Due to the sewer induced ground subsidence, there is an increasing demand for the advanced visual inspection technique for the existing sewer pipe structures. This study aim to develop a new condition assessment method using visual inspection device with automatic crack extracting and real-time gas monitoring systems for large diameter glass-fiber reinforced plastic sewer pipes. In this paper, a high-precision image capturing system that automatically extracts cracks in the large-diameter sewer pipes and sewage culverts with a diameter of 1,000 mm or more, and a real-time gas detection sensor for investigator safety were considered. By analyzing the module technology of the visual inspection device, the test device and their software for system integration were developed. It is expected that the developed technique inspecting conditions of the GFRP sewer pipes using the proposed visual inspection device in this study can be effectively used for various types of underground structures in the future.

Due to the sewer induced ground subsidence, there is an increasing demand for the advanced visual inspection technique for the existing sewer pipe structures. This study aim to develop a visual inspection device and real-time transmission system of inspection data with precisely evaluated structural and operational conditions of underground sewer pipe structures. In this paper, a high-precision image capturing system that automatically extracts cracks in the large-diameter sewer pipes and sewage culverts with a diameter of 1,000 mm or more, a real-time gas detection sensor for investigator safety were studied. By analyzing the module technology of the visual inspection device, the concept design for system integration was derived, and the real time transmission system of the inspection result was developed to establish the technical basis for the commercialized device. Also the crack detection test using crack calibration was carried out for the proposed image capturing camera system, and the position accuracy using L1 grade GPS module was tested in this study. The inspection technique of the existing structure condition using the visual inspection device in this study can be effectively used for various structures types and advanced composite structures in the future.

본 연구에서는 기존콘크리트와의 부착성능 및 수밀성을 향상하기 위해 기존의 현장에서 사용하는 초속경 시멘트에 PVA 분말수지, 나일론 섬유를 혼입한 보수재료를 개발하고 개발된 보수재료로 보수된 흄관의 보수 후 휨거동 평가를 수행하였다. 주요 실험변수는 PVA 분말수지, 나일론 섬유 혼입률 및 손상유형이며, 성능 실험으로는 압축강도와 보수재료 후 휨거동평가를 수행하였으며 개발된 보수재료는 PVA 분말수지 혼입량이 증가할수록 압축강도가 감소하는 경향이 나타났으며, 모든 배합에서 보수재료의 요구 성능을 충분히 만족하는 것으로 나타났다. 보수된 관 시험체들의 휨강도 실험결과, 나일론 섬유를 혼입하고 PVA분말을 적정량을 첨가하여야 보수재료의 성능이 최대가 되는 것으로 나타났다. 모든 시험체들의 휨거동은 다소 철근비가 작은 구조부재에서 나타나는 휨거동 양상을 보이는 것으로 나타나, 국내의 흄관에 배근되는 철선량이 다소 부족함을 추정할 수 있었다. 즉, 철선의 배근량이 다소 적어 콘크리트와 철선의 거동이 극한상태에 도달하기 전에 콘크리트에 균열이 발생되고 곧바로 콘크리트의 인장강도를 초과하여 파괴되는 것을 확인할 수 있었다.

콘크리트 구조물에서 균열은 수축, 수화열 및 외부하중 등에 의해 발생하는 불가피한 현상으로, 외부 유해인자를 콘크리트 내부로의 침투를 용이하게 하여 내구성을 크게 감소시킨다. 최근 스스로 균열을 치유하는 자기치유 콘크리트에 대한 연구가 활발히 수행되고 있다. 또한 콘크리트에 발생하는 균열을 제어하여, 그 성능을 극대화하기 위한 자기치유 섬유 보강 콘크리트의 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 PVA 섬유를 혼입한 자기치유 모르타르를 제작하였다. PVA 섬유 혼입율에 따른 압축강도 및 휨 성능 평가를 수행하였다. 또한, 흡수율 실험을 통해 자기치유 성능평가를 수행하였으며, 시간에 따라 균열 폭의 감소로 흡수되는 수분의 양이 감소하는 것을 확인하였다. 자기치유 생성물 분석을 통해 PVA 섬유 혼입에 의해 탄산칼슘 침전이 더 유리한 것으로 확인되었다.

