오피니언

Home > 오피니언 > 한천구

반발도법 비파괴시험의 재령 계수

작성일 : 2023.11.02 01:28 수정일 : 2023.11.02 01:48

서언
무슨 일 또는 행동을 지나치게 과장되게 하면 ‘오버(Over)하지 마라’라고 한다. 정치, 경제, 사회 등 다방면으로 사용하는 말이지만, 콘크리트의 슈미트 햄머를 이용한 반발 경도법 비파괴시험의 재령 계수에서도 이와 비슷한 상황이 우리나라에서만 발생하고 있다. 따라서 본 고에서는 그에 따르는 문제점을 제기하고 잘못된 부분의 시정을 제안해 본다.


슈미트 햄머법 개요
우리가 몸이 아파서 병원에 가면 칼로 째서 상태를 보는 것이 아니라 X-Ray, MRI 등의 장비를 이용하여 비수술적으로 진단하는 것을 볼 수 있다. 마찬가지로 철근 콘크리트 구조물인 경우도 철근의 배근 상황, 콘크리트의 강도 등을 파괴하지 않고 파악할 수 있는 비파괴시험 방법이 있다(전 강좌 제97회 참조). 특히 이중 콘크리트의 압축강도 추정은 1948년도 스위스의 E. Schumit에 의해 발명된 <사진 1>의 장비를 이용하는 슈미트 햄머법이 가장 많이 이용되고 있다. 원리로는 콘크리트 강도가 시간 경과에 따라 증가하는데, 강도 증가에 비례하여 콘크리트 표면의 단단하기(경도: Hardness)도 증가한다. 따라서 슈미트 햄머는 일정한 힘으로 콘크리트 표면을 타격하면 표면 20mm 부분의 단단한 정도에 따라 반발 정도가 달라지는데, 이때 반발 된 값으로부터 사전 연구에 의하여 제안된 식에 도입하여 강도를 추정하는 방법인 것이다(전 강좌 제98회 참조).


        
<사진 1> 슈미트 햄머에 의한 비파괴시험 모습    

 

재령 계수의 고려
그렇지만 타격 면에는 건습의 정도, 면의 마감 및 거칠기 상태, 타격 방향 및 경과 된 재령 등에 따라 영향을 받게 되므로 이들의 상태에 맞춰 보정계수를 반영해 줌으로써 보다 정밀한 압축강도 추정을 가능하게 한다(전 강좌 제99회 참조). 그런데, 이 중에서도 콘크리트가 경과 된 연수(재령)의 영향으로는 콘크리트 내부와 달리 표면 부만 공기 중 CO2가 콘크리트 내부 모세관 공극에 침투되어 알칼리성인 Ca(OH)2를 중성인 CaCO3로 만듦에 따라(콘크리트의 탄산화) 강도는 증가하지 않는 반면 표면만 딱딱하게 만들어주기 때문에 추정한 압축강도 값에 재령 계수를 곱하여 강도 값을 감해주게 되는 것이다. 이와 같은 상황에 대비하기 위하여 외국에서 제안하는 재령 계수는 <표 1>과 같다.

<표 1> 재령 계수(외국의 자료)

재령 계수의 문제점
그러나, 우리나라 사람들은 머리도 좋고, 응용력도 뛰어나다. 따라서 실무에 편리하게 <표 1>의 재령 28일과 3000일 사이를 상세히 나누어 준 것만큼은 잘한 일이다. 그러나, 누가 처음 시도하였는지는 알 수 없지만, <표 2>와 같이 28일 이전에도 사실을 오버하여 그 추세를 회귀식으로 연장하여 재령 계수를 제안하고 있다.
일례로 재령 7일의 경우로 가정하면 7일이나 28일이나 탄산화는 거의 진행되지 않아 재령 계수를 1.00으로 보아야 할 것을 1.72로 보도록 되어 있다. 따라서 모 기관에서 진단한 보고서를 보니 24.0 MPa 콘크리트를 7일에 슈미트 햄머법 비파괴시험으로 추정한 강도 값이 두 배 정도가 7일 재령에서 발휘된 것으로 어처구니없이 오버된 결과를 내고 있었다. 그런데 이와 같이 잘못된 재령 계수가 어느 한, 둘에 국한된 것이 아니고, 우리나라 거의 모든 진단기관이 이것을 이용하고 있으니 문제가 아닐 수 없다. 


결 언
결론적으로 재령 계수를 왜 하는지 근본을 이해하지 못하고 어느 한 사람의 잘못된 판단으로 단순히 숫자적인 미지 부분을 오버하여 발표한 것을 검증 없이 전국적으로 이용하고 있는 것이 문제이다. 즉, 하나의 규정을 실무에 활용하기 위하여는 학회 등 전문가집단에서 충분히 검토하도록 하는 조치는 반드시 필요하다. 따라서 <표 3>의 필자의 안과 같이 하루속히 슈미트 햄머법 비파괴시험의 재령 계수를 학회 등 전문가집단의 검토를 거쳐 올바른 강도 추정에 효율적으로 활용될 수 있기를 기대해 본다.

<표 2> 재령 계수(오버한 값)


<표 3>  령 계수(정상적인 값)