KR20190060075A - Bending Specimen for Producing Crack without Sudden Fracture, and Method for Producing Bending Crack in such Bending Specimen - Google Patents

Bending Specimen for Producing Crack without Sudden Fracture, and Method for Producing Bending Crack in such Bending Specimen Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a ″bending test piece″ with various sizes of bending cracks with a specific width and depth desired by a user, which are artificially generated in advance, and a ″manufacturing method of the bending test piece.″ According to the present invention, the bending test piece is a sample, that is, a ″bending test piece″ in a shape of a beam, which has a rectangular cross-section and is extended long in a longitudinal direction, applying a vertical load to cause a bending behavior, and to generate the bending cracks in advance without a sudden splitting. According to the present invention, the manufacturing method thereof, which manufactures the bending test piece (100) by using a mold manufactured in the shape of a rectangular parallelepiped, comprises: a step of manufacturing the bending test piece (100) to have a penetrating hole (1) for preventing a crack from spreading; a step of applying a vertical load vertically at a position where the penetrating hole (1) for preventing a crack from spreading exists; and a step of, when the bending cracks (3) reach a specific width and depth desired by the user, eliminating the vertical load. Accordingly, the present invention is able to block a phenomenon where bending cracks are spread up to an upper surface of the bending test piece by the penetrating hole (1) for preventing the cracks from spreading, and to manufacture the bending test piece with the bending cracks with the width and depth in a size desired by the tester, which are formed in advance, while keeping the status of the bending test piece being not separated by suddenly splitting.

Description

특정 폭과 깊이를 가지는 휨 균열이 미리 발생되어 있는 휨 공시체, 및 이를 제작하는 방법{Bending Specimen for Producing Crack without Sudden Fracture, and Method for Producing Bending Crack in such Bending Specimen}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bending specimen in which a flexural crack having a specific width and depth is generated in advance,

본 발명은 직사각형의 단면을 가지고 있고 종방향으로 길게 연장되어 있는 빔(beam) 형태의 시편 즉, "휨 공시체"로서, 연직하중이 가해져서 휨 거동에 의해 여 휨 균열이 미리 형성되어 있되, 갑작스러운 쪼개짐이 발생하지 않은 상태에서 시험자가 원하는 특정 폭(종방향으로의 폭)과 깊이(연직방향으로의 길이)를 가지는 다양한 크기의 휨 균열이 인위적으로 발생되어 있는 "휨 공시체"와, 이러한 "휨 공시체를 제작하는 방법"에 관한 것이다. The present invention relates to a specimen in the form of a beam having a rectangular cross-section and elongated in the longitudinal direction, that is, a "flexural specimen", in which a vertical load is applied to form a flexural crack in advance by flexural behavior, A flexural specimen in which various sizes of flexural cracks are artificially generated having a specific width (width in the longitudinal direction) and depth (length in the vertical direction) desired by the tester in the absence of any cracking, A method for manufacturing a warp specimen ".

콘크리트 분야의 기술이 더욱 발전함에 따라, 콘크리트에 발생된 균열을 보수, 보강할 수 있는 여러 가지의 재료들이 개발되어 사용되고 있으며, 최근에는 균열이 발생한 경우에 스스로 균열을 메꾸어 보수될 수 있도록 하는 "자기치유 콘크리트"의 개발 및 이러한 자기치유 콘크리트의 성능 점검 등에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. As the technology of concrete field develops, various materials that can repair and reinforce cracks generated in concrete have been developed and used. In recent years, Healing concrete "and the performance of such self - healing concrete have been actively studied.

이러한 콘크리트 등의 재료에 대하여 균열 보수 성능, 자기 치유 성능 등을 평가하기 위해서는, 공시체에 원하는 크기의 균열을 형성하여 그 균열이 적절히 보수 또는 치유되는지를 확인하여야 한다. 대한민국 등록특허 제10-1453312호에는 "자기치유 콘크리트의 균열치유 성능 평가를 위한 투수시험 기술"이 개시되어 있는데, 이 경우에도 콘크리트로 제작된 공시체에 인위적으로 균열을 만들어 놓은 상태에서 콘크리트 시편의 균열을 통해 물이 투수되는지의 여부를 파악하게 된다. 따라서 다양한 형태의 공시체에 대하여, 시험자가 원하는 크기와 형태의 균열을 인위적으로 형성하는 것이 매우 중요하다. In order to evaluate the crack repair performance and the self-healing performance of such materials such as concrete, it is necessary to form a crack of a desired size in the specimen and to confirm whether the crack is properly repaired or healed. Korean Patent No. 10-1453312 discloses a " permeability testing technique for evaluating crack healing performance of self-healing concrete ", and even in such a case, cracks in the concrete specimen And whether or not water is pumped through the pipe. Therefore, it is very important to artificially form the cracks of the desired size and shape for the various types of specimens.

원기둥 형상(실린더 형상)으로 제작된 공시체("원주형 공시체")의 경우, 투수시험을 통해서 균열의 변화를 측정하고 자기치유 효과를 확인하는 용도로는 유용하게 사용할 수 있으나, 강도를 측정하기는 어렵다는 단점이 있다. 따라서 새로운 형태의 공시체에 균열을 인위적으로 발생시키고, 균열의 변화를 측정하며, 역학적인 실험을 통해서 강도를 측정할 수 있는 기술의 개발이 매우 절실한 상태이다. 따라서 직사각형의 단면을 가지고 있고 길게 연장되어 있는 빔형태의 휨 공시체로서, 시험자가 원하는 깊이(연직방향으로의 길이)와 폭(종방향으로의 폭)을 가지는 균열이 사전에 미리 인위적으로 형성되어 있는 휨 공시체를 제작한다면, 균열이 형성된 휨 공시체를 활용하여 역학적 실험을 수행함으로써 균열치유 평가 작업 등에 매우 유용하게 사용할 수 있게 된다. In the case of a specimen ("columnar specimen") made in a cylindrical shape (cylindrically shaped), it can be usefully used for measuring changes in cracks through a permeability test and confirming the self-healing effect, There is a drawback that it is difficult. Therefore, it is very urgent to develop a technique for artificially generating a crack in a new type of specimen, measuring the change of cracks, and measuring the strength through mechanical experiments. Therefore, a beam-shaped bending specimen having a rectangular cross section and elongated length is used as a test specimen in which a crack having a desired depth (length in the vertical direction) and width (width in the longitudinal direction) If a warp specimen is manufactured, it can be used very usefully in crack healing evaluation work by performing mechanical experiment using a warp specimen with cracks.

