암석의 경도

물질의 특성으로서의 경도는 그 자체로는 물리적인 특성으로서의 수치를 제시하기 보다는 수행된 시험에 의존하는 지수(index)를 제시한다. 경도는 보통 물질표면의 특성을 지시하는 개념으로서 “암석의 경도는 표면에 접선방향의 마찰력(abrasive force)에 의한 표면입자의 변위에 대한 저항력 또는 정적 또는 동적인 관통력(penetrating force)에 대한 저항력”으로 정의된다(Deere and Miller, 1966).

① Mohr's scale of hardness : 광물의 상대적인 경도를 긁음 또는 마찰에 대한 저항도로 나타낸 것으로 연필형경도계(hardness pencil) 또는 환형경도계(hardness wheel)을 이용한다.

② 절대경도(Vickers, Knoop) : 광물의 절대경도를 현미경 하에서 측정하는 방법으로 일정한 시간동안 일정한 하중으로 다이아몬드추를 광물의 연마면에 올려놓았을 때 생기는 패인 자국의 크기로써 강도를 표시한다.

(표 2.7)

③ Schmidt hardness : 슈미트 햄머는 콘크리트의 강도를 측정하기 위해 고안된 것으로 암석 경도의 산정에 이용될 수 있다. 반발식 콘크리트 테스트 햄머(schmidt hammer)에 의해, 테스트 햄머에 의한 경화 콘크리트면의 타격시의 반발도(R)과 콘크리트의 압축강도(Fc)간에는 대략적인 상관관계가 성립한다는 실험적 사실에 근거하여, 테스트 햄머로 때려서, 햄머내의 重錐의 반발하는 정도를 반발도(R)로 표시해, 반발도(R)의 대소에 의해 콘크리트의 압축강도를 추정하는 것이다. 이 반발식 콘크리트 햄머에 의한 대상체의 강도측정은 표면의 거칠기, 수분함량 등의 변수에 의해 정밀한 재료의 강도를 구할 수 있는 것은 아니지만 간단하고 단시간내에 강도추정이 가능하다는 장점이 있다<그림 2.9 참조, Eng. in rock masses>.

(그림 2.9) Correlation chart for Schmidt (L) hammer relating unit weight of rock, compressive strength and rebound number

④ 마모시험(Abrasion test) : 마모(닳음, wear)에 대한 암석의 저항도를 측정하는 방법으로는 Dorry test, Los Angeles test가 있다. Dorry test는 직경 및 길이 25mm의 원통형의 암석시료를 2.5MPa의 압력하에서 회전하는 디스크 사이에 끼우고 30～40 ASTM mesh screen을 통과한 파쇄 석영을 공급하여 1000회 회전을 통한 암석시료 중량의 감소로서 경도 지수를 구한다.

⑤ 마멸시험(Attrition test) : 마멸은 암석의 두 표면을 서로 마찰시킬 때의 저항도로 정의된다.

 

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