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고주파 바이브레이터가 콘크리트 물성에 미치는 영향 평가

 

 

 
 

 

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                                      (삼성 건설기술연구소 재료시험실)

 

1. 실험개요
 건설현장에서 콘크리트 내부다짐을 위하여 일반적으로 사용되고 있는 저주파 바이브레이터와 외국에서는
이미 보편화 되어 있으나, 국내에서는 아직 일부 현장에서만 부분적으로 사용되고 있는 고주파 바이브레이터를 사용하여
한변의 길이가 50cm인 박스형 실험체에 일정 시간 진동을 가하면서 실험체의 상부 표면상태, 거푸집 제거후의 표면상태 및
구조물의 강도에 대하여 상호 비교하고자 하였다.  실험체는 설계강도 400kg/㎠인 고강도 콘크리트를 대상으로 하였다.
 

 

2. 실행방법
  실험부재는 각각 저주파 및 고주파 진동기를 사용한 경우로 구분되며, 진동시간은 20초 전후로써 동일한 조건을 가지도록 하였다.  
  실험조건은 표 1과 같다.

 

구분

진동기 구분

진동시간

실험체 1

저주파 진동기 사용

20초 전후

실험체 2

고주파 진동기 사용

 

3. 실험부재의 형상
부재표면의 기포상태 및 실부재의 강도를 확인하기 위한 실험부재의 형상 및 크기가 그림 1에 나타나 있다.  

 

                                      

 

                                                 그림 1. 실험체의 형상및 크기

 

 4. 실험결과

(1) 다짐 후의 상부표면 상태
사진 1 및 사진 2는 일반진동기와 고주파진동기를 사용하여 실험부재 내부의 콘크리트를 다짐한 후의 실험체 상부의
표면상태를 나타낸 것으로써, 일반진동기를 사용한 경우는 표면이 매우 거칠었으며 마감도 용이하지 않았으나, 고주파진동기를
사용한 경우는 다짐 후의 표면상태가 매우 부드러웠고, 마감작업도 용이하였다.
 

 

                           
 

 

                                    사진 1. 일반 진동기를 사용한 경우의 다짐 후의 표면 상태

 

 

                            

 

                                     사진 2. 고주파 진동기를 사용한 경우의 다짐 후의 표면 상태

 

 

(2) 거푸집 제거후의 부재표면상태
사진 3 및 사진 4는 거푸집 제거 후의 실험체 표면상태를 나타낸 것이다.
 

 

         
 

 

              사진 3 . 실험체 1의 표면상태                                                사진 4.  실험체 2의 표면상태

              (일반 진동기를 사용한 경우)                                                 (고주파 진동기를 사용한 경우)                                            

 

 

사진 3 및 사진 4에 나타난 것처럼 표면 상태는 상당한 차이가 있음을 알 수 있었다.   
표 3은 두 실험체에서 발생한 기포를 크기별로 세 단계로 분류하여 각각의 개수를 조사한 결과이다.
 

 

표 3  표면기포 조사결과
 

 

진동기 종류

기포 크기

저주파 진동기

고주파 진동기

2mm 이하 기포
(거의 보이지 않는 기포)

9

10

2~10mm
(눈에 보이는 기포)

24

12

10mm 이상 기포
(상당히 크고 깊은 기포)

23

5


 


표 3은 실험체의 한면을 선정하여 발생한 기포를 크기별로 구분한 것으로써, 저주파 진동기를 사용한 경우에는
직경이 10mm 이상인 크고, 깊은 기포가 상당히 많이 나타났으며, 직경이 10mm 이하인 기포의 수도 30개를 넘었다.
그러나 고주파 진동기를 사용한 경우에는 직경이 10mm 이상인 기포는 거의 나타나지 않았으며,
직경이 10mm 이하인 기포의 수도 반 이하로 감소하였다.
 

 

(3) 압축강도 측정결과
표 2는 실험체에서 채취한 코아시편의 압축강도를 측정한 결과이다.
 

 

표 2 압축 강도 측정결과
 

 

공시체 구분

장소

구분

측정

재령

압축강도 측정값

(㎏/㎠)

평균값

(㎏/㎠)

강도발현율※1

(%)

코

아

공

시

체

시험체 1

현장

제작

7일

439, 401, 427, 423

423

92.3

시험체 2

460, 461, 464, 448

458

100

 

                              ※ 1 강도발현율은 실험체 2에 대한 실험체 1의 상대 비율

 

표 1에 나타난 것처럼 실험체 1의 코아공시체의 압축강도 측정결과는 시험체 2의 코아공시체의 압축강도 측정결과의
약 92% 정도를 나타내어 고주파 진동기를 사용한 경우가 저주파 진동기를 사용한 경우보다 약 8% 정도 강도값이 상승되는
결과를 나타내었다.  이와 같은 결과로 인해서 고주파 진동기에 의한 다짐이 콘크리트를 더욱 더 밀실하게 다지는 것을 알 수 있었다.

 

 

 


 
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