KR101990514B1 - Ps 긴장재 응력 부식 측정 장치 - Google Patents

Ps 긴장재 응력 부식 측정 장치 Download PDF

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KR101990514B1 KR1020170174101A KR20170174101A KR101990514B1 KR 101990514 B1 KR101990514 B1 KR 101990514B1 KR 1020170174101 A KR1020170174101 A KR 1020170174101A KR 20170174101 A KR20170174101 A KR 20170174101A KR 101990514 B1 KR101990514 B1 KR 101990514B1
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Abstract

본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 구조체에 활용되는 PS 긴장재에 인장력이 인가되는 상황에서 PS 긴장재의 응력 부식을 효과적으로 측정하고 판단할 수 있는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치에 대한 것이다.
본 발명 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치는 베이스판, 상기 베이스판의 일단 상부에 구비되는 것으로 정착공이 형성된 고정단측 지지벽 및 상기 베이스판의 타단 상부에 구비되는 것으로 정착공이 형성된 긴장단측 지지벽으로 구성되어, 상기 고정단측 지지벽의 정착공에 PS 긴장재의 일단이 정착구로 고정되고, 긴장단측 지지벽의 정착공에 상기 PS 긴장재의 타단이 긴장단측 지지벽의 외측에서 긴장력이 도입된 상태로 정착되어 PS 긴장재에 인장력이 인가된 상태를 유지하도록 하는 철골 또는 철근콘크리트 구조물인 ㄷ자 형상의 긴장 베드; 내부에 부식액이 수용되는 것으로 상기 긴장 베드의 베이스판 상부에 거치되고, 양측에 상기 PS 긴장재가 관통되도록 정착공과 대응되는 위치에 제1관통공이 형성된 부식셀; 상기 부식액 내 PS 긴장재의 부식을 측정하는 부식측정부; 및 상기 부식셀의 제1관통공에 PS 긴장재가 관통되도록 결합되는 실링캡; 으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

PS 긴장재 응력 부식 측정 장치{Apparatus for measuring stress corrosion of prestressing tendons}
본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 구조체에 활용되는 PS 긴장재에 인장력이 인가되는 상황에서 PS 긴장재의 응력 부식을 효과적으로 측정하고 판단할 수 있는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치에 대한 것이다.
프리스트레스트 콘크리트(prestressed concrete)는 부재에 발생하는 인장 응력을 상쇄할 수 있도록 인장 응력이 생기는 부분에 미리 압축의 프리스트레스를 준 것으로, 콘크리트의 인장강도를 증가시켜 철근콘크리트 구조물의 단점을 보완하도록 한 것이다.
이러한 프리스트레스트 콘크리트는 인장강도 1860~2400MPa의 고장력강으로 된 PSC 강연선 또는 인장강도 1000~1400MPa의 고장력 PSC 강봉이 PS 긴장재로 사용되며, 상기 PS 긴장재는 해당 인장강도의 60~80%에 해당하는 응력으로 상시 인장 상태에 놓이게 된다.
일반적으로 PSC 부재는 균열이 발생하지 않으며 또는 균열이 발생하더라도 하중이 없어지면 금방 회복되는 특성이 있다. 이에 PS 긴장재의 부식에 대한 염려는 철근콘크리트 부재에 대한 것보다 덜하다고 할 수 있다.
그러나 높은 응력 하에서는 강재의 부식이 빨리 진행될 수 있다. 또한, 표면에 녹이 보이지 않더라도 조직이 취약해지는 응력 부식(Stress Corrosion) 현상 및 수소 취화(Hydrogen Embrittlement) 현상이 발생할 가능성이 있다. 아울러 공식(Pitting Corrosion)과 같이 과도한 녹이나 작은 홈은 응력 집중을 유발하고 이로 인하여 분자 간의 결합을 파괴하며, 궁극적으로 부식 작용을 촉진하여 시각적 경고 없이 취성적으로 프리스트레스트 콘크리트 부재를 파괴하는 등 치명적인 구조적 문제를 유발할 수 있다.
따라서 콘크리트 구조물의 강재 부식 정도를 측정하여 판단하는 과정은 매우 중요하다고 할 수 있다.
