JKSMI - Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection

Mobile QR Code QR CODE

Journal of the Korea Concrete Institute

J Korea Inst. Struct. Maint. Insp.

Indexed by
Korea Citation Index (KCI)

Main Menu

Journal Search

[

Research article

]

Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection

J. Korea Inst. Struct. Maint. Insp. Vol. 22, No. 6, p.197-205

ISSN (print) :

2234-6937

ISSN (online) :

2287-6979

Received : 24 October 2018Revised : 27 October 2018Accepted : 29 October 2018

Publisher ID :

JKSMI-22-197

DOI :

10.11112/jksmi.2018.22.6.197

Estimation of Compressive Strength of Reinforced Concrete Vertical and Horizontal Members Using Ultrasonic Pulse Velocity Method

홍성욱 (Seonguk Hong) ¹ 이용택 (Yongtaeg Lee) ²^* 김승훈 (Seunghun Kim) ³ 김종현 (Jonghyun Kim) ⁴

[1] 종신회원, 한밭대학교 도시건축재생기술연구소 연구교수, 한양대학교 건축학부 겸임교수

[2] 종신회원, 한밭대학교 건축공학과 교수

[3] 종신회원, 한밭대학교 건축공학과 교수

[4] 학생회원, 한밭대학교 건축공학과 학·석사통합과정

1 :

• 본 논문에 대한 토의를 2018년 12월 1일까지 학회로 보내주시면 2019년 1월 호에 토론결과를 게재하겠습니다.

^* Corresponding author: ytlee@hanbat.ac.kr Dept. of Architectural Engineering, Hanbat National University, Daejeon, 34158, Republic of Korea

License (open-access, http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) :

This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

초록

최근 건축물의 노후화에 따라 리모델링이 증가하고 있다. 이에 구조물의 품질관리 중요성이 대두되어 구조물의 안전진단 및 상태 평가에 대한 관심이 증가되고 있다. 노후건축물의 정확한 진단을 위해서 구조물의 결함을 사전에 평가할 수 있는 진단평가기법이 필요하다. 이 와 더불어 재건축을 위한 안전진단 기준이 개선되어 구조안전성의 가중치가 증가함에 따라 보다 신속하고 신뢰성 높은 구조물의 안전진단기법 에 대한 연구가 필요한 실정이다. 초음파속도법을 이용하여 압축강도를 추정하는 연구는 공시체를 기반으로 한 연구들이 주로 이루어져 왔으 며 실제 건축물이나 콘크리트 구조부재를 대상으로 한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 비파괴검사법 중 하나인 초음파속도법을 이용 하여 철근콘크리트 수직 및 수평부재로 구성된 단층 규모의 구조물을 대상으로 초음파속도와 압축강도의 상관관계를 검증하여 압축강도를 추 정하고자 하며, 또한 이를 바탕으로 현장 적용성을 검토하고자 하였다. 그 결과, 초음파속도법을 이용한 구조체의 압축강도 추정 평균 오차율 은 28.7%로 현장 적용성을 확인하였다. 그러나 추정의 정확도를 높이기 위하여 복합 비파괴검사법을 이용한 신뢰도 높은 진단기법의 필요성을 확인하였다.

Abstract

Recently, remodeling is increasing due to aging of buildings. Therefore, the importance of quality control of structures has been raised, and interest in safety diagnosis and evaluation of structures has been increasing. In order to accurately diagnose old buildings, a diagnostic evaluation technique is needed to evaluate the defects of structures in advance. In addition, as the safety diagnostic criteria for reconstruction are improved and the weight of structural safety is increased, researches on safety diagnosis techniques of structures that are faster and more reliable are needed. In this study, we tried to estimate the compressive strength by examining the correlation between ultrasonic pulse velocity and compressive strength of a 1 story structure consisting of vertical and horizontal members of reinforced concrete using ultrasonic pulse velocity method, which is one of the nondestructive testing methods. The purpose of this study is to examine the applicability in the field. As a result, the estimated average error rate of the compressive strength of the structure using the ultrasonic pulse velocity method was 28.7%, which confirmed the applicability in the field. However, in order to increase the accuracy of the estimation, the necessity of the reliable diagnostic method using the composite nondestructive testing method was confirmed.