그런데 연직하중을 재하하는 휨 시험에서 종방향의 양단이 단순 지지된 휨 공시체에 연직하중을 가하게 되면 콘크리트의 취성적 성질로 인하여, 휨 균열의 발생과 함께 휨 공시체가 급작스럽게 쪼개져서 부러지게 된다. 따라서 휨 공시체를 양분하지 않은 채 원하는 균열 깊이와 균열 폭을 미리 휨 공시체에 형성하는 것이 매우 어렵다. However, when a vertical load is applied to a bending specimen in which the both ends in the longitudinal direction are simply supported in the bending test for loading a vertical load, the bending specimen is broken up suddenly due to the brittle crack due to the brittle properties of the concrete. Therefore, it is very difficult to form the desired crack depth and crack width in the warp specimen without bisecting the warp specimen.

원주형 공시체에 대해서는, 쪼갬인장강도 실험을 수행하여 실린더형 공시체에 인위적으로 균열을 유발하되, 균열폭을 매우 작은 미세 균열부터 큰 폭의 균열까지 원하는 다양한 크기의 폭을 가지는 균열이 유발될 수 있도록 하는 기술이 본 발명자에 의해 개발되어 특허출원되어 있다(대한민국 특허출원 제10-2016-106308호). 그러나 원주형 공시체에 대한 본 발명자의 기술은 공시체를 완전히 양분하는 형태의 것이고, 빔 형태의 휨 공시체는 원주형 공시체와는 다른 파괴 거동을 보이므로, 휨 공시체를 완전히 양분하지 않은 채 원하는 폭과 깊이의 균열이 형성되어 있는 상태로 만드는데, 원주형 공시체에 관한 상기한 본 발명자의 기술을 그대로 적용하는 것은 적절하지 않다. For the columnar specimens, the splitting tensile strength test was carried out to artificially induce cracks in the cylindrical specimens, allowing cracks with various widths to be desired, ranging from very small cracks to very large cracks Technology has been developed and patented by the present inventor (Korean Patent Application No. 10-2016-106308). However, the inventor's description of the columnar specimen is that it completely bisects the specimen, and since the beam specimen bending specimen exhibits a fracture behavior different from that of the circumferential specimen, It is not appropriate to apply the technique of the inventor of the present invention with respect to the columnar specimen as it is.

대한민국 등록특허 제10-1453312호(2014. 10. 22. 공고).Korean Registered Patent No. 10-1453312 (Announcement 2014. 10. 22). 대한민국 특허출원 제10-2016-106308호(미공개)Korean Patent Application No. 10-2016-106308 (Unpublished)

본 발명은 위와 같은 필요성을 충족하고 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 직육면체의 단면을 가지고 있고 길게 연장되어 있는 빔 형태로 만들어진 휨 공시체로서, 휨 공시체가 완전히 분할되어 분리되지 않은 상태를 유지하면서도 원하는 특정 균열 깊이와 특정 균열 폭으로 휨 균열이 미리 형성되어 있는 휨 공시체, 및 이러한 휨 공시체를 제작하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been developed in order to overcome the above-mentioned necessity and to overcome the limit of the prior art. It is a bending specimen made of a beam shape having a rectangular cross-section and extending long, A warp specimen in which a flexural crack is formed in advance at a desired specific crack depth and a specific crack width, and a method for manufacturing such a warp specimen.

또한 본 발명에서는 연직하중을 가하여 휨 공시체에 인위적으로 균열을 유발하되, 시험자가 원하는 특정 폭과 깊이를 가지는 균열이 휨 공시체에 유발될 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a method of inducing cracks in a warp specimen by applying a vertical load and causing the specimen to have cracks having a specific width and depth desired by the warp specimen.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 직사각형의 단면을 가지고 있고 종방향으로 길게 연장되어 있는 빔 형태의 휨 공시체에 시험자가 원하는 크기의 폭과 깊이의 휨 균열을 미리 형성시켜두는 휨 균열 유발방법으로서, 직육면체 형태로 제작된 몰드를 이용하여 휨 공시체를 제작하되, 종방향으로 휨 공시체의 정중앙 위치에서 횡방향으로 휨 공시체를 완전히 관통하게 되는 균열전파 방지용 관통공이 형성되어 있도록 휨 공시체를 제작하는 단계; 휨 공시체의 균열전파 방지용 관통공이 종방향으로 정중앙에 위치하도록 휨 공시체의 종방향 양단을 각각 지지한 상태에서, 균열전파 방지용 관통공이 존재하는 위치에서 수직하게 연직하중을 가하는 단계; 및 균열전파 방지용 관통공이 존재하는 위치의 휨 공시체의 하면에서 발생한 휨 균열의 폭과 균열을 측정하여, 휨 균열이 시험자가 원하는 특정 폭과 깊이에 이르게 되면 연직하중의 재하를 종료하는 단계를 포함함으로써; 휨 공시체의 상면까지 휨 균열이 전파되는 현상이 균열전파 방지용 관통공에 의해 차단되어 휨 공시체가 갑작스럽게 쪼개져서 분리되지 않은 상태를 유지한 채로 시험자가 원하는 크기의 폭과 깊이의 휨 균열이 미리 형성되어 있는 휨 공시체를 제작하게 되는 것을 특징으로 하는 휨 공시체의 제작방법이 제공된다. In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a method of inducing a flexural crack in a beam-shaped flexural specimen having a rectangular cross section and elongated in the longitudinal direction, A step of fabricating a bending specimen so as to form a bending specimen using a mold manufactured in the form of a rectangular parallelepiped and having a penetration hole for preventing crack propagation completely penetrating the bending specimen in the transverse direction at the center position of the bending specimen in the longitudinal direction ; A step of vertically applying a vertical load at a position where the penetration hole for preventing crack propagation is present in a state in which the through hole for preventing propagation of the crack of the flexural specimen is supported at both longitudinal ends of the flexural specimen so as to be positioned at the center in the longitudinal direction; And the step of measuring the width and the crack of the flexural crack generated at the lower surface of the flexural specimen at the position where the penetration hole for preventing crack propagation is measured and terminating the loading of the vertical load when the flexural crack reaches the specific width and depth desired by the operator ; The bending crack propagation to the upper surface of the bending specimen is intercepted by the penetration hole for crack propagation so that the bending specimen is suddenly split and the bending crack of the desired size width and depth is formed in advance And the bending test specimen is produced.

