초음파 계측 기반 강재거푸집 내부 콘크리트 경화과정 모니터링 기법 제안

초록

본 연구에서는 강재거푸집 내 콘크리트의 경화과정을 모니터링 하기 위한 초음파 계측 기술을 제안하였다. 제안 기법은 센서 매립 및 거푸집에 변형을 가해야 하는 기존 기술과는 다르게 거푸집 내부 콘크리트에 어떠한 접촉 없이도 경화과정을 모니터링할 수 있는 장점을 가지고 있다. 두께 3 mm 강재 외면에서 215 kHz 대역의 초음파를 가진하고 강재-콘크리트 계면에서 전달되는 유도 초음파를 계측하여 내부 콘크리트에 대한 표면파 속도를 해석 할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 검증을 위하여 시뮬레이션과 mock-up 시편을 통한 실험적 검증을 수행한 결과, 콘크리트가 경화됨에 따라 강재에서 발생하는 유도 초음파가 콘크리트로 누설되어 초음파의 거동에 차이가 발생함을 확인하였다. 또한 해석을 통한 표면파 확인결과, 최대 오차 7.5 % (75 m/s)으로 내부 콘크리트의 경화과정 모니터링이 가능한 것을 확인하였다. 계측 최적화를 위한 추가 분석 결과, 최대 계측 수 5 개, 계측 간격 60 mm, 총 계측 길이 240 mm로 계측 환경을 개선할 수 있음을 확인하였다. 추후 현장 적용을 위한 계측 장비 개발 및 대형 실험체 실험을 통한 기술 개발을 통하여 제안 기술의 고도화를 실행할 계획이다.

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