strength of investigated concrete ranged from 400 to 1, 400kg/$\textrm{cm}^2$. As a result, it could confirm that the existing equations which were proposed by the ACI 363R. CEB-FIP, NS 3473, and New-RC have a tendency to the overestimation in general.
이 연구에서는 순환굵은골재와 플라이애시를 사용한 콘크리트의 압축강도 및 탄성계수의 역학적 특성을 연구하였다. 실험변수로써 굵은순환골재의 치환율과 플라이애시 치환율을 고려하였다. 실험에서 고려된 순환굵은골재의 치환율은 0, 30, 50 및 70%이고, 플라이애시 치환율은 0, 15 및 30%이다. 실험변수에 따른 순환골재 콘크리트의 7일, 28일 및 91일 재령의 압축강도와 탄성계수 특성을 분석하였다. 플라이애시를 혼입하지 않은 콘크리트의 압축강도와 탄성계수에 비해 플라이애시 치환율이 30%인 배합의 각 재령별 압축강도와 탄성계수 감소효과는 뚜렷하게 나타난다. 따라서 순환골재콘크리트에서 30%이하 수준의 플라이애시의 혼입이 역학적 특성 측면에서 적정하다고 판단된다.
Reinforced concrete structures are an integrated structure in which reinforcing bars are placed on the tensile side of the beam to compensate for concrete that is strong in compression but weak in tension, so that the concrete receives compressive force and the reinforcing bars receive tensile force. It is durable, fire-resistant, economical, and adapts to the shape and dimensions of the structure. It has been widely used for a long time because it can be made freely without restrictions. However, reinforced concrete structures have the disadvantage that cracks occur easily, so they are repaired using a cross-sectional construction method. During this process, problems such as the repair part falling off occurred, so in order to solve the problem, stress changes due to changes in the size of the repair part were examined. As a result, based on the elastic modulus ratio of 1.0, the stress tended to increase as the size of the repair part decreased when it was less than 1.0, and the opposite tendency was seen when it was more than 1.0. This is believed to be due to an increase in the area of the part with a large elastic modulus.
The aggregate-forming minerals in concrete undergo volume swelling and microstructure change under neutron irradiation, leading to degradation of physical and mechanical properties of the aggregates and concrete. A comprehensive investigation of volume change and elastic property variation of major aggregate-forming minerals is still lacking, so molecular dynamics simulations have been employed in this paper to improve the understanding of the degradation mechanisms. The results demonstrated that the densities of the selected aggregate-forming minerals of similar atomic structure and chemical composition vary in a similar trend with deposited energy due to the similar amorphization mechanism. The elastic tensors of all silicate minerals are almost isotropic after saturated irradiation, while those of irradiated carbonate minerals remain anisotropic. Moreover, the elastic modulus ratio versus density ratio of irradiated minerals is roughly following the density-modulus scaling relationship. These findings could further provide basis for predicting the volume and elastic properties of irradiated concrete aggregates in nuclear facilities.
내부를 콘크리트로 속채움한 강관합성말뚝에 대한 기존의 하중전이 측정에서는 강관의 변형률만 측정하고 콘크리트의 변형률은 강관과 동일하다고 가정하였으며, 시방서에 규정한 방법으로 구한 강관과 콘크리트의 탄성계수를 이용하여 말뚝구성부재의 응력 및 축하중을 산정하였다. 그러나 강관의 변형률만 측정하여 강관과 콘크리트가 완전합성 거동하는 것으로 산정한 축하중은 실제 하중값과 상당한 차이를 보이고 있어 강관합성말뚝의 거동을 정확히 분석할 수 없었다. 따라서, 강관합성말뚝의 경우 각 구성부재의 변형률을 측정할 필요성이 제기되었다. 본 연구에서는 강관합성말뚝의 구성부재인 강재와 콘크리트의 변형률을 측정하는데 사용할 수 있도록 개발된 변형봉 센서에 대한 검증실험을 수행하였다 변형봉 센서를 사용하여 말뚝축하중을 산정할 경우 콘크리트의 탄성계수는 현장에서 제작한 콘크리트 공시체의 압축강도 시험에서 구하도록 제안하였다. 즉, (0.2∼0.6)f$_ck$의 응력 범위에 해당하는 평균접선기울기를 탄성계수로 사용하도록 제안하였다.
콘크리트의 탄성계수 결정을 위해 다양한 시험기법이 사용되고 있다. 충격공진시험(IR: impact resonance test)은 비파괴시험으로서 간편한 시험장치와 단순한 시험방법이며 반복성이 뛰어나다. 또한 충격공진시험은 탄성계수 뿐만 아니라 감쇠비 결정이 가능하다. 이 연구에서는 콘트리트 시편에 대한 충격공진시험의 다양한 영향요소(시편거치 방법, 충격하중원의 특성, 신호획득 속도 등)를 평가하고 최적의 시험조건을 제시하였다. 이 연구에서 적용한 모든 시험조건 범위에서 충격공진시험에서 측정된 결과의 변동량은 공진주파수 결정에 있어서 ${\pm}0.3%$, 감쇠비 결정에 있어서 ${\pm}10.0%$로 나타났다. 충격공진시험에서 결정된 탄성계수와 정적시험에서 결정된 탄성계수를 변형률 크기를 고려하여 비교하면 비교적 서로 잘 일치함을 확인하였다.
