[논문]휨하중을 받는 스마트 초고강도 섬유보강 콘크리트의 전기역학적 거동 조사

김태욱; 김민경; 김동주

doi:10.11112/jksmi.2022.26.5.57

휨하중을 받는 스마트 초고강도 섬유보강 콘크리트의 전기역학적 거동 조사
Investigation of the Electromechanical Response of Smart Ultra-high Performance Fiber Reinforced Concretes Under Flexural 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.26 no.5, 2022년, pp.57 - 65

김태욱 (세종대학교, 건설환경공학과) , 김민경 (세종대학교, 건설환경공학과) , 김동주 (세종대학교, 건설환경공학과, 철도인프라연구소)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 smart ultra-high performance fiber reinforced concretes (S-UHPFRCs)의 자기감지 능력을 검증하기 위해 인장과 압축 영역에서 휨 하중에 따른 S-UHPFRCs의 전기역학적 거동을 조사하였다. 휨 하중 하에서 S-UHPFRCs의 전기저항률은 초기균열 이후 다수의 미세균열을 보이는 변형-경화 거동으로 인해 계속해서 변화된다. 압축 영역에서 S-UHPFRCs의 전기저항률은 등가 휨 응력이 증가함에 따라 976.57에서 514.05 kΩ-cm로 (47.00%) 감소하였으며, 인장 영역에서는 979.61에서 682.28 kΩ-cm로 (30.40%) 감소하였다. S-UHPFRCs의 응력 민감도 계수는 압축 영역과 인장 영역이 각각 1.709와 1.098 %/MPa이다. S-UHPFRCs의 처짐 감지 능력은 압축 영역 (30.06 %/mm)이 인장 영역 (19.72 %/mm)보다 높았다. 초기 처짐 감지 능력은 측정 영역과 관계없이 처짐 감지 능력의 약 50%로 초기 처짐에 대한 우수한 감지 능력을 가지는 것으로 확인되었다. 휨 하중 하에서 S-UHPFRCs의 자기감지 능력은 압축 영역에서 더 높았으나 S-UHPFRCs는 건설 현장에 적용할 자기 감지 재료로 충분하다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated the electromechanical response of smart ultra-high performance fiber reinforced concretes (S-UHPFRCs) under flexural loading to evaluate the self-sensing capacity of S-UHPFRCs in both tension and compression region. The electrical resistivity of S-UHPFRCs under flexural continuously changed even after first cracking due to the deflection-hardening behavior of S-UHPFRCs with the appearance of multiple microcracks. As the equivalent bending stress increased, the electrical resistivity of S-UHPFRCs decreased from 976.57 to 514.05 kΩ(47.0%) as the equivalent bending stress increased in compression region, and that did from 979.61 to 682.28 kΩ(30.4%) in tension region. The stress sensitivity coefficient of S-UHPFRCs in compression and tension region was 1.709 and 1.098 %/MPa, respectively. And, the deflection sensitivity coefficient of S-UHPFRCs in compression region(30.06 %/mm) was higher than that in tension region(19.72 %/mm). The initial deflection sensing capacity of S-UHPFRCs was almost 50% of each deflection sensitivity coefficient, and it was confirmed that it has an excellent sensing capacity for the initial deflection. Although both stress- and deflection-sensing capacity of S-UHPFRCs under flexural were higher in compression region than in tension region, S-UHPFRCs are sufficient as a self-sensing material to be applied to the construction field.

주제어

표/그림 (12)

그림 Fig. 1 Typical electromechanical response of SH-FRCCs corresponding to different loads
그림 Fig. 2 The images of conductive functional fillers
표 Table 1 Composition of S-UHPFRCs(by weight ratio)
표 Table 2 Properties of conductive functional fillers
그림 Fig. 3 Specimen for investigation the electromechanical response under flexural loading
그림 Fig. 4 Test set-up for flexural test
그림 Fig. 5 The electromechanical response of S-UHPFRCs under flexural-compression and flexural-tension
표 Table 3 Test result of the electromechanical response of S-UHPFRCs under flexural loading
그림 Fig. 6 The conductive path of S-UHPFRCs under flexural
그림 Fig. 7 Stress versus FCR of S-UHPFRCs
그림 Fig. 8 Deflection versus FCR of S-UHPFRCs
표 Table 4 The self-sensing capacity of S-UHPFRCs under compression and tension

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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