그러나 지금까지 대부분의 콘크리트 구조물의 강재 부식 측정과 관련된 방법이나 절차 등은 철근에 국한하여 개발이 집중되어 왔으며, PS 긴장재의 부식에 대해서는 연구 개발이 미비한 실정이다.
한편, 종래 PS 긴장재의 부식 측정 방법으로는 강재에 긴장력이 재하되지 않은 상태에서 강재 부식을 평가하거나 인장력을 인가하였다가 인장력을 제거한 후 강재 부식을 평가하는 방법 등이 있다.
그러나 응력 부식 현상이나 수소 취화 현상은 고장력의 응력이 인가 중인 상태에서 진행되기 때문에, 종래 PS 긴장재의 부식 측정 방법은 인장력 인가 중에 강재 부식을 평가할 수 없어 응력 부식을 제대로 측정할 수 없는 문제점이 있다.
이에 PS 긴장재에 인장력이 인가되는 상황, 즉 PS 긴장재에 정적 인장 하중이나 피로 인장 하중을 가하고 있는 상황에서 강재의 응력 부식이 진행되는 것을 정량적으로 평가할 수 있는 장치에 대한 개발이 필요하다.
KR 10-1695756 B1
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 구조체에 활용되는 PS 긴장재에 정적 응력 또는 피로 응력이 가해지는 상황에서 응력 부식을 정량적으로 측정하고 평가할 수 있는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치를 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 베이스판, 상기 베이스판의 일단 상부에 구비되는 것으로 정착공이 형성된 고정단측 지지벽 및 상기 베이스판의 타단 상부에 구비되는 것으로 정착공이 형성된 긴장단측 지지벽으로 구성되어, 상기 고정단측 지지벽의 정착공에 PS 긴장재의 일단이 정착구로 고정되고, 긴장단측 지지벽의 정착공에 상기 PS 긴장재의 타단이 긴장단측 지지벽의 외측에서 긴장력이 도입된 상태로 정착되어 PS 긴장재에 인장력이 인가된 상태를 유지하도록 하는 철골 또는 철근콘크리트 구조물인 ㄷ자 형상의 긴장 베드; 내부에 부식액이 수용되는 것으로 상기 긴장 베드의 베이스판 상부에 거치되고, 양측에 상기 PS 긴장재가 관통되도록 정착공과 대응되는 위치에 제1관통공이 형성된 부식셀; 상기 부식액 내 PS 긴장재의 부식을 측정하는 부식측정부; 및 상기 부식셀의 제1관통공에 PS 긴장재가 관통되도록 결합되는 실링캡; 으로 구성되는 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 실링캡과 PS 긴장재 사이에는 실링재가 코킹되는 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 실링캡의 내주면에는 나선형의 실링재 주입홈이 외부와 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 실링캡의 길이 방향 일부 또는 전부는 주름관인 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 부식액 내에 침지되는 기준 전극 및 카운터 전극; 작용 전극으로서의 상기 PS 긴장재; 상기 기준 전극, 카운터 전극 및 작용 전극에 연결되는 전원공급부; 및 상기 부식액에 녹아있는 산소량을 측정하는 용존산소계; 가 구비되는 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 고정단측 지지벽과 긴장단측 지지벽의 정착공 및 상기 부식셀의 제1관통공은 복수의 쌍으로 구비되고, 상기 제1관통공은 밀폐캡에 의해 선택적으로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 부식셀의 양측에는 PS 긴장재가 관통되는 제2관통공이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 긴장 베드의 고정단측 지지벽 및 긴장단측 지지벽 중 적어도 하나 이상은 PS 긴장재의 긴장 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, ㄷ자 형상의 긴장 베드의 양측 지지벽에 PS 긴장재를 정착하는 한편, 상부에 거치되는 부식셀에 PS 긴장재를 관통시켜 부식측정부에서 PS 긴장재의 응력 부식을 측정할 수 있다. 이에 따라 프리스트레스트 콘크리트 구조체에 활용되는 PS 긴장재에 응력이 가해지는 상황에서 응력 부식을 정량적으로 측정하고 평가할 수 있다.
