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표면탄성파를 활용한 콘크리트 균열 보수 성능 평가 기법
Evaluation of Crack-Repairing Performance in Concrete Using Surface Waves 원문보기

Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute = 한국건설순환자원학회 논문집, v.5 no.4, 2017년, pp.496 - 502  

안은종 (울산과학기술원 도시환경공학부) ,  김현준 (울산과학기술원 도시환경공학부) ,  권성우 (울산과학기술원 도시환경공학부) ,  심성한 (울산과학기술원 도시환경공학부) ,  이광명 (성균관대학교 건설환경공학부) ,  신명수 (울산과학기술원 도시환경공학부)

초록
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본 연구의 목적은 콘크리트 구조물에 존재하는 균열의 깊이 및 보수 성능 평가에 표면탄성파 기반 비파괴 성능 평가 기술의 적용 가능성 및 유효성을 검토하는데 있다. 이를 위해, 콘크리트 배합비의 영향을 최소화하기 위하여 동일한 배합비와 서로 다른 균열 깊이(0, 15, 30, 45mm)를 가지는 사각형 모양의 표면탄성파 투과 시험용 실험체를 준비하였다. 투과계수와 스펙트럼에너지투과비는 표면탄성파 파라미터로써 본 연구에 균열 깊이 변화 및 보수 성능 평가에 활용하였다. 이 때, 균열 보수 성능평가를 위하여 실험체 균열면에 에폭시 주입 전/후로 각 5회씩 반복하여 표면탄성파 실험의 신뢰성을 높여주었다. 균열 깊이 증가에 따라 스펙트럼에너지투과비의 감소를 명확하게 확인하였다. 균열면이 완전하게 보수된 콘크리트 실험체에서 측정한 스펙트럼에너지투과비는 무균열 실험체에서 측정한 값에 대비하여 95% 수준으로 계측되어, 표면탄성파 기반 비파괴 시험 기법이 균열 보수 성능 평가 기술로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study is to investigate the applicability of surface-wave techniques for the evaluation of the crack-repairing performance of an epoxy injection method in concrete. In this study, box-shaped concrete specimens with four different crack depths were made with identical mix proporti...

주제어

#표면탄성파   #균열 깊이   #보수 성능   #비파괴 평가  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 2000). 이에 본 연구에서는 균열 깊이 변화와 보수 및 자기치유 성능에 활용되고 있는 표면탄성파 기법을 서로 다른 균열 깊이를 가진 실험체의 균열 보수 성능 평가에 관한 실험적 연구를 수행하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
콘크리트 구조물의 균열을 평가하는 방법 중 디지털 영상처리 기법의 특징은 무엇인가? 콘크리트 구조물의 균열을 평가하는 방법으로는 크게 디지털 영상 처리를 통해 외부의 균열 정보를 측정하는 방법과, 초음파를 활용하여 내부의 균열을 추정하는 기술로 구분된다. 디지털 영상처리 기법은 콘크리트 표면을 촬영한 사진으로부터 균열 폭 및 길이를 계산하며, 높은 편의성과 정확도로 널리 연구되고 있다(Kim et al. 2017a; Kim et al. 2017b). 하지만, 2D 영상 정보를 이용한다는 특성상, 균열 깊이 등의 종합적인 균열 상태 평가를 하기에는한계점을 가지고 있다. 반면에, 초음파 기반의 회절파 시간 측정법(TOFD법: Time of flight diffraction method), 표면탄성파 투과 기법, 확산초음파 등의 초음파 기반의 방법들이 연구되고 있는 실정이다(Ahn et al.
투과계수의 정량적인 균열 깊이 평가에 대한 단점을 보완하기 위한 방법은 무엇인가? 하지만, 투과계수는 주파수 의존적인 특성이 있어, 정량적인 균열 깊이 평가에 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여, 일정주파수 영역에서의 투과계수를 적분한 스펙트럼에너지라는 개념을 도입되었다(Shin et al. 2008).
회절파 시간 측정법의 단점은 무엇인가? 회절파 시간 측정법은 콘크리트와 같이 균열 선단이 잘 정의되지 않는 비균질성 재료에서 깊이가 10cm 이하의 균열을 평가하는데 변동성이 큰 단점이 있고, 확산초음파 기법은 실험체에서 측정하는 위치마다의 변동성이 큰 단점이 있다. 반면에, 표면탄성파기법은 가진원으로부터 연직 방향으로 한 파장 이내에 에너지가 집중되어 있는 성질을 가지고 있어, 표면탄성파의 투과 현상은 균열 깊이에 밀접하게 영향을 받는다(Ahn et al.
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참고문헌 (12)

  1. Aggelis, D.G., Shiotani, T. (2007). Repair evaluation of concrete cracks using surface and through-ransmission wave measurements, Cement and Concrete Composites, 29, 700-711. 

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  2. Aggelis, D.G., Shiotani, T., Polyzos, D. (2009). Characterization of surface crack depth and repair evaluation using Rayleigh waves, Cement and Concrete Composites, 31, 77-83. 

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  3. Ahn, E., Kim, H., Sim, S.H., Shin, S.W., Shin, M. (2017). Principles and applications of ultrasonic-based nondestructive methods for self-healing in cementitious materials, Materials, 10(3), 278. 

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  7. Graff, K.F. (1991). Wave Motion in Elastic Solids, Dover Publications, New York, NY, USA. 

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  10. Popovics, J.S., Song, W.J., Ghandehari, M., Subramaniam,K.V., Achenbach, J.D., Shah, S.P. (2000). Application of surface wave transmission measurements for crack depth determination in concrete, ACI Materials Journal, 97, 127-135. 

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  11. Shin, S.W., Min, J., Lee, J.Y. (2009). Effect of concrete compositions in energy transmission of surface waves for nondestructive crack depth evaluation, Journal of Materials in Civil Engineering, 22(7), 752-757. 

  12. Shin, S.W., Zhu, J., Min, J., Popovics, J.S. (2008). Crack depth estimation in concrete using energy transmission of surface waves, ACI Materials Journal, 105, 510-516. 

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