외기온도 및 시험체 크기를 고려한 콘크리트의 간이-단열온도 상승시험에 관한 실험적 연구

온정권 ( On Jeong-kwon ),김영선 ( Kim Young-sun ),문형재 ( Moon Hyoung-jae ),남정수 ( Nam Jeong-soo ),김규용 ( Kim Gyu-yong ) 한국건축시공학회 2021 한국건축시공학회지 Vol.21 No.6

최근 초고층 아파트 및 주상복합 건축물의 증가로 두께 3m이상의 메가급 매스콘크리트 부재의 설계가 다수 수행되고 있다. 초고층 주상복합 건축물은 기초부재 뿐만 아니라 특수한 구조형태로 전이 보 및 슬라브 등과 같은 매스콘크리트 시공이 증가하고 있어 매스콘크리트의 온도균열저감에 관한 연구가 수행되고 있다. 매스콘크리트의 온도균열을 검토하기 위해서는 콘크리트 열특성 검토가 중요하나 현장에서 단열온도상승 시험기를 활용하기는 어렵기 때문에 간이-단열온도상승시험을 주로 활용한다. 본 연구에서는 간이-단열온도상승시험에 의한 콘크리트 열특성 결과의 정밀도를 향상시키기 위해 열손실을 보정하기 위한 방안과 열손실 보정에 미치는 다양한 요인을 검토하여 제시하였다. Recently, due to the increase in high-rise apartment and residential-commercial complex buildings, a number of mega-class mass concrete members with a thickness of 3m or more have been designed. As the construction of mass concrete such as transfer beam and slab is increasing not only in foundation members but also in special structures, research on reducing temperature cracks in mass concrete is being conducted. To review temperature cracks in mass concrete, it is important to review the thermal properties of concrete, but it is difficult to use an adiabatic temperature rise tester in the field, so the semi-adiabatic temperature rise test is mainly used. In this study, to improve the accuracy of the results of concrete heat characteristics gained by the semi-adiabatic temperature rise test, various factors affecting heat loss compensation and methods were reviewed and presented.

온도와 수압이 가곡광산 화강암과 석회암의 물성에 미치는 영향

윤용균(Yongkyun Yoon),백영준(Youngjun Baek),조영도(Youngdo Jo) 한국암반공학회 2011 터널과지하공간 Vol.21 No.1

본 연구에서는 온도와 수압이 암석의 물성 변화에 미치는 영향을 평가하였다. 온도가 암석의 물성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 가곡광산에서 채취한 화강암과 석회암 시험편에 200, 300, 400, 500, 600, 700℃(석회암의 경우 700℃는 제외하였음)의 열을 가하여 예열시험편을 제작하였다. 예열시험편에 대한 실내실험을 통해 비중, 유효공극률, 탄성파속도, 일축압축강도, 탄성계수, 포아송비를 측정한 결과 온도가 증가함에 따라 화강암과 석회암 예열시험편의 물성이 변하는 것으로 나타났다. 비중, 유효공극률, 탄성파속도의 급격한 변화는 화강암의 경우 400℃ 이상에서 발생하였으며, 석회암의 경우에는 300℃ 이상에서 나타났다. 온도에 따른 일축압축강도, 탄성계수, 포아송비의 변화도 물리적 특성의 변화와 유사한 것으로 나타났다. 예열시험편의 일축압축강도와 탄성계수로부터 유추한 500, 600, 700℃ 화강암 예열시험편의 GSI는 각기 81, 66, 58로 나타났으며, 400, 500, 600℃ 석회암 예열시험편의 GSI는 각각 76, 71, 65로 나타났다. 500, 600, 700℃ 화강암 예열시험편과 400, 500, 600℃ 석회암 예열시험편에 7.5 ㎫의 수압을 가하였다. 수압을 적용한 예열시험편의 유효공극률, 탄성파속도, 일축압축강도, 탄성계수를 측정하여 평균한 결과 수압을 가하기 전 예열시험편에 비해 평균 감소량이 화강암 500, 600, 700℃ 예열시험편 각각에 대해서 7.6, 11.3, 14.9%로 나타났고, 석회암 400, 500, 600℃ 예열시험편에 대해서는 각기 8.2, 13.8, 21.9%로 평가되었다. This study focuses on having a temperature and water pressure effects on the change of material properties of rocks. Granite and limestone specimens from Gagok Mine were thermally treated with predetermined temperatures of 200, 300, 400, 500, 600 and 700℃ (excepting 700℃ for limestone) to estimate the reduction of material properties of rocks caused by heat. Specific gravity, effective porosity, elastic wave velocity, uniaxial compressive strength, Young’s modulus and Poisson's ratio for pre-heated specimens were measured. With increasing temperature, material properties of both rock specimens change sequentially. Significant changes of specific gravity, effective porosity and elastic wave porosity occur above 400℃ for granite and 300℃ for limestone. Changes of uniaxial compressive strength, Young’s modulus and Poisson’s ratio seem to be similar to those of physical properties. GSI of 500, 600 and 700℃ specimens inferred by using uniaxial compressive strength and Young's modulus of preheated granite specimens is found to be 81, 66 and 58 each. In case of pre-heated limestone specimens of 400, 500 and 600℃, the corresponding GSI is 76, 71 and 65 each. 500, 600 and 700℃ granite specimens and 400, 500 and 600℃ limestone specimens were pressurized to 7.5 ㎫ and their effective porosity, elastic wave velocity, uniaxial compressive strength and Young’s modulus were measured. The average value of material properties (mentioned above) of 500, 600 and 700℃ granite specimens under water pressure compared with material properties of non-pressurized pre-heated specimens exhibits the reduction of 7.6, 11.3 and 14.9%, respectively. In case of 400, 500 and 600℃ limestone specimens under water pressure, the average value of material properties decreases by 8.2, 13.8 and 21.9%, respectively.