둘째, 응력 부식 및 자연 부식 상태에서 공식(Pitting Corrosion)이 있거나 작은 홈이 있는 강재의 긴장 재하 능력, 부식 정도에 따른 PS 긴장재의 탄성 계수의 변화 또는 PS 긴장재의 부식 방지를 위한 다양한 조치들의 실질적인 성능 검증 등에 본 발명을 다양하게 적용할 수 있다. 이에 따라 PSC 구조물의 내구성과 품질 향상에 기여할 수 있으며, 콘크리트 구조물의 취성 파괴를 방지하여 각종 인적·물적 피해를 미리 방지할 수 있다.
도 1은 PS 긴장재가 결합된 본 발명 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치의 실시예를 도시하는 사시도.
도 2는 긴장 베드를 도시하는 사시도.
도 3은 본 발명 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치의 구성을 도시하는 모식도.
도 4는 PS 긴장재와 실링캡의 결합 상세를 도시하는 단면도.
도 5는 실링캡의 실시예를 도시하는 단면 사시도.
도 6은 실링캡의 다른 실시예를 도시하는 단면도.
도 7은 본 발명 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치의 다른 실시예를 도시하는 단면도.
도 8은 피로 시험기를 이용한 응력 부식 측정 모습을 도시하는 단면도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 PS 긴장재가 결합된 본 발명 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치의 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 2는 긴장 베드를 도시하는 사시도이며, 도 3은 본 발명 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치는 베이스판(21), 상기 베이스판(21)의 일단 상부에 구비되는 것으로 정착공(221)이 형성된 고정단측 지지벽(22) 및 상기 베이스판(21)의 타단 상부에 구비되는 것으로 정착공(231)이 형성된 긴장단측 지지벽(23)으로 구성되어, 상기 고정단측 지지벽(22)의 정착공(221)에 PS 긴장재(1)의 일단이 정착구(11)로 고정되고, 긴장단측 지지벽(23)의 정착공(231)에 상기 PS 긴장재(1)의 타단이 긴장단측 지지벽(23)의 외측에서 긴장력이 도입된 상태로 정착되어 PS 긴장재(1)에 인장력이 인가된 상태를 유지하도록 하는 철골 또는 철근콘크리트 구조물인 ㄷ자 형상의 긴장 베드(2); 내부에 부식액(31)이 수용되는 것으로 상기 긴장 베드(2)의 베이스판(21) 상부에 거치되고, 양측에 상기 PS 긴장재(1)가 관통되도록 정착공(221, 231)과 대응되는 위치에 제1관통공(32)이 형성된 부식셀(3); 상기 부식액(31) 내 PS 긴장재(1)의 부식을 측정하는 부식측정부(4); 및 상기 부식셀(3)의 제1관통공(32)에 PS 긴장재(1)가 관통되도록 결합되는 실링캡(5); 으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 구조체에 활용되는 PS 긴장재(1)의 응력 부식을 효과적으로 측정하고 판단할 수 있는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치는 긴장 베드(2), 부식셀(3), 부식측정부(4) 및 실링캡(5)을 포함하여 구성된다.
상기 긴장 베드(2)는 베이스판(21), 베이스판(21)의 일단 및 타단 상부에 각각 구비되는 고정단측 지지벽(22) 및 긴장단측 지지벽(23)으로 구성되어 전체적으로 ㄷ자 형상으로 이루어진다.
상기 긴장 베드(2)는 실제 PSC 구조물과 동일한 조건에서 PS 긴장재(1)에 인장력을 인가하여 응력 부식을 측정하기 위한 것이다.
상기 긴장 베드(2)의 고정단측 지지벽(22)과 긴장단측 지지벽(23)에는 각각 정착공(221, 231)이 형성되고, 각 정착공(221, 231)에는 PS 긴장재(1)가 정착되는 정착구(11, 12)가 구비된다.
이에 따라 상기 PS 긴장재(1)는 일단을 고정단측 지지벽(22)에 정착구(11)로 고정하고, 타단은 긴장단측 지지벽(23)의 외측에서 긴장하여 PS 긴장재(1)에 긴장력을 가한 후 정착구(12)로 정착함으로써 PS 긴장재(1)에 인장력이 인가된 상태를 유지할 수 있다.
상기 긴장 베드(2)는 철골 구조물 또는 철근콘크리트 구조물 등으로 제작 가능하다.
