최근에 건설분야 RC구조물의 시공도중 및 완공 이후에 이산화탄소 및 염소이온 등의 외기환경 노출과 콘크리트자체의 열화로 구조물의 사용성 및 구조성능 저하를 초래할 수 있다. 재료 및 시공적 측면에서 콘크리트의 탄산화 및 균열과 철근부식을 억제하고 제어할 수 있는 다양한 기술과 연구결과가 개발되고 소개되고 있다.
본 특집기사에서는 RC구조물을 건설하는데 있어 콘크리트의 내외부적인 요인에 의해 발생될 수 있는 열화와 그에 대한 대책과 관련된 최근기술 및 공법을 소개함으로써 관련기술에 관심을 갖고 있는 실무자나 연구자에게 유용한 자료를 제공하고자 한다. 첫째로, 동절기에 시공되는 옥외노출 콘크리트 수평부재에 동결융해로 인한 사용성 및 내구성 저하의 발생원인과 저감방법을 조사하는 기술을, 두번째로, 해상에 건설되는 콘크리트 토목구조물의 염해로 인한 콘크리트 및 철근의 열화요인과 대책에 대해 케이슨 구조물의 시공사례소개와, 마지막으로, 콘크리트의 수축에 의한 균열문제를 해결하기 위해 개발된 원통거푸집을 이용한 팽창콘크리트의 구속팽창 시험방법에 대한 개요와 활용사례에 대해 소개한다.
향후, 콘크리트 구조물의 열화에 따른 보수 및 보강에 관련된 첨단기술을 다시 소개하는 장을 마련할 수 있었으면 합니다.
본 고는 동절기 이후 무근 콘크리트의 상부에서 쉽게 발생하는 스케일링 현상에 주목하여 무근 콘크리트의 동해 발생원인을 고찰하고, 이에 대한 내구성을 향상시키기 위한 방안을 기존문헌조사를 통하여 1) 강도향상, 2) 진공배수공법 적용, 3) 흡수방지재 시공의 방법을 선정하였다. 그 후 각 방법의 동결융해저항성 향상 평가를 정량적으로 평가하기위하여 동결융해 시험을 통한 상대동탄성계수를 측정하였다. 그 결과 1), 2)번의 경우 동탄성계수가 약 15% 향상, 3)의 경우 강도에 따라 7~13%향상됨을 실험적으로 확인하였다. 따라서 상기의 방법 모두 무근 콘크리트의 동결융해 저항성 향상에 유효한 방법으로 판단되며, 이를 통해 무근콘크리트의 빈번히 발생하는 품질저하 및 이로인한 유지보수비용 절감을 도모할 수 있을 것으로 사료된다.
본 기사는 교량의 이음부(joint) 설계를 위한 새로운 구조적 퓨즈 개념을 다루고 있다. 제안하는 개념은 경제성, 명확한 하중경로, 그리고 지진 후 보수의 용이성 등을 포함한 여러 가지 장점을 가지고 있다. 기본적인 아이디어는 평상시의 사용 상태에서는 탄성거동을 할 수 있을 정도로 강하지만 동시에 주요 지진이 발생하였을 때는 파괴될 수 있을 정도로 약한 구조적 퓨즈를 설계하여 지진에너지가 퓨즈를 통과하지 못하도록 하겠다는 것이다. 두 가지의 대표적인 프로젝트를 소개하여 구조적 퓨즈의 개념이 실무에 어떻게 성공적으로 적용될 수 있었는지 보이고자 한다.
구조물에 최적화된 센서 배열(Sensor Array)을 수행하는 것은 센서 네트워크 설계에서 중요한 요소이다. 그러나 센서의 설치와 관리는 구조물이 처해 있는 환경이나, 경제성 그리고 센서의 주파수대역의 제한과 같은 다양한 원인으로 인해 매우 어려울 수 있다. 이 논문에서는 일반적인 문제와 환경에서 현재 사용되고 있는 물리적 센서 대용으로 가상 시각 센서(VVS: Virtual Visual Sensor)를 제안하였다.
가상 시각 센서는 설치가 간편하고 경제적이며 관리가 편하다는 큰 장점을 가지고 있다. 이러한 가상 시각 센서의 기본적인 아이디어는 최첨단 컴퓨터 시각 알고리즘과 마커 추출 기법의 적용으로 이루어진다. 이 연구에서는 가상 시각 센서를 이용하여 모드 형태와 주파수를 추출하는데 용이하다는 점을 보여주며 이를 구조물 건전성 모니터링에 적용할 경우 효율적이라는 점을 입증하였다.