반발경도시험은 콘크리트의 압축강도를 비파괴로 추정하는 방법

반발경도시험10)

가. 일반
반발경도시험은 콘크리트의 압축강도를 비파괴로 추정하는 방법의 하나로 경화된 콘
크리트 표면을 타격할 때, 측정 반발도( )와 콘크리트의 압축강도( )와의 사이에 특
정 상관관계가 있다는 실험적 경험을 기초로 한다.
반발경도시험 결과로 분석된 콘크리트 비파괴강도는 콘크리트 표면 상태에 국한되고
콘크리트 내부의 강도를 추정할 수 없다는 단점을 가지고 있기 때문에 콘크리트 비파괴
강도 추정 시의 유일한 지표로 사용하기에는 문제점을 내포하고 있다.

【해설】
1. 반발경도측정기는 조작의 편리성, 해석의 편이성, 측정 대상 구조물의 형상 및 크기에
영향이 없어 적용성이 좋기 때문에 널리 이용되고 있으나, 콘크리트와 같은 균일하지
못한 재료에서의 콘크리트 표면의 국소적인 타격에 의한 반발도는 타격면의 골재 유
무, 건습상태, 콘크리트 재령 등에 의해 달라지므로 비파괴강도 추정의 신뢰성이 크게
높지 않는 것으로 알려져 있다.

2. 측정원리
반발경도측정기는 국제적으로 가장 널리 이용되고 있는 시험이다. 반발경도시험의 원
리는 슈미트 해머(schmidt hammer) 등으로 콘크리트 면을 타격할 경우, 이에 따른
반발도와 콘크리트 압축강도 사이에 상관관계가 있다는 실험적 입증에 근거하고 있
다. 슈미트 해머는 1948년 스위스의 E.Schmidt에 의해 고안된 것으로 스프링의 복귀
력으로 콘크리트 표면에 충격을 주어 반발경도를 측정하여 경화 콘크리트의 압축강도
를 추정하는 것이다.
콘크리트 표면의 경도로부터 콘크리트의 압축강도를 추정하는 방법으로 그 시험 방
법, 적용 가능한 강도 범위, 판정식 및 판정의 평가 방법에 대한 고려가 강도를 판정
하는 과정에서 필요하다. 반발도는 콘크리트의 탄성계수와 비례 관계에 있고, 강도는
탄성계수와 관계가 있으므로 이에 의해 반발경도와 압축강도의 관계식을 이용하여 압
축 강도를 추정할 수 있다.
[해설 그림 2.1.1]은 플런저라 불리는 테스트해머 선단부와 콘크리트 표면의 접촉 위
10) KS F 2730:2003 콘크리트 압축강도 추정을 위한 반발경도시험 방법
콘크리트 및 강재 비파괴시험 매뉴얼 : 한국시설안전기술공단(’06.12)
진단장비 활용ㆍ관리 매뉴얼 : 한국시설안전기술공단(’06.12)치에서의 개념도를 나타낸 것이다. 

반발경도측정기에 의해 일정한 에너지로 콘크리트
표면을 타격했을 때 테스트해머의 다시 튀어 오르는 높이(반발높이 또는 반발경도)와
콘크리트의 경도(브리넬경도) 및 콘크리트의 강도와는 관련 있는 것이 입증되고 있다.
이에 따르면, 반발 높이는 타격에 의해 생기는 콘크리트의 패인 정도와 관련하여 패
인 정도가 클수록 반발높이가 낮아 경도는 작은 값을 나타낸다.

나. 적용 범위
본 세부지침에서는 경화된 콘크리트의 반발경도와 압축강도 사이의 상관관계에 따른
상관식을 도출하여 적용하는 것을 원칙으로 하며, 이것이 쉽지 않은 경우 기존의 콘크
리트 비파괴강도 제안식을 활용하여 평가할 수도 있다. 다수의 신뢰할 수 있는 비파괴
강도 추정식이 제시되어 있으나, 추정식의 다양성만큼 비파괴강도가 일정하게 얻어지
는 것이 아니므로, 코어 표본의 압축강도를 구하여 이 측정값과 반발도와의 상관관계
를 구하는 것이 우선되어야 한다.
콘크리트 표면의 경도로부터 콘크리트의 비파괴강도를 추정하는 방법으로 그 시험
방법, 적용 가능한 강도 범위, 판정식 및 판정의 평가 방법에 대한 고려가 비파괴강도
를 판정하는 과정에서 필요하다.
본 세부지침에서는 보통콘크리트의 비파괴강도 추정을 위한 시험 등의 절차에 대해
서 기술한다.