또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 직사각형의 단면을 가지고 있고 종방향으로 길게 연장되어 있는 빔 형태로 제작되고 시험자가 원하는 크기의 폭과 깊이의 휨 균열을 미리 형성되어 있는 휨 공시체로서, 상기한 본 발명에 의한 제작방법에 의해 제작됨으로써, 휨 공시체의 상면까지 휨 균열이 전파되는 현상이 균열전파 방지용 관통공에 의해 차단되어 휨 공시체가 갑작스럽게 쪼개져서 분리되지 않은 상태를 유지한 채로 시험자가 원하는 크기의 폭과 깊이의 휨 균열이 미리 형성되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 휨 공시체가 제공된다. In order to achieve the above object, the present invention provides a bending specimen having a rectangular cross section and being formed in a beam shape elongated in the longitudinal direction and having a bending crack having a desired width and depth, By the manufacturing method according to the present invention as described above, the phenomenon that the flex crack propagates to the upper surface of the flexural specimen is blocked by the penetration hole for preventing crack propagation, and the flex specimen is suddenly split, And a bending crack having a width and a depth of a desired size is formed in advance.

더 나아가, 본 발명에서는 직사각형의 단면을 가지고 있고 종방향으로 길게 연장되어 있는 빔 형태의 휨 공시체에 시험자가 원하는 크기의 폭과 깊이의 휨 균열을 미리 형성시켜두는 휨 균열 유발방법으로서, 직육면체 형태로 제작된 몰드를 이용하여 휨 공시체를 제작하되, 종방향으로 휨 공시체의 정중앙 위치에서 횡방향으로 휨 공시체를 완전히 관통하게 되는 균열전파 방지용 관통공이 형성되어 있도록 제작된 휨 공시체를 설치하되, 균열전파 방지용 관통공이 종방향으로 정중앙에 위치하도록 휨 공시체의 종방향 양단을 각각 지지하도록 설치하는 단계; 균열전파 방지용 관통공이 존재하는 위치에서 휨 공시체의 상면에 수직하게 연직하중을 가하는 단계; 및 균열전파 방지용 관통공이 존재하는 위치의 휨 공시체의 하면에서 발생한 휨 균열의 폭과 균열을 측정하여, 휨 균열이 시험자가 원하는 특정 폭과 깊이에 이르게 되면 연직하중의 재하를 종료하는 단계를 포함함으로써; 휨 공시체의 상면까지 휨 균열이 전파되는 현상이 균열전파 방지용 관통공에 의해 차단되어 휨 공시체가 갑작스럽게 쪼개져서 분리되지 않은 상태를 유지한 채로 시험자가 원하는 크기의 폭과 깊이의 휨 균열이 미리 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 휨 공시체에 대한 휨 균열 유발방법이 제공된다. Further, in the present invention, a method of inducing a flexural crack in a beam-shaped bending specimen having a rectangular cross-section and elongated in the longitudinal direction, wherein the bending crack is formed in advance by the tester in a desired width and depth, A bending test specimen is prepared by using the manufactured mold so as to form a through hole for preventing crack propagation that completely penetrates the bending specimen in the transverse direction at the center position of the bending specimen in the longitudinal direction. Providing a through hole in the longitudinal center of the bending specimen so that the through hole is positioned in the center in the longitudinal direction; Applying a vertical load perpendicular to the upper surface of the flexural specimen at a position where the penetration hole for preventing crack propagation is present; And the step of measuring the width and the crack of the flexural crack generated at the lower surface of the flexural specimen at the position where the penetration hole for preventing crack propagation is measured and terminating the loading of the vertical load when the flexural crack reaches the specific width and depth desired by the operator ; The bending crack propagation to the upper surface of the bending specimen is intercepted by the penetration hole for crack propagation so that the bending specimen is suddenly split and the bending crack of the desired size width and depth is formed in advance Of the bending test specimen.

본 발명에서는 연직하중에 의해 발생한 휨 균열이 휨 공시체의 상면까지 전파되는 것을 효과적으로 차단함으로써 휨 공시체가 갑작스럽게 쪼개지는 것을 방지하여 완전히 분할되어 분리되지 않은 상태를 유지하면서도 시험자가 원하는 특정 균열 깊이와 특정 균열 폭으로 휨 균열이 미리 형성되어 있는 휨 공시체를 용이하게 제작할 수 있게 되며, 이와 같은 본 발명에 의해 제작된 휨 공시체는 직육면체의 원래 형상을 유지한 채, 단지 시험자가 원하는 특정 균열 깊이와 특정 균열 폭으로 휨 균열이 정확하게 발생된 상태에 있으므로, 균열면이 가지고 있는 고유의 특성을 유지할 수 있는 장점을 가지게 된다. In the present invention, it is possible to effectively prevent the flexural cracks caused by the vertical load from propagating to the upper surface of the flexural specimen, thereby preventing the flexural specimen from being split suddenly, It is possible to easily produce a flexural specimen in which a flexural crack has been formed in advance by a crack width. The flexural specimen produced by the present invention can be obtained by using only the specific crack depth and specific crack Since the flexural cracks are accurately generated in the width, it is possible to maintain the inherent characteristics of the crack surface.

