Abstract
Nondestructive test (NDT) provides much information on concrete without damage of structural functions. Of NDT methods, elastic wave propagation methods, such as ultrasonic pulse velocity (UPV) method and impact-echo (IE) method, have been successfully used to estimate the strength, elastic modulus, and Poisson's ratio of concrete as well as to detect the internal microstructural change and defects. In this study, the concretes with water-binder ratio ranging from 0.27 to 0.50 and fly ash content of 20% were made and then their longitudinal wave velocities were measured by UPV and IE method, respectively. Test results showed that the UPV is greater than the longitudinal wave velocity measured by the If method, i.e., rod-wave velocity obtained from the same concrete cylinder. It was found that the difference between the two types of velocities decreased with increasing the ages of concrete and strength level. Moreover, for the empirical formula, the dynamic Poisson's ratio, static and dynamic moduli of elasticity, and velocity-strength relationship were determined. It was observed that the Poisson's ratio and the modulus of elasticity determined by the dynamic method are greater than those determined by the static test. Consequently, for the more accurate estimation of concrete properties using the elastic wave velocities, the characteristics of these velocities should be understood.
비파괴시험(NDT)은 구조물의 기능에 손상을 주지 않으면서 콘크리트에 대한 많은 정보를 준다. 여러 가지 NDT 방법들 중에서, 초음파 속도법과 충격반향기법과 같이 탄성파의 속도를 이용하는 방법은 콘크리트의 압축강도, 탄성계수, 포아송비의 추정뿐만 아니라, 내부 미세구조 변화 모니터링과 결함 탐지 등을 위해 이용되고 있다. 본 연구에서는 물-결합재비가 $0.27{\sim}0.50$이고 시멘트 중량의 20%를 플라이 애쉬로 대체 사용한 콘크리트를 제조한 후, 동일한 콘크리트에 대해 초음파 속도법과 충격반향기법을 이용하여 종파 속도를 각각 측정하여 서로 비교하였다. 실험 결과, 콘크리트 공시체로부터 측정된 초음파 속도가 충격반향기법에 의해 측정된 종파 속도, 즉 막대파 속도보다 큰 경향을 나타내었으며, 이들의 차이는 재령이 증가함에 따라 그리고 콘크리트의 강도가 커질수록 각각 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 동포아송비, 정탄성계수, 동탄성계수, 속도-강도의 상관관계 등을 실험적으로 결정하였다. 그 결과, 동적인 방법으로 결정되는 포아송비와 탄성계수가 정적인 시험에 의한 것보다 크게 나타났다. 따라서, 탄성파 속도를 이용하여 콘크리트의 성질들을 보다 정확하게 추정하기 위해서는 속도 특성에 대한 이해가 필요할 것으로 사료된다.
