KR101600813B1 - Estimating methode for the status of bar steel arrangement in the concrete - Google Patents

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KR101600813B1 KR1020140048330A KR20140048330A KR101600813B1 KR 101600813 B1 KR101600813 B1 KR 101600813B1 KR 1020140048330 A KR1020140048330 A KR 1020140048330A KR 20140048330 A KR20140048330 A KR 20140048330A KR 101600813 B1 KR101600813 B1 KR 101600813B1
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Abstract

본 발명은 철근 콘크리트를 파괴하지 않고 철근 배근 상태에 관한 정보를 파악할 수 있는 철근 배근상태 추정방법과 그 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 철근의 배근상태 추정방법은, 기 철근 콘크리트 표면의 다수 위치에 인가된 전기신호의 응답신호 변화를 측정함으로써 콘크리트 내부의 철근 배근상태를 추정하는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to a method and apparatus for estimating a state of a reinforced concrete foundation capable of grasping information on a reinforced concrete state without damaging the reinforced concrete.
The method of estimating the state of the steel reinforcing bars according to the present invention is characterized by estimating the state of the reinforcing steel inside the concrete by measuring the change in the response signal of the electric signal applied to a plurality of positions of the surface of the steel reinforcing concrete.

Description

콘크리트 내부의 철근 배근 상태 추정방법{ESTIMATING METHODE FOR THE STATUS OF BAR STEEL ARRANGEMENT IN THE CONCRETE}BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention < RTI ID = 0.0 > [0001] < / RTI &

본 발명은 철근 콘크리트의 검사에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철근콘크리트를 파괴하지 않고 철근이 배근된 위치, 철근직경 및 철근이 매설된 콘크리트 피복두께와 같은 철근 배근 상태에 관한 정보를 파악할 수 있는 철근의 배근상태 추정방법과 그 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to inspection of reinforced concrete, and more particularly, to a reinforced concrete reinforced concrete And more particularly, to a method and apparatus for estimating the state of an abutment.

철근콘크리트는 콘크리트의 내부에 철근이 배열되어 콘크리트의 강도를 보강하도록 된 구조로서, 내구성 및 성형성의 장점으로 인해 현대의 건축에서 널리 사용되고 있다.Reinforced concrete is a structure that reinforces the strength of concrete by arranging reinforcing bars in the inside of concrete, and is widely used in modern construction due to its durability and moldability.

철근콘크리트 구조물은 우수한 내구성으로 인해 반영구적인 내구연한을 가진것으로 알려져 있지만, 실제 철근콘크리트 구조물은 표면의 균열이나 염소 이온, 이산화탄소 등이 표면으로부터 침투하여 내부에 배근된 철근의 부식을 촉진함으로써 그 내구성이 치명적으로 감소한다. Reinforced concrete structures are known to have a semi-permanent durability due to their excellent durability. However, in actual reinforced concrete structures, surface cracks, chlorine ions, and carbon dioxide penetrate from the surface to promote the corrosion of the reinforcing bars disposed therein, Fatal decrease.

콘크리트의 철근 부식 정도를 측정하는 것은 구조물의 안전성을 점검하기 위한 필수적인바, 대한민국 특허등록 제0867114호와, 제0822369호의철근콘크리트 구조물의 안전진단을 위한 철근부식 확인장치가 제안되었다.Measuring the degree of corrosion of reinforcing steel of concrete is essential for checking the safety of the structure, and Korean Patent Registration No. 0867114 and No. 0822369 propose a steel corrosion confirmation device for safety diagnosis of reinforced concrete structures.

특허등록 제0867114호의 장치는, 철근 외주연에 부착고정되어 철근의 부식에 따라 외측으로 만곡되게 변형되는 광섬유관과, 광섬유관 상단에서 광섬유로 빛을 발산하는 투광틀과, 광섬유로 빛을 감지하는 수광틀과, 광섬유를 통해 광속을 체크하여 변동시 이를 알리는 제어부로 이루어져 있다. 상기 장치에 따르면, 철근 외주연 사방에 각각 부착고정된 광섬유관이 철근의 부식으로 인해 외측으로 변형 만곡되면, 투광틀에서 발상되는 광속과 수광틀에서 감지되는 광속의 차이 여부를 감지하여 철근의 부식여부를 판단한다.The apparatus of Patent No. 0867114 includes an optical fiber tube which is fixedly attached to the outer periphery of the reinforcing bar and deformed outwardly according to the corrosion of the reinforcing bar, a projection frame that emits light from the top of the optical fiber tube to the optical fiber, A light receiving frame, and a control unit for checking the light flux through the optical fiber and notifying the light flux when the light flux changes. According to the above apparatus, when the optical fiber tube fixedly attached to the outer periphery of each of the reinforcing bars is deformed outward due to corrosion of the reinforcing bars, it is possible to detect the difference between the light fluxes sensed by the light transmitting frame and the light receiving frame, .