키워드

초음파속도법, 추정, 압축강도, 수직부재, 수평부재

Key words

Ultrasonic pulse velocity method, Compressive strength, Vertical member, Horizontal member

1. 서 론

최근 건축물의 노후화에 따라 리모델링이 증가하고 있다. 이에 구조물의 품질관리 중요성이 대두되어 구조물의 안전진 단 및 상태평가에 대한 관심이 증가되고 있다. 국토교통부에 2017년 12월에 발표한 건축물 현황 통계에 따르면 준공 후 30 년 이상의 노후건축물은 2,601,270동으로 전체 7,126,526동 의 36.5%에 해당하는 수치이다. 노후건축물의 정확한 진단을 통해 구조물의 상태에 따른 문제점 등을 파악하여 보수 및·보 강을 할 수 있도록 하여야한다. 노후건축물의 정확한 진단을 위해서 구조물의 결함을 사전에 평가할 수 있는 진단평가기 법이 필요하다. 이와 더불어 재건축을 위한 안전진단 기준이 개선되어 구조안전성의 가중치가 20%에서 50%로 증가함에 따라 보다 신속하고 신뢰성 높은 구조물의 안전진단기법에 대한 연구가 필요한 실정이다.

구조물의 안전성 검토 방법에는 콘크리트 압축강도 평가, 철근탐사 및 구조물 변형 조사 등의 방법이 있다. 그 중 콘크리 트의 압축강도를 평가하는 방법에는 파괴검사법과 비파괴검 사법이 있으며, 파괴검사법은 콘크리트 구조물에서 코어를 채취하여 압축강도를 측정하는 방법으로 정확한 방법이나 시 간과 비용이 많이 소모되고 구조물의 손상을 발생시키는 문 제점이 있다. 비파괴검사법은 콘크리트 매질 내의 파속도와 콘크리트의 압축강도의 상관관계를 통해 압축강도를 추정하 는 방법으로 구조물의 손상을 최소화할 수 있으며 시간과 비 용절감 등의 이점이 있다.

비파괴검사법에는 초음파속도법, 충격반향기법, 반발경도 법 등 다양한 방법이 있다. 그 중 초음파속도법은 한국 규준 (KS F 2731)이 있고, 비교적 실무에 보급되어 있는 장비로서 현장 적용성이 좋은 검사법이다. 초음파속도법을 이용한 콘크 리트 구조물의 진단관련 기존 연구를 보면, 지오폴리머 콘크 리트를 대상으로 재령에 따른 압축강도 추정 (^{Rachit Ghosh et al., 2018}), 초음파의 종파와 횡파가 철근콘크리트에 미치는 영향 (^{Nevbahar Sabbag and Osman Uyanık, 2017}), 초음파속 도법과 충격반향기법을 이용하여 콘크리트 사면 구조체를 대 상으로 콘크리트 두께 및 슬래브 내부의 결함위치 추정 (^{Hong et al., 2016}), 초음파속도법의 규준을 소개하고 콘크리트 품질 관리를 위한 초음파속도법의 활용 (^{Oh et al., 2016}), 초음파속 도법을 이용하여 골재의 차이 파악 (^{J. Alexandre Bogas et al., 2013}), 초음파속도법을 적용하여 취득한 파속도와 압축강도 실험에서 취득한 압축강도의 관계를 회귀 분석하여 압축강도 추정식 제안 (^{Hong et al., 2011}), 초음파속도법에 의한 콘크리 트의 강도 추정식 제안과 기존의 강도추정식 비교분석(^{Yoo et al., 2010}) 등의 다양한 연구가 진행되고 있다. 초음파속도법 을 이용하여 압축강도를 추정하는 연구는 공시체를 기반으로 한 연구들이 주로 이루어져 왔으며 실제 건축물이나 콘크리트 구조부재를 대상으로 한 연구는 부족한 실정이다. 즉, 철근콘 크리트 구조물에서 콘크리트의 품질은 철근이나 현장 상황에 따라 다양한 영향을 받기 때문에 기존의 콘크리트 단일부재 및 공시체를 대상으로 도출된 압축강도 추정기법을 철근콘크 리트 구조체에 적용하여 신뢰도를 평가하고자 한다.