【해설】
1. 반발경도측정기를 이용한 평가 방법은 콘크리트 압축강도 추정 이외에도 콘크리트의
균일성 확인, 특정 요구조건에 관련된 참고용 자료 제공, 성능에 직접적 영향을 미치
는 콘크리트 표면 특성(마모 저항 등)의 결정, 재령의 변동에 따른 강도 발현 양상을
파악하여 거푸집 및 동바리의 제거시기를 결정하는 데 이용할 수 있다.

2. 반발경도법에 의하여 압축강도를 추정하고자 하는 경우 우선적으로 동일위치에 대해
서 반발경도 및 코어강도시험을 실시하고 코어강도와 가장 유사한 상관계수 값이 산
정되는 공식을 선정한 후 상관계수를 이용하여 비파괴시험에 의한 강도로 치환하여야
한다.
다. 측정기의 점검 및 교정
반발경도측정기는 엄밀한 검사를 하더라도 사용 후에 기계적인 오차가 발생하는 것이
단점이 있으므로 사전에 테스트 앤빌(test anvil)에 의한 정기 교정을 실시하여야 한다.
테스트 앤빌에 의한 반발경도측정기(N형)의 반발경도 R은 80을 기준으로 80±2의
범위를 정상으로 할 경우, 가능한 한 80±1의 범위이어야 한다. 이 범위의 값을 벗어날
경우 조정하여야 한다. 반발값이 72 정도까지 나타나고 더 이상 반발값이 올라가지 않
을 경우에는 다음 식에 의하여 보정하며, 이 이상의 보정값을 필요로 하는 반발경도측
정기는 사용하지 않는 것이 좋다.
R = Ro × 80 / Ra
여기에서 Ra : 테스트 앤빌에 따른 하향 타격시(α=-90°)의 반발도
Ro : 반발도 R의 평균값
반발경도측정기와 테스트 앤빌의 보정 특성인 액면 수치(Ra)는 제작사에 따라 교정
반발경도의 치수의 범위는 차이를 나타내므로 유의하여 사용하여야 한다. 이는 제조사
가 다른 반발경도측정기와 앤빌을 혼용하여 이용할 경우에는 그 결과 값(Ra)이 상
이하므로 특별한 주의가 필요하며, 무심코 이를 혼용하여 사용하였을 경우 평가된
콘크리트 비파괴강도의 신뢰성에 문제점으로 나타난다.

【해설】
1. 측정기
일반적으로 사용하고 있는 테스트 해머는 [해설 사진 2.1.1]과 같이 N형(NR형), 디
지털 해머, P형 및 M형 등이 있으며, 각각의 테스트 해머는 [해설 표 2.1.1]과 같이
각각의 용도에 맞추어 사용한다.

2. 연삭 숫돌
연삭 숫돌은 대상 콘크리트의 면을 간단히 정리할 때 사용되며, 중간 거칠기의 탄화
규소 또는 그에 준하는 재질로 구성한다.

3. 테스트 엔빌
테스트 해머는 측정횟수가 증가하거나 시일이 오래 지나면 스프링의 장력이나 중추의
마찰 등으로 기계적인 오차를 일으키게 된다. 따라서 사용할 테스트 해머장비를 캘리
브레이션 할 필요가 있으며, 이를 위하여 해머를 타격하였을 때 일정경도가 재현되는
시편이 요구되며 이를 테스트 엔빌이라 한다. 테스트 엔빌은 지름 150mm 정도의 타
격 면을 갖는 금형의 원주체로 제작회사에서 제공하는 교정 값을 정확히 인지하고 활
용하여야 한다. 측정기의 테스트 엔빌에 의한 교정은 현장에서 사용하기 전에 실시하
는 것이 바람직하다. [해설 사진 2.1.2] 참조.