내진 성능 학보를 위해서는 신축이음장치가 지진력에 대하여 적절한 변형이 발생하여 신축이음장치의 파괴를 방지하여야 하는데 최근에 국내에서 신축이음장치의 핑거부에 힌지를 설치하여 교축방향의 지진력에 대한 변위 저항성을 확보한 신제품이 개발되고 있다. 이에 본 논문에서는 가변형 핑거 조인트를 가지는 신축이음장치에 대하여 실물규모의 교축직각방향 하중에 대한 저항성을 실험적으로 평가하였다. 실험결과, 최대 수평변위는 기존 신축이음 실험체의 경우 약 21.1mm, 내진 신축이음 실험체의 경우 51.00mm로 나타났으며, 기존제품은 추가적으로 16.5mm의 솟음이 발생되었다. 기존 신축이음 실험체는 어느 정도의 교축직각 방향의 하중에 대하여 저항한 후, 핑거의 휨 및 전단 변형이 과도하게 발생되며 파단 현상이 발생할 가능성이 있을 것으로 추정된다. 반면에 내진 신축이음 실험체의 경우, 교축 직각방향의 하중에 대하여 하중에 대한 변형을 핑거의 힌지가 흡수하여 신축이음장치 및 상부구조에 응력을 발생시키지 않고 다만 하중 작용방향으로의 수평 변형만 발생시킬 것으로 예상된다.

탄소나노튜브는 고강도, 고내구성 콘크리트의 생산을 위한 새로운 재료 중 하나로 여겨지며, 많은 연구자들에 의하여 연구되고 있 다. 탁월한 열전도도는 향후 자가발열 콘크리트의 개발에 필수적이며, 이 연구에서는 다양한 목적을 갖는 콘크리트의 개발을 위한 역학적 특성 및 미세구조 분석을 실시하였다. CNT 첨가량은 시멘트 중량대비 0.115, 0.23, 0.46wt%로 하였다. 압축강도/휨강도 시험은 재령 3, 7, 28일에 실 시하였으며, 공극률은 MIP 시험을 통해 실시하였다. CNT 분산성 및 수화생성물 분석을 위하여, SEM 분석 및 열분석을 실시하였다. 그 결과, CNT 첨가에 따른 역학성능은 다소 감소하는 경향을 나타내었으나, 0.115wt% 첨가한 경우 플레인 배합과 동등 수준의 결과를 확인할 수 있었 다. 향후, 기존 콘크리트와 동일한 역학성능을 보유한 CNT 첨가 배합의 개발을 통한 발열성능 확보가 가능할 것으로 기대된다.

In this study, the compressive behavior of 55% HVFA(High Volume Fly Ash) concrete was performed by experiment with 6 RC columns. From the test results, it was shown that yield load of tied steel, yield load of longitudinal steel and ultimate loads are produced sequently. And there was no differences between ordinay concrete and HVFA concrete.

본 논문에서는 UHPC 바닥판과 강재 거더를 이용하여 합성보를 구성할 때, UHPC 바닥판의 높은 강도와 강성으로 인하여 합성보 구성 시에 강재 거더의 상부 플랜지를 없앤 역T형 거더를 적용하고자 하였다. 그러나 현재까지 강재 복부에 설치되는 전단연결재에 대한 거동, 역T형 강거더 합성보의 휨거동 특성 등은 실험 및 이론적으로 평가된 적이 거의 없는 실정이다. 이를 위하여 UHPC 압축강도, 전단연결재 간격 및 바닥판 두께 등을 변수로 하는 역T형 거더와 UHPC바닥판 합성보 16개의 휨거동 실험결과를 근간으로 하여 실험결과와 UHPC의 인장연화 거동을 고려한 재료모델 해석결과를 비교하였다. 역해석에 의한 인장연화곡선에서 UHPC의 인장강도는 6.57 MPa(120MPa의 경우) 및 9.57 MPa(150MPa의 경우)를 나타내고 있으며, 전단연결재 간격이 좁을수록 실험결과와 해석결과가 명확하게 근접하는 겻으로 나타났으며, 바닥 판 두께가 두꺼우며 UHPC 압축강도가 작을수록 동일한 경향이나, 이 영향은 다소 작은 것으로 나타났다. 따라서 실험결과와 해석결과를 종합 적으로 비교하면, UHPC 합성보의 실험결과와 해석결과는 비교적 잘 일치하고 있으므로 재료 실험으로부터 산정된 인장연화곡선은 UHPC의 실제 거동을 합리적으로 반영한다고 판단된다.