상기 PS 긴장재(1)는 강봉, 강선, 강연선 등을 이용할 수 있다.
상기 PS 긴장재(1)는 주로 PS 강재이나, CFRP 등의 섬유보강플라스틱으로 형성되는 긴장재일 수도 있다.
상기 부식셀(3)은 긴장 베드(2)의 베이스판(21) 상부에 거치되는 것으로, 내부에 부식액(31)이 수용된다.
상기 부식셀(3)은 PS 긴장재(1)가 관통되도록 정착공(221, 231)과 대응되는 위치에 제1관통공(32)이 형성된다.
상기 부식측정부(4)는 부식액(31) 내 PS 긴장재(1)의 부식을 측정한다.
상기 부식측정부(4)에 의한 PS 긴장재(1)의 응력 부식 측정은 도 3과 관련하여 후술한다.
상기 실링캡(5)은 부식액(31)의 누출을 방지하기 위해 부식셀(3)의 제1관통공(32)에 결합된다.
상기 실링캡(5)은 원통 형상으로 형성할 수 있다.
상기 실링캡(5)은 신축성이 우수한 고무 등으로 제작 가능하다.
본 발명에서는 PS 긴장재(1)에 정적 응력 또는 피로 응력이 가해지는 상황에서 PS 긴장재(1)의 응력 부식을 정량적으로 평가할 수 있다. 즉, 실제 인장 응력 대비 PS 긴장재(1)의 부식에 대한 위험도를 정량적으로 평가 가능하다.
특히, 피로 하중이 가해지는 경우에는 피로 실험기(9)를 구비한 후 PS 긴장재(1)에 인장력을 반복 가력하여 응력 부식을 측정할 수 있다. 이와 관련해서는 도 8과 관련하여 후술하기로 한다.
이에 따라 응력 부식 및 자연 부식 상태에서 공식(Pitting Corrosion)이 있거나 작은 홈이 있는 강재의 긴장 재하 능력, 부식 정도에 따른 PS 긴장재(1)의 탄성 계수의 변화 또는 PS 긴장재(1)의 부식 방지를 위한 다양한 조치들의 실질적인 성능 검증 등에 본 발명을 다양하게 적용할 수 있다.
아울러 본 발명은 프리스트레스 공법이 적용되는 원전 격납 건물, 교량, 일반 건축물 등 다양한 건축·토목 분야에서 활용 가능하며, PSC 구조물의 내구성 향상과 품질 향상에 기여할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치에는 상기 부식액(31) 내에 침지되는 기준 전극(41) 및 카운터 전극(42); 작용 전극으로서의 상기 PS 긴장재(1); 상기 기준 전극(41), 카운터 전극(42) 및 작용 전극에 연결되는 전원공급부(43); 및 상기 부식액(31)에 녹아있는 산소량을 측정하는 용존산소계(44); 가 구비될 수 있다.
즉, 상기 부식측정부(4)는 기준 전극(41), 카운터 전극(42), 작용 전극으로서의 PS 긴장재(1), 전원공급부(43) 및 용존산소계(44)를 포함하여 구성 가능하다.
이는 PS 긴장재(1)의 부식을 전기화학적인 방법에 의해 평가하기 위한 것으로, 이 경우 PS 긴장재(1)가 작용 전극(working electrode) 역할을 한다.
상기 전원공급부(43)로는 포텐셜 다이나믹(Potential dynamic) 전원 공급원을 이용하고, 기준 전극(41)은 포화 칼로멜 전극(Saturated calomel electrode), 카운터 전극(42)은 그라파이트 전극(Graphite electrode)을 사용할 수 있다.
상기 부식액(31)은 NaCl 5%, 초산 0.5%에 증류수를 넣어 제조한 것을 이용할 수 있다.
아울러 레귤레이터(45)를 구비하여 부식액(31) 내에 공급되는 산소 공급 압력을 산소 공급관(451)을 통하여 일정하게 조절 가능하다.
이때, 상기 부식셀(3)의 상부는 커버 부재(34)로 밀폐하여 부식셀(3) 내에 공급된 산소가 유출되지 않도록 함이 바람직하다.