특히 본 발명에 의한 휨 공시체를 이용하게 되면, 균열에 대한 보수, 자기치유에 의한 균열 메움 등과 같은 균열의 특성변화에 따른 역학적 성능 평가를 매우 효율적으로 수행할 수 있게 되는 장점이 발휘된다. Particularly, when the bending specimen according to the present invention is used, the mechanical performance evaluation according to the change of the crack characteristics such as repair for cracks and cracking due to self-healing can be performed very efficiently.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 휨 공시체의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 휨 공시체를 횡방향으로 바라본 개략적인 정면도이다.
도 3 및 도 4는 각각 도 1에 도시된 휨 공시체에 원하는 휨 균열을 유발하는 상태를 순차적으로 보여주는 개략적인 정면도이다,
도 5 및 도 6은 각각 본 발명에서 균열전파 방지용 관통공이 형성되어 있는 연직 위치를 변화시킨 휨 공시체에 휨 균열을 유발하는 상태를 보여주는 도 4에 대응되는 개략적인 정면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 것과 동일한 연직 위치에 균열전파 방지용 관통공이 형성되어 있되, 균열전파 방지용 관통공이 더 커진 휨 공시체에 휨 균열을 유발하는 상태를 보여주는 도 6에 대응되는 개략적인 정면도이다. 1 is a schematic perspective view of a flexural specimen according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a schematic front view of the flexural specimen shown in Fig. 1 in a lateral direction. Fig.
FIG. 3 and FIG. 4 are schematic front views sequentially showing a state of causing a desired flexural crack in the flexural specimen shown in FIG. 1,
FIGS. 5 and 6 are schematic front views corresponding to FIG. 4 showing a state in which flexural cracks are generated in a flexural specimen in which a vertical position where a through-hole for preventing crack propagation is formed, in the present invention, respectively.
Fig. 7 is a schematic front view corresponding to Fig. 6 showing a state in which a crack propagation preventing through hole is formed in the same vertical position as that shown in Fig. 6, and a through hole for crack propagation prevention causes a flexural crack in a larger warp specimen.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 앞서 정의한 것처럼 청구범위를 포함한 본 명세서의 전체에서 "휨 공시체"는 콘크리트, 모르타르 등과 같이 균열을 인위적으로 발생시키고자 하는 재료를 이용하여 직사각형 단면을 가지면서 종방향으로 길게 연장된 빔 형태의 시편을 의미하는 것이다. 여기서 직사각형은 정사각형을 포함하는 의미이다. 그리고 "종방향"은 휨 공시체가 길게 연장되는 방향을 의미하며, "횡방향"은 종방향과 직교하는 방향 즉, 직사각형의 폭 방향을 의미하고 "연직방향"은 휨 공시체의 두께 방향을 의미한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is to be understood that the technical idea of the present invention and its essential structure and operation are not limited thereby. As defined above, the term "bending specimen" as used herein refers to a specimen having a rectangular cross-section and elongated in the longitudinal direction using a material such as concrete or mortar, which is intended to generate cracks artificially, It means. Here, the rectangle means to include a square. &Quot; longitudinal direction " means a direction in which the warp specimen extends long, " lateral direction " means a direction orthogonal to the longitudinal direction, i.e., a width direction of a rectangle, and " vertical direction & .

도 1에는 본 발명의 제1실시예에 따른 휨 공시체(100)의 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 휨 공시체(100)를 횡방향으로 바라본 개략적인 정면도가 도시되어 있다. FIG. 1 shows a schematic perspective view of a flexural specimen 100 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a schematic front view of the flexural specimen 100 shown in FIG. 1 in a lateral direction have.

본 발명에 따른 휨 공시체(100)는, 직육면체 형태로 제작된 몰드(거푸집)에 콘크리트 등의 시편재료가 타설되어 제작된 것인데, 도면에 도시된 것처럼 종방향으로 휨 공시체(100)의 정중앙 위치에서 횡방향으로 휨 공시체(100)를 완전히 관통하게 되는 균열전파 방지용 관통공(1)이 형성되어 있다. 즉, 휨 공시체(100)가 휨 시험을 위하여 양단이 지지되었을 때 종방향으로 정중앙에 해당하는 지점에서, 하면으로부터 연직 상향으로 시험자가 원하는 길이만큼 이격된 위치에는 휨 공시체(100)를 횡방향으로 완전히 관통하게 되는 균열전파 방지용 관통공(1)이 미리 형성되어 있는 것이다. 상기 균열전파 방지용 관통공(1)은 연직하중의 작용에 의해 휨 공시체(100)가 휨변형되면서 하면으로부터 발생한 휨 균열이 더 이상 전파되는 것을 방지하는 기능을 수행한다. 또한 본 발명에서 균열전파 방지용 관통공(1)은, 균열 선단에서 발생하는 응력집중을 완화시키게 되고 균열의 진전을 효과적으로 차단해주는 기능도 발휘하게 된다. The bending specimen 100 according to the present invention is manufactured by placing a specimen material such as concrete in a mold (die) manufactured in a rectangular parallelepiped shape. As shown in the drawing, the bending specimen 100 There is formed a penetration hole 1 for preventing crack propagation completely penetrating the bending specimen 100 in the transverse direction. That is, at a position corresponding to the center in the longitudinal direction when both ends of the bending specimen 100 are supported for the bending test, the bending specimen 100 is horizontally The through-hole 1 for preventing crack propagation is formed in advance. The crack propagation preventing through-hole 1 functions to prevent the flexural specimen 100 from being further deflected by the action of the vertical load while the flexural cracks generated from the lower surface are further propagated. Further, in the present invention, the through-hole 1 for preventing crack propagation alleviates the concentration of stress generated at the tip of the crack, and also has a function of effectively blocking the progress of the crack.