본 연구에서는 비파괴검사법 중 하나인 초음파속도법을 이 용하여 철근콘크리트 수직 및 수평부재로 구성된 단층 규모 의 구조물을 대상으로 초음파속도와 압축강도의 상관관계를 검증하여 압축강도를 추정하고자 하며, 또한 이를 바탕으로 현장 적용성을 검토함에 목적이 있다.

2. 초음파속도법

초음파속도법은 콘크리트 양생 초기 압축강도를 예측하기 위해 사용되며 또한, 콘크리트, 목재, 석조, 도자기 및 금속 재 료에서 공극, 균열, 부식상태, 박리 및 기타 손상 등을 검사하 는데 사용된다. 초음파속도법은 ASTM C 597과 KS F 2731에 나타난 바와 같이 콘크리트 구조물의 일정 거리를 통과하는 발진자와 수진자 사이의 펄스 통과 시간으로부터 초음파속 도를 측정함으로써 콘크리트의 압축강도를 추정하기 위한 것이다. 초음파 펄스 속도는 콘크리트의 탄성계수, 균열깊이, 내부결함 등 콘크리트의 품질평가 수단으로 이용될 수 있으 며 초음파 펄스 속도와 압축 강도 사이의 상관관계에 따른 상관식을 구하여 적용한다. 콘크리트의 밀도가 불균질하고 불특정하기 때문에 초음파는 많은 요인의 영향을 받게 되 므로 초음파만으로 콘크리트의 압축강도를 양호하게 추정 하는 것은 곤란한 경우가 많다.

초음파속도법의 원리는 접촉매질 양쪽에 송신 변환기와 수 신 변환기를 위치시키고 변환기에 50~150 kHz 범위의 공진 주파수를 송신 변환기에 의해 생성된 압축파를 접촉매질에 의해 부재에 전달하고 반대편의 수신 변환기가 전체 파형을 기록함으로써 수행된다. 탄성체 내부를 전파하는 길이방향 초음파속도 횡파(V_p)는 식 (1)과 같이 탄성 계수와 밀도에 의 해 결정된다.

(1)

V p = E ( 1 − ν ) ρ ( 1 + ν ) ( 1 − 2 ν )

여기서,

V_p: 종파속도 (m/s )
E : 동탄성계수 (MPa)
ν : 푸아송비
ρ : 밀도

식 (1)에서 보는 바와 같이 파속도에 영향을 미치는 근본적 인 콘크리트의 성분은 탄성계수와 밀도이며, 파속도는 탄성 계수의 제곱근에 비례하며 밀도의 제곱근에 반비례한다. 강 도이외에 파속에 영향을 미치는 요인들은 함수량과 철근이 다. 함수량 요인에 있어서 콘크리트는 건조 상태에서 포화상 태로 변할 경우 파속은 약 5%의 증가를 가져오게 되고, 철근 요인에 있어서 파 경로와 직각 또는 평행의 경우에 측정된 초 음파속의 각각 0.9, 0.8의 보정계수가 제안되고 있다.

응력파가 축방향 변위가 허용되는 실린더와 같은 형태의 매질을 따라 전파하는 경우에는 식 (2)에 의해 비구속 압축파 속도(V_c)를 결정할 수 있다.