상기 커버 부재(34)가 구비된 경우, 기준 전극(41), 카운터 전극(42), 용존산소계(44)의 센서(441) 및 레귤레이터(45)의 산소 공급관(451)은 커버 부재(34)를 관통하여 부식액(31) 내에 침지시킨다.
상기 전원공급부(43) 및 용존산소계(44)는 데이터 로거(47)에 연결하여 측정된 수치를 디지털화하여 기록할 수 있다.
이에 따라 측정된 부식 전위와 인가 전류로부터 얻어낸 분극 곡선으로부터 부식전류밀도를 도출해내고, 측정 순간부터 지속적으로 강재 부식의 진행을 모니터링하며 이를 평균적인 부식 속도로 환산하여 인장력이 가해지는 PS 긴장재(1)에 대한 부식의 정도를 정량화시킬 수 있다.
도 4는 PS 긴장재와 실링캡의 결합 상세를 도시하는 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 실링캡(5)과 PS 긴장재(1) 사이에는 실링재(6)가 코킹될 수 있다.
상기 실링캡(5)은 고무 등으로 형성 가능하다. 이러한 실링캡(5)은 보통 일정한 형상을 가지고 있으므로, 여러 가닥의 강선을 꼬아서 만든 강연선을 PS 긴장재(1)로 사용할 경우 PS 긴장재(1)와 실링캡(5)의 내주면 사이에 간격이 발생할 수 있다.
따라서 PS 긴장재(1)와 실링캡(5) 사이의 간격을 메우기 위해 그 사이를 실링재(6)로 코킹한다.
상기 실링재(6)는 에폭시 실링 등을 사용 가능하다.
아울러 상기 실링캡(5)은 외주면에 플랜지(51)가 돌출 형성될 수 있다.
이에 따라 상기 실링캡(5)의 플랜지(51)를 부식셀(3)의 측벽 일측에 밀착시킨 상태에서 부식셀(3)의 측벽 타측에 고정너트(52)를 결합하여 실링캡(5)을 부식셀(3)에 고정할 수 있다.
상기 고정너트(52)는 실링캡(5)의 일단을 통하여 실링캡(5)의 외주면에 형성된 나사산을 따라 이동시켜 결합 가능하다.
상기 고정너트(52)와 부식셀(3)의 측벽 사이에도 부식액(31)의 누출 방지를 위하여 가스켓(53)을 설치할 수 있다.
상기 가스켓(53) 또한 신축성이 우수한 고무 재질 등으로 구성 가능하다.
도 5는 실링캡의 실시예를 도시하는 단면 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 실링캡(5)의 내주면에는 나선형의 실링재 주입홈(54)이 외부와 연통되도록 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 PS 긴장재(1)로 강연선을 사용할 수 있다. 그런데 이러한 강연선은 여러 가닥의 강선을 꼬아서 제작되므로 외주면이 매끄럽지 못한 상태이다.
이에 따라 PS 긴장재(1)와 실링캡(5)의 접촉면이 불규칙하여, PS 긴장재(1)와 실링캡(5)의 내주면 사이에 실링재(6)를 밀실하게 충전하는 것이 어려울 수 있다.
그러므로 실링재 주입홈(54)을 나선형으로 형성하여, 실링재 주입홈(54)을 따라 실링캡(5)의 길이 전체에 걸쳐 실링재(6)가 PS 긴장재(1)를 감싸며 충전되도록 구성 가능하다.
상기 실링재 주입홈(54)의 일단은 외부와 연통되므로, 외부와 연통되는 일단을 통해 PS 긴장재(1)와 실링캡(5)의 내주면 사이에 실링재(6)를 충전할 수 있다.
도 6은 실링캡의 다른 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 실링캡(5)의 길이 방향 일부 또는 전부는 주름관으로 구성할 수 있다.
피로 하중이 가해지는 PS 긴장재(1)의 응력 부식 실험시, 반복하중 가력으로 인해 PS 긴장재(1)와 실링캡(5)의 내주면 사이에 틈이 발생하거나 확대되면서 부식셀(3) 내부에 수용된 부식액(31)이 누출될 가능성이 있다.