도 3 및 도 4에는 각각 도 1에 도시된 휨 공시체(100)의 정중앙 상면에 연직하중을 가하여 휨 공시체(100)에 원하는 휨 균열(3)을 유발하는 상태를 순차적으로 보여주는 개략적인 정면도가 도시되어 있다. 본 발명의 휨 공시체(100)에 휨 균열을 유발하기 위해서는 도 3에 도시된 것처럼 휨 공시체(100)의 균열전파 방지용 관통공(1)이 종방향으로 정중앙에 위치하도록 휨 공시체(100)의 종방향 양단을 각각 지지한 상태에서, 균열전파 방지용 관통공(1)이 존재하는 위치에서 수직하게 연직하중을 가한다. 연직하중이 재하되면 휨 공시체(100)에는 휨 모멘트가 작용하게 되고, 그에 따라 균열전파 방지용 관통공(1)이 존재하는 위치의 휨 공시체(100)의 하면에는 휨 인장응력이 발생하게 된다. 연직하중의 재하가 계속됨에 따라 휨 인장응력이 휨 강도를 초과하게 되면 휨 공시체(100)의 하면에서 휨 균열(3)이 발생하게 되는데, 일단 휨 균열이 발생하게 되면 균열 선단에서의 응력집중 효과로 인하여 휨 균열(3)은 연직상향으로 계속 진전하게 된다. 그런데 휨 균열(3)이 균열전파 방지용 관통공(1)에 이르게 되면 응력집중 효과가 급격히 감소하면서 휨 균열(3)의 진전이 멈추게 된다. 즉, 균열전파 방지용 관통공(1)의 아래까지만 휨 균열이 발생하게 되는 것이다. 따라서 시험자는 휨 공시체(100)의 하면으로부터 원하는 휨 균열의 깊이에 해당하는 길이만큼 수직하게 이격된 위치에 균열전파 방지용 관통공(1)을 형성한 상태로 휨 공시체(100)를 제작하고, 휨 균열이 균열전파 방지용 관통공(1)에 이르도록 연직하중을 재하하는 실험을 수행하기만 하면, 원하는 특정 깊이의 휨 균열(3)을 만들 수 있게 된다.3 and 4 are schematic front views sequentially showing a state in which a vertical load is applied to the upper center surface of the flexural specimen 100 shown in FIG. 1 to cause a desired flexural crack 3 to occur in the flexural specimen 100 . In order to induce a flexural crack in the bending specimen 100 of the present invention, as shown in Fig. 3, the through hole 1 for preventing crack propagation of the bending specimen 100 is positioned at the center in the longitudinal direction, The vertical load is vertically applied at a position where the through-hole 1 for preventing crack propagation is present. When a vertical load is applied, a bending moment is applied to the bending specimen 100, and a bending tensile stress is generated on the lower surface of the bending specimen 100 at the position where the through-hole 1 for preventing crack propagation is present. If the flexural tensile stress exceeds the flexural strength due to the continued load of the vertical load, a flexural crack (3) occurs at the lower surface of the flexural specimen (100). If the flexural crack occurs once, , The flexural crack (3) continues to develop vertically upward. However, when the bending crack 3 reaches the through-hole 1 for preventing crack propagation, the stress concentration effect is rapidly reduced and the progress of the bending crack 3 is stopped. That is, only the lower portion of the through-hole 1 for preventing crack propagation will cause a flexural crack. Therefore, the tester fabricates the warp specimen 100 in a state where the through hole 1 for preventing crack propagation is formed at a position vertically spaced from the lower surface of the warp specimen 100 by the length corresponding to the depth of the desired warp crack, It is possible to make a flexural crack 3 having a desired depth only by carrying out an experiment in which a vertical load is applied so that the crack reaches the through-hole 1 for preventing crack propagation.

도 4에 도시된 것처럼 휨 균열(3)이 이미 균열전파 방지용 관통공(1)에 도달하였음에도 불구하고 해당 휨 균열(3)이 아직 시험자가 원하는 특정 폭을 가지지 못할 수도 있다. 이 경우에는 연직하중의 재하를 계속하여 휨 균열(3)의 폭을 더 증가시켜야 하는데, 균열전파 방지용 관통공(1)이 형성되어 있지 않은 종래의 휨 공시체의 경우, 휨 균열이 계속 상향으로 빠르게 전파되면서 갑작스럽게 휨 공시체가 쪼개질 수 있다. 휨 공시체가 쪼개지게 되면 시험자가 원하는 특정 폭과 깊이를 가지는 휨 공시체가 만들어질 수 없게 되는 것이다. The bending crack 3 may not yet have the specific width desired by the test person even though the bending crack 3 has already reached the crack propagation preventing through hole 1 as shown in Fig. In this case, the load of the vertical load must be continuously increased to further increase the width of the flexural crack 3. In the case of the conventional flexural specimen in which the through-hole 1 for preventing crack propagation is not formed, As it propagates, the bending specimen may split suddenly. If the bending specimen is split, the specimen will not be able to produce bending specimens with the desired width and depth.

그러나 본 발명에서는 균열전파 방지용 관통공(1)이 형성되어 있으므로, 휨 균열 자체가 균열전파 방지용 관통공(1)을 지나서 더 위쪽으로 전파되는 것이 효율적으로 차단된다. 즉, 본 발명에 따른 휨 공시체(100)에는 균열전파 방지용 관통공(1)이 형성되어 있으므로, 연직하중에 의해 휨 공시체(100)의 하면으로부터 시작하여 위쪽으로 진전되어 성장하는 휨 균열은 균열전파 방지용 관통공(1) 이상으로 전파되지는 못하는 것이다. 따라서 휨 공시체(100)가 갑작스럽게 쪼개지는 것이 예방되며, 후술하는 것처럼 균열전파 방지용 관통공(1)의 위치를 시험자가 원하는 정도로 결정해둠으로써 원하는 특징 깊이의 휨 균열을 형성할 수 있게 되는 것이다. However, in the present invention, since the penetration hole 1 for preventing crack propagation is formed, it is effectively prevented that the flexural crack itself propagates further upward through the penetration hole 1 for preventing crack propagation. That is, since the penetration hole 1 for preventing crack propagation is formed in the warp specimen 100 according to the present invention, the bending crack that propagates upward from the lower surface of the warp specimen 100 due to the vertical load, It can not be propagated beyond the through-hole 1 for prevention. Therefore, it is prevented that the warp specimen 100 is suddenly split, and the position of the through-hole 1 for preventing crack propagation is determined as desired by the tester, as will be described later, so that a flexural crack having a desired characteristic depth can be formed .