외부강선으로 보강된 철근콘크리트 보에 대한 기존 연구 대상은 과보강 철근콘크리트 보가 대부분이다. 그러나 이러한 저보강 철근콘크리트 보에 대한 외부 강선 보강은 보강 텐던의 양이 아주 적어서 외부 강선의 보강 효과를 명확하게 분석할 수 없다는 문제점이 있다. 이러한 이유로 본 연구에서는 손상된 저보강 철근콘크리트 보를 외부강선으로 보강한 경우를 선택하여 연구를 수행하고자 하였다. 따라서 본 연구에서는 실험을 통하여 보강 효과를 평가하고 적절한 보강방법을 찾기 위해서 7개의 실험 부재를 제작하여 휨거동 실험을 실시하였다. 실험 결과에 의하면, 강선량이 증가할수록 보강효과는 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 에폭시 레진으로 균열을 보수하면 그 효과는 더욱 커지는 것으로 나타났다. 또한 외부 강선의 극한응력에 대한 AASHTO 1994와 ACI-318 설계식은 실험결과와 잘 일치하지 않는 것으로 나타났다. 이러한 본 연구의 결과는 향후 손상된 철근콘크리트 보의 적정 보강 방법을 제시하는 데 효과적일 것으로 예상된다.

To evaluate the elasticity modulus of HVFA(High Volume Fly Ash) concrete, experiments were performed according to the ratio of fly ash usage and concrete compressive strength. Test results were shown that elasticity modulus of HVFAC was influenced by compressive strength, unit weight and fly ash usage ratio. And the existing codes of elasticity modulus had a large difference. So, new equation of elasticity modulus for HVFAC was proposed, and the proposed results had a good correlation with test results.

To evaluate the stress-strain relationship of HVFA(High Volume Fly Ash) concrete, experiments were performed according to the ratio of fly ash usage and concrete compressive strength. Test results were shown that elasticity modulus of HVFAC was influenced by compressive strength, elasticity modulus and fly ash usage ratio. And the existing equation of stress-strain relationship had a large difference. So, new equation of stress-strain relationship for HVFAC was proposed, and the proposed results had a good correlation with test results

본 연구에서는 콘크리트의 휨인장강도 특성과 함께 구콘크리트와 신콘크리트 사이의 부착강도 특성을 규명하고자 하였다. 구콘크리트와 신콘크리트를 이용하여 제작한 빔 시편 실험을 통하여 콘크리트와 콘크리트 사이의 부착강도 및 인장강도를 실험적으로 연구하였다. 신․구 콘크리트 사이의 부착강도는 인장강도에 비해 훨씬 작게 나타나며, 그 비율은 15～27% 범위이다. 또한, 신․구콘크리트 사이의 부착강도는 양생 조건에 영향을 받는 것으로 나타난다. 또한, 인장강도 실험자료의 분석으로부터 콘크리트의 휨인장강도를 예측할 때, ACI 363 위원회의 제안식을 적용하는 것이 가장 합리적이라고 사료된다.