따라서 반복하중 가력시에도 PS 긴장재(1)와 실링캡(5) 내주면 사이가 밀착될 수 있도록 실링캡(5)의 일부 또는 전부는 주름관으로 형성 가능하다.
이에 따라 주름진 실링캡(5)의 내주면이 상호 일정한 간격을 두고 PS 긴장재(1)의 외주면에 복수 개소에 걸쳐 밀착되므로, 부식액(31)의 누출을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치의 다른 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 고정단측 지지벽(22)과 긴장단측 지지벽(23)의 정착공(221, 231) 및 상기 부식셀(3)의 제1관통공(32)은 복수의 쌍으로 구비되고, 상기 제1관통공(32)은 밀폐캡에 의해 선택적으로 밀봉되도록 구성할 수 있다.
상기 PS 긴장재(1)가 언본디드, 본디드, 노출형 등 다양한 상황에 놓인 경우, 실험을 통해 이들을 상호 대비할 수 있도록 고정단측 지지벽(22)과 긴장단측 지지벽(23)의 정착공(221, 231) 및 이와 대응되는 제1관통공(32)은 복수의 쌍으로 형성할 수 있다.
상기 제1관통공(32) 내에는 쉬스관(7)이 삽입될 수 있으며, PS 긴장재(1)가 삽입된 쉬스관(7) 내부를 그라우트(8)로 충전하여 PS 긴장재(1)의 부식을 측정하는 것도 가능하다.
본 발명 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치를 이용하지 않을 때에는 상기 밀폐캡(미도시)을 이용하여 복수의 제1관통공(32)을 전부 또는 일부 폐쇄할 수 있다.
그리고 본 발명 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치를 사용할 때는 밀폐캡을 제거한 후 부식셀(3)의 제1관통공(32)에 실링캡(5)을 설치할 수 있다.
상기 실링캡(5)에는 내부에 PS 긴장재(1)가 관통되도록 관통공이 형성되나, 밀폐캡은 내부에 별도의 관통공이 형성될 필요가 없고 밀폐된 상태를 유지한다는 점에서 실링캡(5)과 차이가 있다.
상기 부식셀(3)의 양측에는 PS 긴장재(1')가 관통되는 제2관통공(33)이 더 형성될 수 있다.
상기 제2관통공(33)은 대조군으로서 인장력이 미인가된 노출형 PS 긴장재(1')에 대한 부식 실험을 위해 형성 가능하다.
대조군이 되는 PS 긴장재(1')는 긴장력이 도입되지 않으므로 긴장 베드(2)의 지지벽(22, 23)에 연결할 필요가 없으며, 부식셀(3)의 측벽에만 고정하면 된다.
상기 제2관통공(33)에도 PS 긴장재(1')가 관통되도록 실링캡(5)을 관통 결합할 수 있으며, 밀폐캡을 이용하여 선택적으로 개폐 가능하다.
도 8은 피로 시험기를 이용한 응력 부식 측정 모습을 도시하는 단면도이다.
상기 긴장 베드(2)의 고정단측 지지벽(22) 및 긴장단측 지지벽(23) 중 적어도 하나 이상은 PS 긴장재(1)의 긴장 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 구비될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 PS 긴장재(1)에 피로 응력이 가해지는 상황에서 PS 긴장재(1)의 응력 부식을 정량적으로 평가할 수 있다. 이를 위해 고정단측 지지벽(22) 또는 긴장단측 지지벽(23) 중 적어도 하나 이상을 PS 긴장재(1)의 긴장 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 구비할 수 있다.
일례로 도 8과 같이, 상기 긴장 베드(2)는 고정단측 지지벽(22)이 슬라이딩 이동 가능하도록 베이스판(21) 상부에 구비할 수 있다. 그리고 상기 고정단측 지지벽(22)의 외측에 피로 시험기(9)를 설치하고, 고정단측 지지벽(22)을 PS 긴장재(1)의 긴장 방향으로 전진 또는 후진으로 슬라이딩 이동시킴으로써 PS 긴장재(1)에 인장력을 반복 가력하여 응력 부식을 측정 가능하다.
이때, 반복 가력하는 액츄에이터(91)는 반력빔(93)과 고정단측 지지벽(22) 사이에 설치한다.