이와 같이 본 발명에서는 휨 공시체(100)의 하면으로부터 시작하여 위쪽으로 진전되어온 휨 균열이 휨 공시체(100)의 상면까지 전파되는 것을 효과적으로 차단하여 휨 공시체(100)가 갑작스럽게 쪼개지는 것을 방지한 상태에서, 휨 공시체(100)의 하면과 균열전파 방지용 관통공(1) 사이의 구간에서 휨 균열(3)이 발생하게 된다. 즉, 본 발명에 의하면, 휨 공시체(100)가 갑작스럽게 쪼개지는 것을 방지한 상태에서, 휨 공시체(100)의 하면과 균열전파 방지용 관통공(1) 사이의 구간에서 발생한 휨 균열이 시험자가 원하는 특정 폭에 이를 때까지 연직하중을 충분히 재하할 수 있는 것이다.As described above, according to the present invention, it is possible to effectively prevent the flexural cracks, which have been propagated upward from the lower surface of the flexural specimen 100, from propagating to the upper surface of the flexural specimen 100 to prevent the flexural specimen 100 from being split suddenly , A flexural crack (3) is generated in a section between the lower surface of the warp specimen (100) and the penetration hole (1) for preventing crack propagation. That is, according to the present invention, when the flexural cracks generated in the section between the lower surface of the warp specimen 100 and the penetration hole 1 for preventing crack propagation are prevented by the tester The vertical load can be sufficiently loaded until a specific width is reached.

휨 공시체(100)의 하면과 균열전파 방지용 관통공(1) 사이의 부분에서 발생된 휨 균열(3)이 시험자가 원하는 폭에 이르게 되면, 연직하중의 재하를 중단하게 된다. 상기한 일련의 과정을 가지는 본 발명의 방법에 의해, 완전히 분할되어 분리되지 않은 상태를 유지하면서도 시험자가 원하는 특정 균열 깊이와 특정 균열 폭으로 휨 균열이 미리 형성되어 있는 휨 공시체를 용이하게 제작할 수 있게 된다. 이와 같은 본 발명에 의해 제작된 휨 공시체는 직육면체의 원래 형상을 유지한 채, 시험자가 원하는 특정 균열 깊이와 특정 균열 폭으로 휨 균열이 정확하게 발생된 상태에 있으므로, 균열면(균열이 발생한 면)이 가지고 있는 고유의 특성을 유지할 수 있는 장점을 가지게 된다. The load of the vertical load is stopped when the tester 3 reaches the desired width of the flexural crack 3 generated in the portion between the lower surface of the warp specimen 100 and the through hole 1 for preventing crack propagation. By the method of the present invention having the above-described series of processes, it is possible to easily produce a bending specimen in which a bending crack is formed in advance with a specific crack depth and a specific crack width desired by the tester, do. Since the flexural specimen produced by the present invention is in a state in which the flexural crack is accurately generated at a specific crack depth and specific crack width desired by the tester while maintaining the original shape of the rectangular parallelepiped, It has the advantage of retaining the inherent characteristics it possesses.

특히, 본 발명에서는 균열전파 방지용 관통공(1)의 크기와 위치를 조절함으로써, 미리 형성해두고자 하는 균열의 깊이와 폭을 원하는 정도로 제어할 수 있다. Particularly, in the present invention, the depth and width of the crack to be formed in advance can be controlled to a desired degree by adjusting the size and position of the through hole 1 for preventing crack propagation.

도 5 및 도 6에는 각각 본 발명에서 균열전파 방지용 관통공(1)이 형성되어 있는 연직 위치를 변화시킨 휨 공시체(100)에 연직하중을 가하여 휨 변형시키는 상태를 보여주는 도 4에 대응되는 개략적인 정면도가 도시되어 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼 휨 공시체(100)를 제작할 때, 균열전파 방지용 관통공(1)이 형성되어 있는 연직 위치를 필요에 맞게 변화시킴으로써, 휨 공시체(100)의 하면과 균열전파 방지용 관통공(1) 사이의 부분에서 미리 발생하게 될 휨 균열의 깊이를 조절할 수 있게 된다. 5 and 6 show schematic views corresponding to FIG. 4 showing a state in which a vertical load is applied to the flexural specimen 100 in which the through holes 1 for preventing crack propagation are formed and the vertical position is changed, A front view is shown. When the warp specimen 100 is manufactured as shown in Figs. 5 and 6, the vertical position where the through-hole 1 for preventing crack propagation is formed is changed as necessary, so that the lower surface of the warp specimen 100 and the crack propagation- The depth of the flexural crack to be generated in advance at the portion between the through holes 1 can be adjusted.

