기반암(bedrock) 세계

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응용지질학/토목지질

건축물의 콘크리트 코어시험[코어채취기의 종류, 코아비트로 코아채취, 강도시험용 코어의 조건, 강도에 영향을 미치는 인자 등]

고지중해 2023. 5. 5. 18:02
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1 일반
가. 일반
채취한 코어의 시험은 콘크리트 상태평가에 대한 가장 신뢰할 수 있는 시험 방법이나,
콘크리트 구조물에서 코어를 광범위하게 채취하지 못하는 현장여건의 어려움으로 대표
적인 부분에 대해서 코어를 채취하고 광범위하게 실시한 비파괴시험 결과의 모체로서
콘크리트 강도 및 내구성 평가에 이용되고 있다.
현장에서 채취한 코어로부터 압축강도를 추정하는 방법은 국부파괴시험으로 비파괴
시험과는 구별되지만, 구조물의 실제 강도를 추정한다는 관점에서 비파괴적인 방법과
함께 실시한다. 그러나 내하 콘크리트 구조물에 있어 휨 부재에 대한 적용은 제한적이
며, 구조물에 한정적으로만 적용이 가능하다는 단점이 있다.
코어채취의 기본적인 제약점들은 소요비용, 채취의 불편함, 콘크리트 구조물의 국부파
손 등의 특징이 있다.


【해설】
1. 코어채취기의 종류
일반적으로 건설공사에서의 배관공사, 전기설치 및 통신공사 등의 목적으로 사용되고
있는 코어채취기를 시설물의 점검과 진단에서 콘크리트의 열화상태, 품질정도, 강도
등 파악의 목적으로 이용되고 있다. 코어채취기의 사용 목적에 따라 엔진식과 전기(모
터)식으로 분류되나, 특별한 목적이 없는 경우에는 안전점검과 정밀안전진단에서는 전
기식 코어채취기를 일반적으로 사용한다.


(1) 엔진식 코어채취기
콘크리트 블록이나, 도로포장, 활주로 등의 수평면으로부터의 코어의 천공에 사용
하며, 기계의 자중에 의해 코어를 천공하는 방법으로 앵커볼트의 설치가 필요하지
않다.


(2) 전기식 코어채취기
콘크리트의 열화진단을 위한 벽체이나 틀 등의 수직면으로부터 코어채취는 전기
식의 보링머신이 사용하며, 엔진식에 비해 휴대가 간편하다. 전기식 보링머신의
경우에는 기계를 고정하기 위한 앵커 볼트의 설치가 필요하지만, 최근 보링머신을
진공 패드에 의해 고정하고 앵커 볼트를 채용하지 않는 기종도 시판되어 있다.

나. 적용 범위
채취된 코어의 활용 목적은 다음과 같다.
① 대상 콘크리트의 관련 제반 정보 수집
② 코어강도와 각 비파괴시험법에 따른 비파괴강도 추정식의 신뢰성 확보를
위한 보정
③ 내부철근의 피복과 직경 측정 결과의 확신
④ 철근부식 상태 측정 결과의 확인
⑤ 발생 균열깊이의 측정 결과의 검증 및 보수상태 확인
⑥ 물리성 조사 : 탄산화깊이, 염화물함유량, 알칼리 골재 반응시험 등

다. 코어비트
보통 코어비트의 유효 천공지름으로는 ø10∼400㎜ 정도이며, 천공지름은 일반적으로
는 내경을 나타내고 있어 코어채취 시에 코어비트의 두께 등을 고려하여야 한다.
일반적으로 사용하는 코어드릴의 비트는 다이아몬드를 절삭재로 사용하여
박아 만든 보링용 비트로 절단 작업 중 코어드릴에 냉각수를 공급하면서 천공
하는 습식을 주로 이용하고 있다.
코어채취 시 필요한 냉각수의 양과 필요 천공속도를 파악하여야 한다.
코어를 채취하는 과정에서 콘크리트 중 일부 성분의 유출을 방지 할 목적으
로 천공하는 건식은 내열성의 코어비트를 사용한다.


【해설】
1. 습식 코어비트
일반적으로 사용하는 코어비트로 [해설 사진 2.3.3]과 같이 3단으로 구성되어 냉각수
의 공급이 필요한 코어비트로 보통 3단으로 구분되어 있으며, 비트, 튜브, 커플링을
조립 후에 커플링을 코어 채취기의 척에 연결하는 과정으로 조립이 완료된다. 사용
중 마모 및 손상의 경우에 부분적인 교체가 가능하다.


2. 건식 코어비트
건식용의 코어비트는 냉각식과는 달리 특수한 가공(내열처리) 처리를 하였으며, 코어
비트 중간에 홈이 있어 냉각수의 공급이 필요하지 않다. 건식 코어비트는 일체로 구
성되어 사용되고 있으며, 채취하는 과정에서 발생하는 가루(먼지)를 흡인·회수하면서
채취 작업이 이루어진다.