콘크리트 바닥판의 아스팔트 두께에 따른 강박스거더교의 최저 설계 유효 온도 산정

이성행,김경남,최형석 한국강구조학회 2019 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.31 No.1

In this study, to study the minimum temperature design standards of a steel box girder bridge and the minimum design criteria according to the asphalt thickness of an upper concrete deck, four types of steel box girder model specimens were produced and the temperature was measured. The measurement model is four specimens of upper concrete asphalt thickness of 0mm, 50mm, 100mm, and 150mm, with 17 to 25 temperature gauges attached to each test specimen. The minimum effective temperature was calculated based on the measurement data after performing the two-year winter measurement. The analysis results showed that the minimum effective temperature according to asphalt thickness was –4.7°C, -1.8°C, 0°C, and 1.8°C for 0mm, 50mm, 100mm and 150mm respectively. The effective temperature of the measured specimen is measured higher than the Euro code, with a temperature difference between 0.3 and 2.0°C at the lowest temperature of –15°C and 0.9 to 1.6°C at the full temperature range. Judging from the lowest effective temperature calculated at 50mm asphalt thickness, the minimum temperature range of the current design specification for highway bridges shall be adjusted to –15°C or less. 본 연구에서는 강박스거더교의 최저 온도설계기준과 상부 콘크리트 바닥판의 아스팔트 두께에 따른 최저 설계기준의 조정값을 연구하기 위하여, 4종의 강박스거더교 모형시험체를 제작하고 온도를 측정하였다. 측정 모형은 상부 콘크리트 아스팔트 두께0mm, 50mm, 100m, 150mm의 4개 시험체이며, 각 시험체에는 17∼25개의 온도 게이지를 부착하였다. 2년의 겨울기간 온도측정을 수행하고 측정데이터를 바탕으로 최저 유효온도를 산정하였다. 분석결과 아스팔트 두께에 따른 최저 유효온도의 조정값은 100mm를 기준으로 했을 때, 0mm, 50mm, 100mm, 150mm 대하여 각각 –4.7°C, -1.8°C, 0°C, 1.5°C로 도출되었다. 측정 시험체에서 유효온도가Euro code보다 더 높게 측정되며, 그 온도차는 최저 온도인 –15°C에서는 0.3∼2.0°C, 전체 온도구간에서는 0.9∼1.6°C를 보였다. 아스팔트 두께 50mm 일 때 산정된 최저 유효온도로 판단할 때 현 도로교설계기준의 최저 온도 범위는 –15°C이하로 조정되어야 할 것으로 판단된다.

저장물자 환경시험을 위한 한국적 온도기준 적합성 연구

이일로,변기식,조성용,김경필,박재우 한국품질경영학회 2020 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2020 No.-