KS기준 및 콘크리트표준시방서에는 순환골재를 사용한 콘크리트의 압축강도를 27 MPa 이하로 제한하고 있으며, 이에 따라 27 MPa를 초과하는 순환골재 콘크리트에 대한 역학적 특성에 대한 연구결과는 부족한 상황이다. 따라서, 이 연구에서는 순환굵은골재 사용의 확대를 위해 압축강도 30~60 MPa 범주의 굵은순환골재를 사용한 콘크리트의 압축강도를 포함한 역학적 특성을 연구하였다. 실험변수로써 물-시멘트 비와 굵은순환골재의 치환율을 고려하였다. 고려된 물-시멘트 비는 0.36, 0.46 및 0.53 이고, 순환굵은골재의 치환율은 30, 50, 70 및 100%이다. 실험변수에 따른 순환골재 콘크리트의 7일 및 28일 압축강도, 탄성계수, 인장강도 및 파괴계수 특성을 분석하였다. 물-시멘트 비가 0.36일 때의 탄성계수에 비해 0.53일 때의 탄성계수는 10% 이상 감소하였다. 탄성계수 실험결과와 기존설계코드에 의한 탄성계수 예측결과를 비교하였으며, 설계코드에 의한 탄성계수 예측결과는 실험결과를 과다평가하고 있다. 반면에 설계코드에 의한 파괴계수 예측결과는 압축강도 40 MPa 이상의 콘크리트의 파괴계수 실험결과를 과소평가하고 있다.
In this study, the accelerated corrosion test by combined deteriorating action of salt damage and freeze-thaw was investigated. freeze-thaw cycle is one method for corrosion testing; corrosion initiation time was measured in four types of concrete samples, i.e., two samples mixed with fly ash (FA) and blast furnace slag (BS), and the other two samples having two water/cement ratio (W/C = 0.6, 0.35) without admixture (OPC60 and OPC35). The corrosion of rebar embedded in concrete occurred most quickly at the $30^{th}$ freeze-thaw cycle. Moreover, a corrosion monitoring method with a half-cell potential measurement and relative dynamic elastic modulus derived from resonant frequency measures was conducted simultaneously. The results indicated that the corrosion of rebar occurred when the relative dynamic elastic modulus was less than 60%. Therefore, dynamic elastic modulus can be used to detect corrosion of steel bar. The results of the accelerated corrosion test exhibited significant difference according to corrosion periods combined with each test condition. Consequently, the OPC60 showed the lowest corrosion resistance among the samples.
본 연구에서는 고분말도 플라이애쉬를 사용한 콘크리트의 역학 및 수축특성을 분석하기 위하여 플라이애쉬의 분말도 4000, 6000, 8000급의 3수준과 치환율 30%로 설정 하였으며, 물-결합재비 40, 50%의 2수준으로 계획하였다. 또한, 고로슬래그 미분말 3종의 치환율 20%의 수준으로 3성분계의 조합조건을 설정하여 실험을 실시한 결과, 강도특성에서는 플라이애쉬의 분말도가 증가할수록 압축, 인장 및 휨 강도가 플레인 콘크리트와 동등하거나 상회하는 경향을 나타냄과 동시에 압축강도와 탄성계수의 관계에서도 플라이애쉬의 분말도가 증가할수록 탄성계수가 다소 증가하는 경향을 나타내었으며, 탄성계수는 장기재령으로 갈수록 확연히 증가하는 경향을 나타내었다. 또한, 건조수축에서는 플라이애쉬의 분말도에 대한 영향은 미미하였으나, 분말도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다.
The mechanical characteristics of materials are very essential in structural analysis for the accuracy of structural calculations. The estimation modulus of elasticity of concrete ($E_c$), one of the most important mechanical characteristics, is a very complex area in terms of analytical models. Many attempts have been made to model the modulus of elasticity through the use of experimental data. In this study, the neuro-fuzzy (NF) technique was investigated in estimating modulus of elasticity of concrete and a new simple NF model by implementing a different NF system approach was proposed. A large experimental database was used during the development stage. Then, NF model results were compared with various experimental data and results from several models available in related research literature. Several statistic measuring parameters were used to evaluate the performance of the NF model comparing to other models. Consequently, it has been observed that NF technique can be successfully used in estimating modulus of elasticity of concrete. It was also discovered that NF model results correlated strongly with experimental data and indicated more reliable outcomes in comparison to the other models.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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