유도초음파는 구조물의 기하학적인 구조를 따라 길이방향으로 전파하는 파로서 종파와 횡파가 구조물의 벽면사이에서 수많이 반사되어 중첩됨으로 형성된다. 이때 유도초음파는 일반적인 체적파(bulk wave : 무한매질을 진행하는 파)와는 매우 다른 특성을 가지는데, 그 대표적인 차이점으로 무한개의 유도초음파 모드가 존재한다는 점과 대부분의 모드는 진동수와 구조물 벽의 두께에 따라 전파속도가 변화하는 특성 즉 분산특성을 갖는다는 것이다. 그래서 유도초음파를 이해하고 비파괴탐상에 적용하기 위해서는 이론적으로 주어진 진동수영역에서 존재 가능한 모드를 찾고 각 모드의 분산특성을 예측하는 것이 우선적으로 행하여져야 한다. 이는 탄성파 이론에 대상구조물의 경계조건을 고려함으로 구할 수 있다. 유도초음파를 발생하기 위해 현재 많이 사용되는 방법은 초음파의 수직 및 사각 입사법과 comb transducer 법, 그리고 자왜(Magnetostriction)를 이용한 방법들이 있다.(7)-(9)이론적으로 예측된 무수히 많은 모드들 중에서 원하는 모드를 찾는 것 또한 중요한 연구주의 하나인데, 이는 각 모드의 분산특성과 산란특성 그리고 발생법 등을 고려하여 주어진 피검체의 비파괴탐상에 가장 적합한 특성을 가진 모드를 이론 및 실험적으로 연구함으로 선택할 수 있다. 그렇게 되면 선택되어 발생된 유도초음파모드의 전파경로에 있는 결함으로부터 반사된 신호를 분석함으로 그 위치를 파악할 수 있게 되는데 탐상할 수 있는 결함의 크기와 종류 그리고 거리는 모드선택과정에서 고려된 모드의 전파특성과 결함에 대한 민감도에 의해 결정되어 진다. 이와 같이 이론과 실험적인 방법이 주어져 있음에도 불구하고 유도초음파의 적용에 어려움이 있는데 이는 주로 분산성이 있는 여러 개의 모드가 동시에 수신될 때 신호해석과 모드확인(Mode Identi -fication) 의 어려움 때문에 기인된다. 수신신호해석의 어려움을 극복하기 위해 실험적으로는 위상속도와 진동수의 범위를 제한함으로 분산성이 적은 단일모드를 사용할 수 있는 방법이 제안된바 있다. 그리고 유도초음파를 진동수-시간 영역에서 분석하는 Wavelet Transform나 Short Time Fourier transforms와 같은 신호해석기법을 이용하여 수신신호를 해석하는 방법이 최근에 제안되고 있다. 유도초음파는 Fig. 1에 보인바와 같이 종파와 횡파가 구조물의 벽면사이에서 수많이 반사되어 중첩됨으로 형성되어 진다.초음파는 벽면에서 반사될 때 마다 횡파(점선)와 종파(실선)로 나누어지고 이들의 중첩되어 유도초음파를 형성한다

고성능 콘크리트의 자기수축은 초기균열을 유도할 수 있기 때문에 내구성 측면에서 매우 중요하다. 이에 따라, 본 연구에서는 실험을 통해 혼화재료를 혼입한 고성능 콘크리트의 자기수축 특성을 분석한 후 예측모델을 제안하였다. 이를 위해 다양한 실험변수를 가진 시편에 대해 광범위한 실험을 수행하였다. 주요 실험변수는 혼화재료의 종류 및 혼입률로 설정하였으며 물-시멘트비는 30%로 고정하였다. 실험결과 플라이애시를 치환한 경우에는 자기수축량이 다소 감소하였으며, 고로슬래그를 사용한 경우에는 자기수축이 증가하였다. 또한, 수축저감제 및 팽창재의 혼입량이 클수록 고성능 콘크리트의 자기수축은 감소하는 경향을 보였다. 한편, 본 논문에서는 회귀분석을 통해 혼화재료를 사용한 고성능 콘크리트의 자기수축 예측식을 제안하였으며, 제안된 자기수축 예측식은 실험결과와 비교적 일치하였다