효율적인 무기체계 연구개발을 위한 체계공학 과정에서는 개발단계 진행을 위한 의사결정 판단 자료로서 시험평가 결과를 활용하고 있다. 무기체계는 운용 상 자연환경에 노출되는 빈도가 높기 때문에 개발 및 운용시험 평가 시 환경시험이 필수적으로 요구되어진다. 현재 우리 군에서는 MIL-STD-810과 MIL-HDBK-310 그리고 AECTP 200의 기후환경 기준을 기반으로 한국적 무기체계 운용온도를 도출하여 개발 및 운용시험 평가 시 활용하고 있다. 본 연구에서는 2014년 도출된 한국적 무기체계 운용온도 기준을 기반으로 하여 최근 대두되고 있는 지구온난화에 대한 영향성 등을 반영하여 저장물자 환경시험을 위한 한국적 온도기준 적합성 연구를 수행하였다. 분석대상은 1960년에서부터 2020년 3월까지 국내 101개 관측소에서 60년 간 매 정시마다 측정된 온도정보를 이용하였으며, 혹서기 8월과 혹한기 1월에 대한 백분율 발생빈도(0.5%, 1%, 5%, 10%)와 표준편차 발생빈도(3σ, 2σ, 1σ)를 도식화 및 수치화 하였다. 분석결과, 대한민국의 혹서기의 최대 극값은 41℃였으며, 0.5%의 발생빈도는 37.0℃로 식별되었다. 혹한기의 경우에는 최대 극값 -32.6℃, 0.5% 발생빈도 -21.1℃로 식별되었다. 기존의 육상 일반 무기체계 추천 온도 범위(-30 ~40℃)를 고려하였을 때, 대한민국 지역의 운용확률은 99.999%로 확인되었으며, 이는 최근의 이상이변에 따른 이상 기후 현상에도 불구하고 한국적 무기체계 운용온도 기준은 저장물자 환경시험에 적합함을 확인 할 수 있었다.

내환경 온도시험의 촉진시간에 관한 연구

한철호(Chul Ho Han),김경훈(Kyoung Hoon Kim),김형의(Hyoung Eui Kim) 대한기계학회 2011 大韓機械學會論文集A Vol.35 No.3

내환경 시험시 시험물체가 요구시험온도가 되게 온도시험조를 가열 또는 냉각하는 계단형 온도시험 프로파일에서 적정 촉진온도 유지시간을 예측하는 집중용량법에 의한 새로운 해석적 방법을 제안하였다. 해석은 주어진 온도시험조건에 대해 시험시간을 줄이고 에너지를 절약하는 촉진시간이 존재함을 보여주고 있다. 이론결과는 작업소재로 강을 사용한 몇 가지 실험결과와 비교적 잘 부합하고 있다. 제안된 적정촉진시간은 동일재료에 대해 시편의 질량/표면적비와 근사적으로 비례한다. A new method to predict the proper promotion time on the near-step-temperature test profile when heating or cooling the test-piece in a test chamber to the test temperature for environmental tests has been proposed by using the lumped analysis. For a given test condition the analysis shows the existence of a promotion time that reduces the testing time and saves energy. The theoretical results are in reasonably good agreements with experimental results for steel specimens. The suggested promotion time is approximately proportional to the mass/surface area of the test-piece for a given material.

전극과 시험편간 결합요소가 양전도성 시험편의 전기비저항 측정에 미치는 영향

이상규,이태종 한국자원공학회 2014 한국자원공학회지 Vol.51 No.4

Using a resistivity measurement system for conductive samples by current-source potential-measurement method, various coupling effects between electrodes and samples are discussed including contact resistance, lead resistance, temperature dependence, and heat production by current source. The lead resistance was over 10 times higher than the resistance of graphite or nichrome although the electrodes and lead lines were made of silver. Lead resistance itself showed very strong temperature dependence, so that it is essential to subtract the lead resistance from the measured values at corresponding temperature. Minimization of contact resistance is very important, so that the axial loads as big as possible are needed unless the deformation of sample occurs. When heat is produced within the sample during the measurement, breaks for some period of time for cooling the sample or simultaneous measurements of sample temperature are necessary. 전류송신에 의한 전위측정 방식의 전도성 시험편의 전기비저항 측정 시스템을 구축하고 시험편의 단면과 전극간의 접촉저항, 전극과 연장선을 포함하는 리드저항과 이들의 온도에 따른 영향, 그리고 측정 중 시험편에서 발생하는 발열의 영향 등 측정 저항값에 영향을 미칠 수 있는 전극-시험편간 결합 요소의 영향을 고찰하였다. 리드저항은 자체로 온도에 민감하고 은재질의 전극을 사용하였음에도 흑연이나 니크롬의 저항보다 10배 이상 크게 나타나 온도에 따른 리드저항을 사전에 측정하여 측정값에서 보정해줘야 할 필요가 있다. 전극과 시험편간의 접촉저항을 최소화하기 위해 시험편이 변형을 일으키지 않는다는 전제에서 하중 증가에 따른 저항변화가 인지되지 않는 정도의 큰 하중이 요구된다. 연속측정에 의해 시험편에 열이 발생하는 경우 단속적으로 측정하거나 시험편의 표면온도나 내부온도를 함께 측정할 필요가 있다.