나. 코어채취의 유의사항
① 코어채취 방향
코어채취 방향, 위치 및 수분공급의 유무 등에 의해 콘크리트의 품질이나 열화
정도가 다르기 때문에 조사목적에 맞는 채취 방향과 위치를 정하여야 한다.
② 코어채취장소의 선정
코어채취에 앞서 다음 사항에 대한 사전조사가 반드시 필요하다
- 철근이나 배관ㆍ배선 등의 유무나 위치의 확인
- 예정되어 있는 채취 장소의 작업환경에 대한 검토
- 작업에 따르는 소음과 냉각수(배수ㆍ먼지 등)가 주변에 끼치는 영향
대들보나, 슬래브에서는 주철근을 절단하는 경우가 없도록 유의하여야 한다.
코어를 완전 추출 또는 중간 추출할 것인지 등의 판단이 필요하다.
코어를 추출한 장소에 대해서는 신속히 보수하여야 한다.
강도평가의 경우 코어 공시체의 지름은 일반적으로 굵은골재 치수의 3배 이상
으로 하고, 어떤 경우에도 2배 이하로 되어서는 안 된다.
조사 목적에 따라 콘크리트 중 일부 성분의 유출이 방지되도록 건식 코어비트
의 사용이 필요하다.
코어 추출 즉시 코어에 부착되고 있는 가루 및 먼지 등을 씻어 내고, 철근이나
균열 등의 유무를 확인하고, 사진촬영 한다.
세척된 코어 표면의 변색깊이나 탄산화 깊이 등을 조사해 둔다.
세척과 확인 및 사진촬영이 끝나면 즉시 습기 찬 헝겊 등으로 코어를 감싼 후
두꺼운 비닐봉투에 수납하여 시험을 하는 장소로 발송한다.
채취한 코어는 거의 완전한 원기둥 모양의 공시체를 채취할 수 있어야 한다.
코어 공시체에 재료분리, 공극의 과다 및 코어의 단면 전체에 굵은골재가 포함
될 경우 등은 강도시험용 공시체로서는 부적절이다.
코어의 표층으로부터 1㎝ 정도의 부분은 공시체로서 사용하지 않는 것이 좋다.
시험 중에 코어가 파손될 경우가 있기 때문에 예비 코어 공시체가 있는 것이 바
람직하다.
채취된 코어는 채취 후 3∼4일 이내에 시험을 하는 것이 바람직하다.

【해설】
1. 코어채취 장소의 선정
(1) 코어채취 방향
건물 외벽 또는 교각과 같이 연속하고 있는 콘크리트 구조체에서 코어채취 방향
(수평방향과 연직방향 등) 또는 위치(상하 방향 또는 외부로부터 수분공급의 유무
등) 등에 의해 콘크리트의 품질이나 열화 정도가 다르기 때문에 조사목적에 맞는
채취 방향과 위치를 정하여야 한다. 특히 알칼리골재반응이 있는 구조물에서는 채
취 방향과 위치 등의 영향이 현저하게 나타나는 경우가 많으므로 주의하여야 한
다.
(2) 코어채취장소의 선정
코어채취 위치가 결정된 후에 있어서 가장 중요한 작업은 철근이나 배관·배선류
등의 위치를 가능한 한 정확하게 파악하는 것이 필요하며, 우선 건물이나 구조물
의 배근·배관도를 입수 할 필요가 있다. 그러나 도면을 입수하여도 실제의 구조물
에서는 반드시 도면대로 배근·배관되지 않는 경우가 있기 때문에 배근·배관도는
어디까지나 참고 정도라고 생각해야 한다. 따라서 코어채취를 시작하기 전에는 철
근탐사장비를 이용하여 배근·배관의 위치를 확인하여야 한다.


2. 채취 코어의 직경 결정
(1) 강도시험용의 경우
코어의 직경은 철근간격과 강도시험 실시 유무 등의 조건으로 정하게 되며, 일반
적으로 철근간격이 12㎝인 경우에 내경 10㎝의 코어비트를 사용하면 직경이 약
10㎝의 코어채취가 가능하다. 배근간격이 10㎝의 경우에는 내경이 7,5㎝의 코어
비트를 사용하게 되므로 얻을 수 있는 코어의 직경은 약 7.5㎝가 된다.

3. 코어의 보관
(1) 코어에 부착되고 있는 가루(먼지)와 철근이나 균열 등이 있으면 강도시험에 중대
한 지장을 초래하므로, 추가 코어채취의 필요 여부 등을 판단하여야 한다.
(2) 추가 코어채취가 필요 없으면 번호나 채취 장소 등을 기입한다. 중성화 부분과 알
칼리성을 띄고 있는 부분과의 경계는 시간경과와 함께 불선명해질 경우가 있으므
로 추출된 코어를 즉시 세척하여 확인하고, 사진촬영을 한다.


4. 강도시험용 코어의 조건
(1) 채취코어의 일부에 손상 및 결함이 있어도 직경 4배 정도의 코어를 채취하면 추
정식의 적용 범위내의 공시체를 얻을 수 있을 경우가 많으나, 시험 중에 코어가
파손될 경우가 있기 때문에 예비 코어 공시체가 있는 것이 바람직하다.
(2) 코어의 표층 부분은 열화 및 손상된 경우가 많이 존재하므로 적어도 표층으로부터
1㎝ 정도의 부분은 공시체로서 사용하지 않는 것이 좋다.

 

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