(2)

V c = E ρ

여기서, V_c: 압축파속도 (m/s )

횡파(Secondary wave)는 종파(Primary wave)와 반대로 체 적변형 없이 전단변형만 일으키며 매질입자운동 방향은 전파 방향과 수직을 이루며, 횡파속도(V_s)는 식 (3)과 같이 매질의 전단탄성계수와 밀도에 의해 결정된다.

(3)

V s = G ρ

여기서,

V_s : 횡파속도 (m/s )
G = E 2 ( 1 + v ) : 전단탄성계수 (MPa)

송신 변환기 및 수신 변환기의 위치에 따라 직접법, 반직접 법, 간접법으로 나뉘며 직접법이 가장 많이 사용된다.

3. 실험

3.1 실험 개요

본 연구에서는 철근콘크리트 구조물을 대상으로 압축강도 추정 신뢰도를 평가하기 위하여 수직부재(기둥, 벽체)와 수평 부재(보, 슬래브)로 구성된 단층구조의 철근콘크리트 구조체 를 설계압축강도 Table 1과 같은 변수 24 MPa와 30 MPa을 기 준으로 부재크기변수에 따라 각 2개씩 가로 2,400mm, 세로 2,400mm, 높이 1,600mm인 1층 규모 골조로 Fig. 1과 같이 제 작하였다.

Table 1

Mix ratio of concrete

Fig. 1

Shape of specimen

부재크기 변수는 Table 2와 Fig. 1과 같이 두께변수 250x 250mm, 400x400mm 기둥, 두께변수 250mm, 350mm 보, 두 께변수 100mm, 200mm, 300mm 벽체 및 두께변수 150mm, 180mm 슬래브로 구성된 구조체와 두께변수 300x300mm, 500x500mm 기둥, 두께변수 450mm, 550mm 보, 두께변수 150mm, 250mm, 350mm 벽체 및 두께변수 210mm, 240mm 슬래브로 구성된 구조체 로 강도 별로 2개를 제작하였다.

Table 2

List of specimen

3.2 실험 방법

철근콘크리트 수직 및 수평부재로 구성된 단층 규모의 구 조물을 대상으로 초음파속도와 압축강도의 상관관계를 검증 하여 압축강도를 추정하기 위하여 콘크리트 공시체 압축강 도시험은 KS F 2405에 준하여 실시하였고, 철근콘크리트 구 조물을 대상으로 초음파속도법을 이용한 압축강도 추정은 KS F 2731에 준하여 실시하였다.

측정 장비로는 Olson사의 Freedom data pc를 사용하였다. 초음파속도 측정 위치는 바닥면을 기준으로 높이에 따라 상 부, 중부, 하부를 기준으로 Fig. 2와 Fig. 3과 같이 3~4지점을 20회 측정하여 그 평균값을 구하였다.

Fig. 2

Measurement location of specimen

Fig. 3

Experiment of ultrasonic pulse velocity method

4. 실험 결과

4.1 압축강도 시험결과

콘크리트 설계압축강도 24MPa, 30MPa 2종류 공시체(∅ 100x200mm)를 각 3개씩 수행한 압축강도시험 결과를 Table 3에 나타냈다. 설계압축강도 24MPa의 압축강도시험 결과는 각각 23.08 MPa, 21.84MPa, 21.59MPa로 평균 22.2MPa로서 설계강도의 92.5%로 정상 발현되었다. 설계압축강도 30MPa 의 압축강도시험 결과는 32.32MPa, 26.95MPa, 26.58MPa로 평균 28.6MPa로서 설계강도의 95.3%로 정상 발현되었다.

Table 3

Result of compressive strength test

4.2 초음파속도 시험결과

제작한 단층구조의 철근콘크리트 구조체를 대상으로 초음 파속도법을 이용하여 압축강도를 추정한 결과는 수직부재인 기둥 부재와 벽체 부재, 수평부재인 보 부재와 슬래브 부재 순 으로 정리하였다.