장기저장 고체추진기관의 온도반복시험 결함사례

박진만,권택만 한국품질경영학회 2022 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2022 No.2

저장탄약신뢰성평가(ASRP; Ammunition Stockpile Reliability Program)는 탄약 저장고에서 보증기간이 도래하거나 초과할 때까지 장기저장된 탄약의 안전성, 기능성 등을 시험하여 계속 사용 가능 여부를 판단하는 평가 시스템이다. 국방기술품질원은 10년간 저장된 고체추진기관의 표준모터와 추진제 블록을 시험하여 양호한 시험 결과를 얻었고, 해당 탄약의 ASRP 계획에 따라 5년 후 15년간 저장된 고체추진기관의 표준모터와 추진제 블록을 포함하여 고체 추진기관 자체를 시험하였으며, 표준모터와 추진제 블록은 양호한 시험 결과를 얻었으나 추진기관의 온도반복시험에서 추진제의 균열이 발견되어 균열의 발생 원인을 분석하였다. 장기저장된 탄약의 계속 사용가능 여부를 판단하는 세부 기준은 탄약에 따라 상이하지만 거시적인 관점에서는 시효성 품목과 시한성 품목의 열화 정도로 전체 탄약의 상태를 판단하는 방향으로 발전하였다. 이러한 시험평가 기준은 시효성, 시한성 품목의 노화에 관한 연구로 발전하였고, 핵심 구성품이며 대표적인 시효성 품목인 추진제는 고가의 추진기관이 소모되는 기존의 시험을 표준모터, 추진제 블록과 같은 시험용 표본의 시험으로 대체하자는 일부의 의견으로 발전되었다. 본 연구에서는 저장탄약신뢰성평가 용도로 생산된 고체추진기관의 표준모터, 추진제 블록의 시험에서는 발견되지 못한 추진기관의 구조적 결함을 추진기관 온도반복시험을 통해 확인함에 따라, 표준모터나 추진제 블록과 같은 시험용 표본을 사용한 시험만으로는 확인할 수 없는 추진기관의 구조적인 결함 발견사례를 통해 노화가 진행되기 전인 개발 및 평가 단계에서는 식별하기 어려운 제3의 결함 원인을 공유하고자 한다.

유럽규격(EN 50206-1)에 따른 팬터그래프의 온도상승 평가시험에 대한 연구

김경준(Kyoung-Joon Kim),노주현(Joo-Hyun Rho),최진(Jin Choi),이정율(Joung-Yul Lee) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.11

본 논문은 국내에 적용중인 고속차량용 팬터그래프의 온도상승 평가시험의 절차 및 방법에 대해 언급하고 있다. 온도상승 평가시험은 전차선과의 상호작용에 따른 온도상승 유형을 확인하기 위해 EN 50206-1:2010에 따라 수행되어졌다. 또한, 본 논문에는 온도상승 평가시험을 위한 시험 조건과 시험 절차 등이 포함되었으며, 온도상승 평가시험에 사용된 전차선의 사양을 정리하였다. 이와 더불어 차량의 운행상태(정차 또는 동작)에 따라 팬터 그래프의 각 부위별 온도변화를 확인하여 팬터그래프의 전류집전 양에 따른 온도변화 유형에 대해 조사하였다. This paper deals with procedure of the Heating test of the HST"s Pantograph. The test have been performed according to the European standard EN 50206-1:2010 to submit producer requirement. This type of the pantograph is used for heavy traction vehicles like high speed train. In a contain of the paper is detailed described the process of the test and the conditions for right measurement. Finally is mentioned the evaluation of the test and the courses of temperature"s curve in part of pantograph head.