균열전파 방지용 관통공(1)의 연직위치가 높아진다는 것(휨 공시체의 상면과 가까워진다는 것)은 휨 공시체(100)의 하면과 균열전파 방지용 관통공(1) 사이의 간격이 더 커진다는 것을 의미한다. 반대로 균열전파 방지용 관통공(1)의 연직위치가 낮으면 그만큼 휨 공시체(100)의 하면과 균열전파 방지용 관통공(1) 사이의 간격이 좁다. 따라서 동일한 연직하중이 작용하는 상태라면, 균열전파 방지용 관통공(1)의 연직위치가 높아질수록, 더 긴 길이를 가지는(더 깊은) 휨 균열을 휨 공시체(100)에 형성할 수 있게 된다. 즉, 균열전파 방지용 관통공(1)의 연직위치가 높을수록 휨 공시체(100)의 하면과 균열전파 방지용 관통공(1) 사이의 간격이 더 커지게 되고 이는 휨 균열이 성장할 수 있는 여유 공간이 더 커진다는 것을 의미하므로, 시험자는 원하는 휨 균열의 길이(휨 균열의 깊이)를 충분히 증가시킬 수 있는 것이다. 반대로 균열전파 방지용 관통공(1)의 연직위치가 낮으면, 그만큼 휨 공시체(100)의 하면과 균열전파 방지용 관통공(1) 사이의 간격이 작으므로 시험자는 길이가 작은 휨 균열만을 만들 수 있게 된다. The fact that the vertical position of the through-hole 1 for preventing crack propagation is increased (closer to the upper face of the warp specimen) is larger than the gap between the lower face of the warp specimen 100 and the through-hole 1 for preventing crack propagation it means. Conversely, if the vertical position of the through-hole 1 for preventing crack propagation is low, the distance between the bottom surface of the flexural specimen 100 and the through-hole 1 for preventing crack propagation is small. Therefore, if the same vertical load is applied, the higher the vertical position of the through-hole 1 for preventing crack propagation, the more bending crack having a longer length (deeper) can be formed in the warp specimen 100. [ That is, the higher the vertical position of the through-hole 1 for preventing crack propagation, the greater the gap between the lower surface of the warp specimen 100 and the through-hole 1 for preventing crack propagation, It means that the tester can sufficiently increase the length of the desired flexural crack (the depth of the flexural crack). Conversely, if the vertical position of the through-hole 1 for preventing crack propagation is low, the interval between the lower surface of the warp specimen 100 and the through-hole 1 for preventing crack propagation is small so that only the bending crack having a small length can be formed do.

따라서 시험자가 미리 만들고 싶은 휨 균열의 길이가 작다면 도 5에 도시된 것처럼 균열전파 방지용 관통공(1)이 휨 공시체(100)의 하면과 가까운 위치에 형성되어 있도록 휨 공시체를 제작하여 사용하면 되고, 반대로 시험자가 미리 만들고 싶은 휨 균열의 길이가 크다면 도 6에 도시된 것처럼 균열전파 방지용 관통공(1)이 휨 공시체(100)의 상면과 가까운 위치에 형성되어 있도록 휨 공시체를 제작하여 사용하면 된다. Therefore, if the length of the bending crack to be made in advance by the tester is small, a bending specimen can be manufactured so that the through-hole 1 for preventing crack propagation is formed at a position close to the lower surface of the bending specimen 100 , If the length of the flexural cracks to be preliminarily made by the test person is large, a flexural specimen is manufactured so that the through-hole 1 for preventing crack propagation is formed at a position close to the upper surface of the flexural specimen 100 as shown in FIG. 6 do.

도 7에는 도 6에 도시된 것과 동일한 연직 위치에 균열전파 방지용 관통공(1)이 형성되어 있되, 균열전파 방지용 관통공(1)의 크기가 도 6에 도시된 것보다 더 커진 휨 공시체(100)에 연직하중을 가하여 휨 변형시키는 상태를 보여주는 도 6에 대응되는 개략적인 정면도가 도시되어 있다. 휨 공시체(100)를 제작할 때, 균열전파 방지용 관통공(1)의 크기 즉, 균열전파 방지용 관통공(1)의 지름을 필요에 맞게 변화시킴으로써, 휨 공시체(100)의 하면과 균열전파 방지용 관통공(1) 사이의 부분에서 미리 발생하게 될 휨 균열의 폭을 조절할 수 있게 된다. 균열전파 방지용 관통공(1)의 크기가 커진다는 것은 휨 공시체(100)의 하면과 균열전파 방지용 관통공(1) 사이에서 균열이 종방향으로 더 벌어질 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 동일한 연직하중이 작용하는 상태라면, 균열전파 방지용 관통공(1)의 크기가 클수록, 더 큰 폭을 가지는 휨 균열을 휨 공시체(100)에 형성할 수 있게 된다. 7, the through-hole 1 for preventing crack propagation is formed at the same vertical position as that shown in Fig. 6, and the bending specimen 100 (Fig. 7), which is larger in size than the through- Is a schematic front view corresponding to Fig. 6 showing a state in which a vertical load is applied to bending deformation. By changing the size of the through-hole 1 for preventing crack propagation, that is, the diameter of the through-hole 1 for preventing crack propagation, when the warp specimen 100 is manufactured, the lower surface of the warp specimen 100 and the through- It becomes possible to control the width of the flexural crack to be generated in advance at the portion between the balls 1. The larger size of the crack propagation preventing through hole 1 means that the crack can be further spread in the longitudinal direction between the lower surface of the warp specimen 100 and the through hole 1 for preventing crack propagation. Therefore, if the same vertical load is applied, the greater the size of the through-hole 1 for preventing crack propagation, the more the bending crack having a larger width can be formed on the bending specimen 100. [

이와 같이 균열전파 방지용 관통공(1)의 크기가 클수록 휨 공시체(100)의 하면과 균열전파 방지용 관통공(1) 사이가 더 넓게 벌어질 수 있다는 것을 의미하므로, 시험자는 원하는 휨 균열의 폭을 충분히 증가시킬 수 있다. 반대로 균열전파 방지용 관통공(1)의 크기가 작을수록, 그만큼 휨 공시체(100)의 하면과 균열전파 방지용 관통공(1) 사이가 벌어질 여유가 줄어들게 되며, 그에 따라 시험자가 만들 수 있는 휨 균열의 폭 역시 줄어들게 된다. 따라서 시험자가 미리 만들고 싶은 휨 균열의 폭이 작다면 도 6에 도시된 것처럼 균열전파 방지용 관통공(1)의 크기가 상대적으로 작은 휨 공시체를 제작하여 사용하면 되고, 반대로 시험자가 미리 만들고 싶은 휨 균열의 폭이 크다면 도 7에 도시된 것처럼 균열전파 방지용 관통공(1)의 크기가 상대적으로 더 큰 휨 공시체를 제작하여 사용하면 된다. This means that the larger the size of the crack propagation preventing through hole 1, the wider the gap between the lower surface of the warp specimen 100 and the through hole 1 for preventing crack propagation, Can be increased sufficiently. Conversely, the smaller the size of the through-hole 1 for preventing crack propagation, the smaller the margin for the gap between the lower surface of the warp specimen 100 and the through-hole 1 for preventing crack propagation, and accordingly, The width of the paper is also reduced. Therefore, if the width of the flexural cracks to be preliminarily made by the test person is small, a flexural test specimen having a relatively small size of the crack propagation preventing through hole 1 as shown in FIG. 6 can be manufactured and used. On the contrary, If the width of the through hole 1 for preventing crack propagation is larger than that of the through hole 1 as shown in FIG.