4.2.1 수직부재

수직부재 중 기둥부재의 압축강도 추정 결과는 Table 4와 Fig. 4에 나타난 바와 같이 설계압축강도 24MPa의 경우 두께 변수 500mm의 평균 초음파속도 값은 3589.2m/s이고 평균 추 정압축강도는 27.1MPa로 압축강도 시험결과인 22.2MPa과 의 오차율은 22.1%이다. 두께변수 400mm의 평균 초음파속 도는 3455.1m/s이고 추정압축강도는 23.1MPa로 압축강도 시 험결과와의 오차율은 8.8%이다. 두께변수 300mm의 평균 초 음파속도는 3384.4m/s이고 추정압축강도는 21.2MPa로 압축 강도 시험결과와의 오차율은 7.2%이다.

Table 4

Test results of column member

Fig. 4

Results of experiment (Column member, 24MPa)

두께변수 250mm의 초음파속도 평균은 3271.4m/s이고, 추 정압축강도는 18.5MPa로 압축강도 시험결과와의 오차율은 16.8%이다.

설계압축강도 30MPa의 경우, Table 4와 Fig. 5에 나타난 바 와 같이 두께변수 500mm의 평균 초음파속도 값은 3668.3m/s 이고 평균 추정압축강도는 29.7MPa로 압축강도 시험결과와 의 오차율은 3.8%이다. 두께변수 400mm의 평균 초음파속도 는 3568.4m/s이고 추정압축강도는 26.4MPa로 압축강도 시험 결과와의 오차율은 8.0%이다. 두께변수 300mm의 평균 초음 파속도는 3478.8m/s이고 추정압축강도는 23.7MPa로 압축강 도 시험결과와의 오차율은 17.4%이다. 두께변수 250mm의 초 음파속도 평균은 3255.4m/s이고, 추정압축강도는 18.2MPa로 압축강도 시험결과와의 오차율은 36.8%이다.

Fig. 5

Results of experiment (Column member, 30MPa)

수직부재 중 벽체부재의 압축강도 추정 결과는 Table 5와 Fig. 6에 나타난 바와 같이 설계압축강도 24MPa의 경우 두께 변수 350mm의 초음파속도 평균값은 3486.2m/s이고 추정압 축강도는 23.9MPa로 압축강도 시험결과인 22.2 MPa와의 오 차율은 7.6%이다. 두께변수 300mm의 초음파속도 평균값은 3312.6m/s이고 추정압축강도는 19.5MPa로 압축강도 시험결 과와의 오차율은 12.3%이다. 두께변수 250mm의 초음파속도 평균값은 3364.3m/s이고 추정압축강도는 20.6MPa로 압축강 도 시험결과와의 오차율은 7.9%이다. 두께변수 200mm의 초 음파속도 평균값은 3035.1m/s이고 추정압축강도는 13.9MPa 로 압축강도 시험결과와의 오차율은 37.3%이다. 두께변수 150mm의 초음파속도 평균값은 2956.0m/s이고 추정압축강 도는 12.6MPa로 압축강도 시험결과와의 오차율은 43.0%이 다. 두께변수 100mm의 초음파속도 평균값은 2432.7m/s이고 추정압축강도는 6.7MPa로 압축강도 시험결과와의 오차율은 69.5%이다.

Table 5

Test results of wall member

Fig. 6

Results of experiment (Wall member, 24MPa)