상기 반력빔(93)과 긴장단측 지지벽(23)은 가이드봉(92)으로 지지되며, 가이드봉(92)은 고정단측 지지벽(22)을 관통한다. 이에 따라 고정단측 지지벽(22)은 가이드봉(92)에 지지되어 전후로 슬라이딩 이동 가능하다.
도면에는 도시되지 않았으나, 상기 피로 시험기(9)는 긴장단측 지지벽(23)과 고정단측 지지벽(22) 사이에 설치될 수도 있다.
이 경우 각 지지벽(22, 23)에는 높은 하중이 작용하므로, 반복 하중은 상하 또는 좌우로 대칭으로 가력되도록 하는 것이 바람직하다.
1, 1': PS 긴장재 11, 12: 정착구
2: 긴장 베드 21: 베이스판
22: 고정단측 지지벽 221: 정착공
23: 긴장단측 지지벽 231: 정착공
3: 부식셀 31: 부식액
32: 제1관통공 33: 제2관통공
34: 커버 부재 4: 부식측정부
41: 기준 전극 42: 카운터 전극
43: 전원공급부 44: 용존산소계
441: 센서 45: 레귤레이터
451: 산소 공급관 47: 데이터 로거
5: 실링캡 51: 플랜지
52: 고정너트 53: 가스켓
54: 실링재 주입홈 6: 실링재
7: 쉬스관 8: 그라우트
9: 피로 실험기 91: 액츄에이터
92: 가이드봉 93: 반력빔

Claims (8)

  1. 베이스판(21), 상기 베이스판(21)의 일단 상부에 구비되는 것으로 정착공(221)이 형성된 고정단측 지지벽(22) 및 상기 베이스판(21)의 타단 상부에 구비되는 것으로 정착공(231)이 형성된 긴장단측 지지벽(23)으로 구성되어, 상기 고정단측 지지벽(22)의 정착공(221)에 PS 긴장재(1)의 일단이 정착구(11)로 고정되고, 긴장단측 지지벽(23)의 정착공(231)에 상기 PS 긴장재(1)의 타단이 긴장단측 지지벽(23)의 외측에서 긴장력이 도입된 상태로 정착되어 PS 긴장재(1)에 인장력이 인가된 상태를 유지하도록 하는 철골 또는 철근콘크리트 구조물인 ㄷ자 형상의 긴장 베드(2);
    내부에 부식액(31)이 수용되는 것으로 상기 긴장 베드(2)의 베이스판(21) 상부에 거치되고, 양측에 상기 PS 긴장재(1)가 관통되도록 정착공(221, 231)과 대응되는 위치에 제1관통공(32)이 형성된 부식셀(3);
    상기 부식액(31) 내 PS 긴장재(1)의 부식을 측정하는 부식측정부(4); 및
    상기 부식셀(3)의 제1관통공(32)에 PS 긴장재(1)가 관통되도록 결합되는 실링캡(5); 으로 구성되는 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 실링캡(5)과 PS 긴장재(1) 사이에는 실링재(6)가 코킹되는 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 실링캡(5)의 내주면에는 나선형의 실링재 주입홈(54)이 외부와 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 실링캡(5)의 길이 방향 일부 또는 전부는 주름관인 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 부식액(31) 내에 침지되는 기준 전극(41) 및 카운터 전극(42);
    작용 전극으로서의 상기 PS 긴장재(1);
    상기 기준 전극(41), 카운터 전극(42) 및 작용 전극에 연결되는 전원공급부(43); 및
    상기 부식액(31)에 녹아있는 산소량을 측정하는 용존산소계(44); 가 구비되는 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 고정단측 지지벽(22)과 긴장단측 지지벽(23)의 정착공(221, 231) 및 상기 부식셀(3)의 제1관통공(32)은 복수의 쌍으로 구비되고, 상기 제1관통공(32)은 밀폐캡에 의해 선택적으로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 부식셀(3)의 양측에는 PS 긴장재(1')가 관통되는 제2관통공(33)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 긴장 베드(2)의 고정단측 지지벽(22) 및 긴장단측 지지벽(23) 중 적어도 하나 이상은 PS 긴장재(1)의 긴장 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 PS 긴장재 응력 부식 측정 장치.
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