포장가속시험을 이용한 보수형 배수성포장의 온도저감 효과 및 소성변형 저항특성 연구

곽병석,서영찬,송철영,김주원 한국도로학회 2009 한국도로학회논문집 Vol.11 No.3

높은 포장온도는 아스팔트포장 소성변형의 주요인이나 소성변형을 줄이기 위한 방안으로서 포장온도를 줄이는 측면에서는 아직 많은 연구가 이루어지지 않은 실정이다. 본 연구에서는 소성변형결함을 줄이기 위한 하나의 대안으로, 온도저감 효과가 있는 것으로 알려져 있는 보수성 포장을 배수성포장의 하부층에 설치한 포장의 공용특성을 연구하였다. 본 연구의 목적은 보수형 배수성 포장의 온도저감효과를 정량화하고, 포장가속시험(Accelerated Pavement Testing)을 이용하여 온도저감에 따른 소성변형 감소효과를 확인하고, 정량화하는데 있다. 또한 추가적으로 보수성 포장의 상대강도계수를 분석하고, 일반 포장과 비교하여 설계법 적용시 포장두께를 줄일 수 있는지 여부를 알아보고자 하였다. 본 연구를 위해 보수형 배수성포장 2개 단면 및 일반 배수성포장 1개 단면 등 총 3개 시험구간이 시공되었다. 히팅 및 살수를 일정주기로 실시하였으며 하중조건은 윤하중 8.2ton, 타이어 공기압 7.03kgf/cm2 타이어 접지면적 610cm²이었다. 이 연구에서 포장체 온도저감효과는 중간층의 경우 6.6∼7.9℃(평균 7.4℃), 표층의 경우 7.9∼9.8℃(평균 8.8℃)였으며, 이를 통해 포장표면의 소성변형 발생을 26% 감소시킬 수 있었다. 또한 탄성계수로부터 추정된 보수성 포장의 상대강도계수는 0.173으로 일반 밀입도 포장의 1.2배정도였으며, 일반배수성 포장 구간에서는 표층, 중간층, 기층 모두 소성변형이 발생한데 반해 보수형 배수성포장 구간에서는 표층에서 대부분의 소성변형이 발생된 것으로 나타났다. One of the main causes of asphalt rutting is high temperature of the pavement. Nevertheless, there has been few research on lowering the pavement temperature for reducing rutting. This study investigated the performance characteristics of moisture-retaining porous asphalt pavement, which is known to have a temperature reducing effect. The purpose of this study is to quantify the temperature reducing effect of moisture-retaining porous asphalt pavement and its effect of reducing rutting through Accelerated Pavement Testing(APT). Additionally, the possibility of reducing the thickness of the pavement in comparison to general dense grade pavement by analyzing structural layer coefficient of moisture retaining pavement. A total of three test sections consisting of two moisture-retaining porous asphalt pavement sections and one general dense-grade porous asphalt pavement section were constructed for this study. Heating and spraying of water were carried out in a regular cycle. The loading condition was 8.2 ton of wheel load, the tire pressure of 7.03kgf/cm2, and the contact area of 610cm². The result of this experiment revealed that the temperature reducing effect of the pavement was about 6.6∼7.9℃(average of 7.4℃) for the middle layer and 7.9∼9.8℃ (average of 8.8℃) for surface course, resulting in a rutting reduction of 26% at the pavement surface. Additionally, the structural layer coefficient of moisture retaining pavement measured from a laboratory test was 0.173, about 1.2 times that of general dense grade pavement. The general dense-grade porous asphalt pavement test section exhibited rutting at all layers of surface course, middle layer, and base layer, while the test sections of moisture-retaining porous asphalt pavement manifested rutting mostly at surface course only.

원심모형시험을 이용한 필댐 취약부 모니터링

추연욱(Choo Yun Wook),조성은(Cho Sung Eun),신동훈(Shin Dong Hoon) 대한토목학회 2012 대한토목학회논문집 C Vol.32 No.2

본 연구에서는 필댐을 위한 모니터링 기술에 적용할 수 있는 물리량으로 간극수압, 온도와 전기저항을 선정하였고, 이를 원심모형시험 상에서 계측할 수 있는 시스템을 구축하였다. 또한 코아형 필댑 모형 단면을 설계하고, 코아죤에 취약부가 없는 정상적인 경우, 코아죤 하부에 부분적인 위약부가 발생한 경우, 코아죤 하부에 취약부가 커져서 상하류 사력죤이 연결되는 경우를 포함하여, 총 세가지 모형을 제작하고, 원심모형시험을 수행하였다. 원심력장이 작용하는 조건에서, 담수시에 나타나는 침추 흐름의 변화에 따라 간극수압, 온도 및 전기저항의 변화를 모니터링하였다. 원심모형시험을 통하여, 간극수압, 온도 및 전기저항의 변화가 취앾ㄱ부 존재에 따라 다르게 나타나는 것을 확인 할 수 있었고, 간극수압, 온도와 전기 저항이 필댐의 내부 취약부를 탐지하기 위한 모니터링 기술 개발에 적용될 수 있음을 확인하였다. In this study, three centrifuge tests were performed to evaluate the feasibility of three physical quantities for detecting internal defect of earth core fill dam: pore water pressure, temperature, and electrical resistance. For this purpose, the measurement system for pore water pressure, temperature and electrical resistance on centrifuge model dams was established. Three centrifuge tests included a fill dam without internal defect and two other dams with artificial internal defect in the core. The effectiveness of seepage monitoring was examined during the centrifuge test. Test results showed the applicability of monitoring techniques to detect internal defect by monitoring pore water pressure, temperature, and electrical resistance.