설계압축강도 30MPa의 경우, Table 5와 Fig. 7에 나타난 바 와 같이 두께변수 350mm의 초음파속도 평균값은 3322.1m/s 이고 추정압축강도는 19.6MPa로 압축강도 시험결과와의 오 차율은 31.4%이다. 두께변수 300mm의 초음파속도 평균값은 3320.9m/s이고 추정압축강도는 19.6MPa로 압축강도 시험결 과와의 오차율은 31.7%이다. 두께변수 250mm의 초음파속도 평균값은 3095.9m/s이고 추정압축강도는 12.4MPa로 압축강 도 시험결과와의 오차율은 56.8%이다. 두께변수 200mm의 초 음파속도 평균값은 2969.8m/s이고 추정압축강도는 15.0MPa 로 압축강도 시험결과와의 오차율은 47.8%이다. 두께변수 150mm의 초음파속도 평균값은 2936.8m/s이고 추정압축강도 는 12.8MPa로 압축강도 시험결과와의 오차율은 55.1%이다. 두께변수 100mm의 초음파속도 평균값은 2556.8m/s이고 추 정압축강도는 7.8MPa로 압축강도 시험결과와의 오차율은 72.6%이다.

Fig. 7

Results of experiment (Wall member, 30MPa)

4.2.2 수평부재

수평부재 중 보 부재의 압축강도 추정 결과는 Table 6와 Fig. 8에 나타난 바와 같이 설계압축강도 24MPa의 경우 두께변수 550mm의 평균 초음파속도 값은 3428.5m/s이고 평균 추정압축 강도는 22.3MPa로 압축강도시험 결과인 22.2MPa과의 오차율 은 3.0%이다. 두께변수 450mm의 평균 초음파속도 값은 3371.6m/s이고 평균 추정압축강도는 21.0MPa로 압축강도 시 험결과와의 오차율은 9.7%이다. 두께변수 350mm의 평균 초 음파속도 값은 3181.6m/s이고 추정압축강도는 16.6MPa로 압 축강도 시험결과와의 오차율은 22.6%이다. 두께변수 250mm 의 평균 초음파속도 값은 3210.8m/s이고 추정압축강도는 17.1MPa로 압축강도 시험결과와의 오차율은 25.4%이다.

Table 6

Test results of girder member

Fig. 8

Results of experiment (Girder member, 24MPa)

설계압축강도 30MPa의 경우, Table 6과 Fig. 9에 나타난 바 와 같이 두께변수 550mm의 평균 초음파속도 값은 3444.0m/s 이고 평균 추정압축강도는 22.7MPa로 압축강도시험 결과인 28.6MPa과의 오차율은 20.8%이다. 두께변수 450mm의 평 균 초음파속도 값은 3264.9m/s이고 평균 추정압축강도는 18.3MPa로 압축강도 시험결과와의 오차율은 36.0%이다. 두 께변수 350mm의 평균 초음파속도 값은 3266.5m/s이고 추정압 축강도는 18.4MPa로 압축강도 시험결과와의 오차율은 35.6% 이다. 두께변수 250mm의 평균 초음파속도 값은 3047.4m/s이 고 추정압축강도는 14.3MPa로 압축강도 시험결과와의 오차 율은 50.1%이다.

Fig. 9

Results of experiment (Girder member, 30MPa)

수평부재 중 슬래브 부재의 압축강도 추정 결과는 Table 7과 Fig. 10에 나타난 바와 같이 설계압축강도 24MPa의 경우 두께 변수 240mm의 초음파속도 평균값은 3289.6m/s이고 추정압축 강도는 18.8MPa로 압축강도 시험결과와의 오차율은 15.0%이 다. 두께변수 210mm의 초음파속도 평균값은 3151.6m/s이고 추정압축강도는 16.0MPa로 압축강도 시험결과와의 오차율은 28.0%이다. 두께변수 180mm의 초음파속도 평균값은 3192.4 m/s이고 추정압축강도는 16.8MPa로 압축강도 시험결과와의 오차율은 24.3%이다. 두께변수 150mm의 초음파속도 평균값 은 2967.2m/s이고 추정압축강도는 12.8MPa로 압축강도 시험 결과와의 오차율은 42.3%이다.

