특수 로딩 프레임과 실험실 프레스 기계의 협력은 정밀한 기계적 변환 시스템으로 기능합니다. 실험실 프레스는 제어된 수직 압축력을 생성하는 반면, 특수 로딩 프레임은 이 에너지를 프리즘형 콘크리트 시편에 가해지는 3점 또는 4점 굽힘 모멘트로 변환하는 인터페이스 역할을 합니다.
파괴 순간의 최대 하중을 기록함으로써 이 설정은 엔지니어가 높은 정밀도로 휨 강도를 계산할 수 있도록 합니다. 이 데이터는 경화된 콘크리트 매트릭스의 변형 저항을 정량화하고 고강도 자기충진 콘크리트(HSSCC)에서 광물 혼화재의 효과를 검증하는 데 중요합니다.
협력의 역학
실험실 프레스의 역할
실험실 프레스 기계는 주요 동력원 역할을 합니다.
안정적이고 종방향 하중을 가합니다.
극도의 밀도와 고유한 취성을 특징으로 하는 HSSCC의 경우, 데이터의 신뢰성을 보장하기 위해 프레스는 고정밀 하중 속도를 유지해야 합니다.
로딩 프레임의 역할
로딩 프레임은 기하학적 어댑터 역할을 합니다.
프레스 내부에 배치되어 프리즘형 콘크리트 시편을 지지합니다.
지지대와 로딩 롤러는 프레스의 수직 압력을 단순 압축이 아닌 횡방향 굽힘 응력으로 변환하도록 배열됩니다.
휨 강도 계산
이 시스템은 파괴 시 최대 하중을 식별하도록 설계되었습니다.
프레스가 압력을 증가시키면 프레임이 프리즘을 파괴될 때까지 구부립니다.
파단 지점에서 기록된 최대 힘은 재료의 휨 강도를 계산하는 데 사용되는 변수입니다.
HSSCC에 중요한 이유
변형 저항 평가
HSSCC는 일반 콘크리트와 다르게 거동합니다.
이 시험은 응력 하에서 재료의 변형 저항 능력을 직접 측정합니다.
경화된 매트릭스가 부러지기 전에 굽힘 하중을 어떻게 처리하는지에 대한 명확한 그림을 제공합니다.
미세 구조 개선 검증
엔지니어는 이 설정을 사용하여 배합 설계를 검증합니다.
특히 광물 혼화재의 효과를 테스트합니다.
높은 휨 강도 결과는 이러한 혼화재가 콘크리트의 내부 미세 구조를 성공적으로 개선했음을 확인합니다.
절충안 이해
장비 정렬 민감도
두 기계의 협력에는 완벽한 정렬이 필요합니다.
로딩 프레임이 프레스의 액추에이터 바로 아래에 정확하게 중앙에 있지 않으면 편심 하중이 발생할 수 있습니다.
이는 매트릭스의 실제 강도를 반영하지 않는 부정확한 휨 측정으로 이어집니다.
취성 파괴 처리
HSSCC는 높은 강도와 낮은 연성으로 인해 갑자기 파괴됩니다.
프레스 기계는 파괴가 발생하는 순간의 정확한 최대 하중을 포착할 수 있을 만큼 반응성이 있어야 합니다.
오래되거나 덜 정밀한 프레스는 이러한 빠른 파괴 시나리오에서 실제 최대치를 놓칠 수 있습니다.
목표에 맞는 올바른 선택
특정 데이터 요구 사항에 맞는 올바른 테스트 구성을 선택하려면 다음을 고려하십시오.
- 변형 저항 결정이 주요 초점인 경우: 로딩 프레임 및 프레스 조합을 사용하여 프리즘형 시편에 대한 휨 테스트를 수행합니다.
- 궁극적인 하중 지지 능력이 주요 초점인 경우: 실험실 프레스만 정육면체 시편에 사용하여 압축 강도를 결정합니다.
- 균열 저항 및 인성이 주요 초점인 경우: 프레스에 분할 고정구를 장착하여 원통형 시편의 인장 강도를 측정합니다.
HSSCC의 성능을 검증하려면 현장에서 하중을 받는 방식과 정확히 동일한 방식으로 재료에 응력을 가하는 특정 기계적 구성을 선택해야 합니다.
요약 표:
| 구성 요소 | 주요 기능 | HSSCC 테스트에서의 역할 |
|---|---|---|
| 실험실 프레스 | 하중 생성 | 안정적이고 고정밀인 종방향 압축 하중을 가함 |
| 로딩 프레임 | 하중 변환 | 수직 압력을 횡방향 3점 또는 4점 굽힘 응력으로 변환 |
| 프리즘형 시편 | 테스트 대상 | 변형에 대한 저항 및 매트릭스의 파괴 지점 측정 |
| 제어 시스템 | 데이터 캡처 | 취성 파괴 순간의 정확한 최대 하중 기록 |
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참고문헌
- Nisha Rani, Jatin. Performance optimization of high-strength self-compacting concrete using mineral admixtures. DOI: 10.22271/27078329.2025.v4.i1a.40
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