이와 같이 본 발명에서는 균열전파 방지용 관통공(1)의 크기와, 연직방향에서 균열전파 방지용 관통공(1)이 형성된 위치를 필요에 맞게 조절함으로써, 미리 형성해두고자 하는 휨 균열의 깊이와 폭을 원하는 정도로 제어할 수 있게 되며, 따라서 시험자가 원하는 특정 균열 깊이와 특정 균열 폭의 휨 균열이 정확하게 발생되어 있는 휨 공시체를 매우 용이하게 그리고 효율적으로 제작할 수 있게 된다. As described above, according to the present invention, by adjusting the size of the through-hole 1 for preventing crack propagation and the position where the through-hole 1 for preventing crack propagation is formed in the vertical direction, the depth and width of the bending crack to be formed in advance So that it is possible to very easily and efficiently manufacture the flexural specimen in which the flexure cracks of the specific crack depth and the specific crack width accurately generated by the test person are obtained.

1: 균열전파 방지용 관통공
3: 휨 균열
100: 휨 공시체 1: Through-hole for preventing crack propagation
3: flexural crack
100: flexural specimen

Claims (2)

직사각형의 단면을 가지고 있고 종방향으로 길게 연장되어 있는 빔 형태의 휨 공시체(100)에 시험자가 원하는 크기의 폭과 깊이의 휨 균열을 미리 형성시켜두는 휨 균열 유발방법으로서,
직육면체 형태로 제작된 몰드를 이용하여 휨 공시체(100)를 제작하되, 종방향으로 휨 공시체(100)의 정중앙 위치에서 횡방향으로 휨 공시체(100)를 완전히 관통하게 되는 균열전파 방지용 관통공(1)이 형성되어 있도록 휨 공시체(100)를 제작하는 단계;
휨 공시체(100)의 균열전파 방지용 관통공(1)이 종방향으로 정중앙에 위치하도록 휨 공시체(100)의 종방향 양단을 각각 지지한 상태에서, 균열전파 방지용 관통공(1)이 존재하는 위치에서 수직하게 연직하중을 가하는 단계; 및
균열전파 방지용 관통공(1)이 존재하는 위치의 휨 공시체(100)의 하면에서 발생한 휨 균열(3)의 폭과 균열을 측정하여, 휨 균열(3)이 시험자가 원하는 특정 폭과 깊이에 이르게 되면 연직하중의 재하를 종료하는 단계를 포함함으로써;
휨 공시체의 상면까지 휨 균열이 전파되는 현상이 균열전파 방지용 관통공(1)에 의해 차단되어 휨 공시체가 갑작스럽게 쪼개져서 분리되지 않은 상태를 유지한 채로 시험자가 원하는 크기의 폭과 깊이의 휨 균열이 미리 형성되어 있는 휨 공시체를 제작하게 되는 것을 특징으로 하는 휨 공시체의 제작방법. A method for inducing a flexural crack in a beam type warp specimen (100) having a rectangular cross section and elongated in the longitudinal direction,
A crack propagation preventing through hole (1) for completely penetrating the warp specimen (100) in a transverse direction at the center position of the warp specimen (100) in a longitudinal direction is manufactured by using a mold manufactured in a rectangular parallelepiped shape, (B) forming a bending specimen (100) so as to form a bending specimen (100);
In the state in which the longitudinally opposite ends of the warp specimen 100 are respectively supported so that the penetration holes 1 for preventing crack propagation of the warp specimen 100 are positioned in the center in the longitudinal direction, Vertically applying a vertical load in the vertical direction; And
The width and the crack of the flexural crack 3 generated at the lower surface of the flexural specimen 100 at the position where the penetration hole 1 for preventing crack propagation is present are measured so that the flexural crack 3 reaches the specific width and depth desired by the user Thereby terminating the loading of the vertical load;
The phenomenon that the propagation of the flexural cracks to the upper surface of the flexural specimen is intercepted by the penetration hole 1 for preventing propagation of the cracks so that the flexural specimen is suddenly broken and the flexural crack of the desired size width and depth And the pre-formed warp specimen is produced. 직사각형의 단면을 가지고 있고 종방향으로 길게 연장되어 있는 빔 형태로 제작되고 시험자가 원하는 크기의 폭과 깊이의 휨 균열을 미리 형성되어 있는 휨 공시체(100)로서,
청구항 제1항에 따른 제작방법에 의해 제작됨으로써, 휨 공시체의 상면까지 휨 균열이 전파되는 현상이 균열전파 방지용 관통공(1)에 의해 차단되어 휨 공시체가 갑작스럽게 쪼개져서 분리되지 않은 상태를 유지한 채로 시험자가 원하는 크기의 폭과 깊이의 휨 균열이 미리 형성되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 휨 공시체. A flexural specimen (100), which has a rectangular cross section and is formed in a beam shape elongated in the longitudinal direction and in which the test piece is formed with flexural cracks of a desired width and depth,
By the manufacturing method according to claim 1, the phenomenon that the flexural crack propagates to the upper surface of the warp specimen is blocked by the penetration hole (1) for preventing crack propagation, so that the warp specimen is suddenly split and is not separated And a flexural crack having a width and a depth of a desired size are formed in advance by the tester.
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