Table 7

Test results of slab member

Fig. 10

Results of experiment (Slab member, 24MPa)

설계압축강도 30MPa의 경우 Table 7과 Fig. 11에 나타난 바 와 같이 두께변수 240mm의 초음파속도 평균값은 3336.1m/s이 고 추정압축강도는 19.9MPa로 압축강도 시험결과와의 오차 율은 30.4%이다. 두께변수 210mm의 초음파속도 평균값은 3107.7m/s이고 추정압축강도는 15.2MPa로 압축강도 시험결 과와의 오차율은 47.0%이다. 두께변수 180mm의 초음파속도 평균값은 3157.5m/s이고 추정압축강도는 16.1MPa로 압축강 도 시험결과와의 오차율은 43.8%이다. 두께변수 150mm의 초 음파속도 평균값은 3068.1m/s이고 추정압축강도는 14.4MPa 로 압축강도 시험결과와의 오차율은 49.6%이다.

Fig. 11

Results of experiment (Slab member, 30MPa)

4.3 실험결과 비교분석

기둥부재에서 설계압축강도 24MPa의 실험체는 Fig. 4와 Fig. 12에 나타난 바와 같이 두께변수에 따라 추정압축강도의 증감 현상이 없으며 추정압축강도와 실측압축강도의 평균오 차율은 13.7%이고, 설계압축강도 30MPa의 실험체는 Fig. 5 와 Fig. 12에 나타난 바와 같이 두께변수에 따라 추정압축강도 의 증감 현상이 없으며 추정압축강도와 실측압축강도의 평균 오차율은 16.5%이다. 벽체부재에서 설계압축강도 24MPa의 실험체는 Fig. 6과 Fig. 12에 나타난 바와 같이 두께변수에 따 라 추정압축강도의 증감 현상이 없으며 추정압축강도와 실측 압축강도의 평균오차율은 29.5%이고, 설계압축강도 30MPa 의 실험체는 Fig. 7과 Fig. 12에 나타난 바와 같이 두께변수에 따라 추정압축강도의 증감 현상이 없으며 추정압축강도와 실 측압축강도의 평균오차율은 49.2%이다. 기둥부재 전체의 압 축강도 추정 평균오차율은 15.1%이고, 벽체부재 전체의 압축 강도 추정 평균오차율은 39.3%로 수직부재 전체 평균오차율 은 27.2%로 도출되었다.

Fig. 12

Comparison of experiment results

보부재에서 설계압축강도 24MPa 의 실험체는 Fig. 8과 Fig. 12에 나타난 바와 같이 두께변수에 따라 추정압축강도의 증 감 현상이 없으며 추정압축강도와 실측압축강도의 평균오차 율은 15.2%이고, 설계압축강도 30MPa의 실험체는 Fig. 9와 Fig. 12에 나타난 바와 같이 두께변수에 따라 추정압축강도의 증감 현상이 없으며 추정압축강도와 실측압축강도의 평균오 차율은 35.6%이다. 부재의 두께 변수가 커질수록 추정압축강 도가 낮아지는 경향을 보인다. 슬래브부재에서 설계압축강도 24MPa의 실험체는 Fig. 10와 Fig. 12에 나타난 바와 같이 두께 변수에 따라 추정압축강도의 증감 현상이 없으며 추정압축강 도와 실측압축강도의 평균오차율은 27.4%이고, 설계압축강 도 30MPa의 실험체는 Fig. 11과 Fig. 12에 나타난 바와 같이 두께변수에 따라 추정압축강도의 증감 현상이 없으며 추정압 축강도와 실측압축강도의 평균오차율은 42.7%이다. 부재의 두께 변수가 커질수록 추정압축강도가 낮아지는 경향을 보인 다. 보부재 전체의 압축강도 추정 평균오차율은 25.4%이고, 슬래브부재 전체의 압축강도 추정 평균오차율은 35.1%로 수 평부재 전체 평균오차율은 30.2% 도출되었다. 구조체 전체의 압축강도 추정 오차율은 28.7%로 도출되었다.

