본 연구의 목적은 콘크리트 재료 및 구조물의 균열 특성 평가에 활용되고 있는 확산초음파 기법의 적용 가능성을 검토하는데 있다. 이를 위한 첫 단계로 외부 환경에 따라 변화하는 콘크리트의 수분 함유량 변화를 묘사하여, 확산초음파 파라미터와 콘크리트 수분 함유량 사이의 상관관계 분석을 수행하였다. 실험실 환경에서 완전 건조된 실험체를 수중에서 포화시켜가며 콘크리트 함수율의 차이를 묘사하였으며, 콘크리트 내부에서 초음파의 산란 현상이 충분히 발생하는 500 kHz 주파수 대역대의 신호를 가진 및 분석하여 확산초음파 파라미터인 초음파 확산계수와 초음파 에너지 소산계수를 산정하였다. 콘크리트의 수분 함유량은 확산초음파 실험 시 실험체의 무게 변화를 통해 추정하였으며, 수분 함유량 증가에 따라 실험체에서 무게가 약 2.5 % 가량 증가한 것으로 나타났다. 콘크리트 실험체의 포화정도에 따라 초음파 확산계수는 지속적으로 증가하는 것으로 나타났으나, 변화율은 확산초음파 기법의 계측 오차 범위 내에 있었다. 반면에, 초음파 에너지 소산계수는 완전 포화된 콘크리트에서 완전 건조된 콘크리트 대비 약 120 % 증가하여, 수분함유량에 대해 민감한 것으로 나타났다. 따라서, 추후 확산초음파 기법을 활용하여 콘크리트 재료 및 구조물의 균열 특성 평가 시 함수율에 대한 고려가 필요할 것으로 사료된다.

최근 비파괴 시험 기법에서 일반적으로 활용되고 있는 50 kHz 내외의 Coherent wave 성분을 활용한 분석 기법이 아닌 150 kHz 이상의 고주파를 가진하여 Incoherent wave 성분 기반의 초음파 기법(확산초음파, 코다파 간섭 기법 등)을 통하여 콘크리트 재료 성능 평가 및 특성화 연구가 활발히 진행되고 있다. 비균질성 재료인 콘크리트 내부에서 회절, 산란, 반사 등을 일으키는 Incoherent wave 성분을 활용한 기법은 파장과 비슷하거나 작은 크기인 mm 규모의 미세균열 손상 평가에 강점을 갖고 있지만, mm 크기의 공극을 채우고 있는 수분 함유량에도 민감하게 변화하게 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서 는 완전 포화된 콘크리트를 건조 시키면서 콘크리트 내부의 수분 함유량과 확산초음파 파라미터의 변화를 비교분석하고자 한다.