5. 결 론

본 연구에서 비파괴검사법 중 하나인 초음파속도법을 이용 하여 철근콘크리트 수직 및 수평부재로 구성된 단층 규모의 구조물을 대상으로 압축강도를 추정한 결과 다음과 같은 결 론을 도출하였다.

1) 초음파속도법을 이용하여 구조체의 압축강도 추정결과 전체 평균 오차율은 28.7%로 현장 적용성을 확인하였다.
2) 추정의 정확도를 높이기 위하여 복합 비파괴검사법을 이용한 신뢰도 높은 진단기법의 필요성을 확인하였다.
3) 부재의 두께변수 커짐에 따라 추정압축강도 오차율이 커지는 경향을 나타내어 이와 관련된 관계 규명에 추가 적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

 감사의 글

본 논문은 2017년도 한국연구재단 연구비 지원에 의한 결과 의 일부이며 이에 감사드립니다. 과제번호 : NRF-2017R1A 2B2009743.

Rachit Ghosh, S. (2018), Estimation of geopolymer concrete strength from ultrasonic pulse velocity (UPV) using high power pulser, Journal of building engineering, 16, 39-44.

Sabbag, Nevbahar, Uyanık, Osman (2017), Prediction of reinforced concrete strength by ultrasonic velocities, Journal of Applied Geophysics, Prediction of reinforced concrete strength by ultrasonic velocities, Journal of Applied Geophysics, 141, 13-23. 10.1016/j.jappgeo.2017.04.0050926-9851, 141, 13-23.

Hong, S. U., Lee, Y. T., Kim, S. H., Lee, C. S. (2016), Estimation of Thickness of Concrete Structures using the Impact Echo Method and Ultrasonic Pulse Velocity Method, Architectural Research, AIK, Estimation of Thickness of Concrete Structures using the Impact Echo Method and Ultrasonic Pulse Velocity Method, Architectural Research, AIK 18(4), 179-184. 10.5659/AIKAR.2016.18.4.179, 18(4), 179-184.

Oh, T. K., Lee, B. J. (2016), An Introduction to Korea Standards and Relevant Nondestructive Testing for Concrete - Utilization and Prospect of Ultrasonic Method for Concrete Quality Control, Proceeding of KCI Conference, 28(6), 82-86 (in Korean, with English abstract).

Bogas, J. Alexandre, Gomes, M. Glória, Gomes, Augusto (2013), Compressive strength evaluation of structural lightweight concrete by non-destructive ultrasonic pulse velocity method, Ultrasonics, Compressive strength evaluation of structural lightweight concrete by non-destructive ultrasonic pulse velocity method, Ultrasonics, 53(5), 962-972. 10.1016/j.ultras.2012.12.012233512730041-624X, 53(5), 962-972.

Hong, S. U., Cho, Y. S. (2011), A Study on the Estimation of the Compressive Strength of Concrete Structures using Ultrasonic Pulse Velocity Method and Rebound Hardness Method, Journal of Architectural institute of Korea, 27(1), 19-26 (in Korean, with English abstract).

Yoo, S. Y., Lee, K. J., Lee, S. R., Koo, J. S., Kang, S. H. (2010), A Comparative Study of Strength Presumption Equation of Concrete with Measured Data by Ultrasonic Pulse Velocity Method, A Comparative Study of Strength Presumption Equation of Concrete with Measured Data by Ultrasonic Pulse Velocity Method, Proceeding of KCI Conference, 69-70 (in Korean, with English abstract).

KS (2008), Testing method for velocity of ultrasonic pulses to conclude compressive strength of concrete, KS F 2731, Testing method for velocity of ultrasonic pulses to conclude compressive strength of concrete, KS F 2731, Korean Standard Institute, Korea.

KS (2010), Standard Test Method for Compressive Strength of Concrete, KS F 2405, Standard Test Method for Compressive Strength of Concrete, KS F 2405, Korean Standard Institute, Korea.

JKSMIJournal of the Korea Institute forStructural Maintenance and Inspection