그리고, 특허등록 제0822369호의 장치는, 철근의 외부를 감싸도록 끼워지는 탄성재질의 내부캡과, 철근이 관통하는 관통공이 상하방향으로 형성되며 하측에 지지부재가 삽입되는 삽입부가 형성되어 내부캡의 외부를 덮도록 철근에 끼워지는 외부케이스를 포함하는 하우징과; 상기 외부케이스와 내부캡 사이에 설치되어 내부캡이 팽창하는 것을 측정하는 압력감지수단과, 상기 압력감지수단 연결된 제어유닛과, 상기 제어유닛과 연결된 출력수단으로 이루어진다. 상기 장치에 따르면, 철근에 녹이 발생하면, 녹에 의해 하우징의 내부캡이 팽창하고 이를 제어유닛이 감지하여 철근의 부식을 판단한다.In addition, the apparatus of Patent No. 0822369 has an inner cap of an elastic material to be fitted so as to enclose the outside of the reinforcing bar, a penetrating hole penetrating the reinforcing bar is formed in the vertical direction, A housing including an outer case which is fitted in the reinforcing bar so as to cover the outside; A pressure sensing means provided between the outer case and the inner cap for measuring expansion of the inner cap, a control unit connected to the pressure sensing means, and an output means connected to the control unit. According to the above apparatus, when rust is generated in the reinforcing bar, the inner cap of the housing expands due to rust, and the control unit senses the corrosion and judges corrosion of the reinforcing bar.

하지만, 이와 같은 장치들은 모두 콘크리트 내부에 설치해야 하는 바, 콘크리트 타설시 함께 설치될 수 있을 뿐, 설치된 콘크리트 내부의 진단에는 사용할 수 없는 문제가 있다. However, all of these devices must be installed inside the concrete, so that they can be installed only when the concrete is laid, but can not be used for diagnosis of the installed concrete.

따라서, 콘크리트 구조물을 파괴하지 않고, 구조물의 표면에서 철근의 배근 위치와 같은 철근의 내부 상태 정보를 파악할 수 있는 방법이 필요한 실정이다. Therefore, there is a need for a method that can grasp the internal state information of the reinforcing bars such as the position of the reinforcing bars at the surface of the structure without destroying the concrete structure.

대한민국 특허등록 제0867114호(발명의 명칭: 철근콘크리트 구조물의 안전진단을 위한 철근부식 확인장치)Korea Patent No. 0867114 (Name of invention: Rebar Corrosion Checking Device for Safety Diagnosis of Reinforced Concrete Structures) 대한민국 특허등록 제0822369호(발명의 명칭: 철근콘크리트 구조물의 안전진단을 위한 철근부식 확인장치)Korean Patent Registration No. 0822369 (Name of invention: Rebar Corrosion Checking Device for Safety Diagnosis of Reinforced Concrete Structures)

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 철근 콘크리트를 파괴하지 않고 철근이 배근된 위치와 같은 콘크리트 내의 철근 배근 상태에 관한 정보를 파악할 수 있는 철근의 배근상태 추정방법 및 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for estimating the state of a reinforcing bar, which can grasp information about a state of a reinforcing steel in a concrete such as a position where the reinforcing steel is placed without breaking the reinforcing concrete.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 철근의 배근상태 추정방법은, 상기 철근 콘크리트 표면의 다수 위치에 인가된 전기신호의 응답신호 변화를 측정함으로써 콘크리트 내부의 철근 배근상태를 추정하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of estimating the state of a reinforcing bar, comprising the steps of: estimating a state of a reinforcing steel in a concrete by measuring a response signal change of an electric signal applied to a plurality of positions of the surface of the reinforcing concrete .

또한 본 발명에 있어서, 상기 철근 콘크리트의 길이방향을 따라 평행하게 배열되는 제1위치에서의 응답신호 변화를 측정함으로써, 응답신호가 측정된 제1위치 하방에서의 철근 배근 여부를 추정할 수 있다.In the present invention, it is possible to estimate whether or not the reinforcing bars are placed under the first position at which the response signal is measured by measuring the response signal change at the first position arranged in parallel along the longitudinal direction of the reinforcing concrete.

또한 본 발명에 있어서, 길이방향을 따라 일정한 구간에 걸쳐 응답신호 변화가 측정된 경우, 변화가 측정된 상기 제1위치와 서로 다른 각도를 이루며 배열되는 제2위치에서의 응답신호 변화를 측정함으로써, 제2위치 하방에서의 철근 배향 방향을 추정할 수 있다.Further, in the present invention, when the response signal variation is measured over a predetermined interval along the longitudinal direction, by measuring the change in the response signal at the second position arranged at an angle different from the first position at which the change is measured, It is possible to estimate the direction of the steel bar orientation under the second position.

또한 본 발명에 있어서, 직하방에 철근이 배근되었다고 추정된 제1위치 또는 제2위치의 연장선 상에 서로 다른 구간 거리로 배열되는 제3위치에서의 응답신호 변화를 측정함으로써, 매설된 철근직경, 콘크리트 피복두께, 콘크리트 비저항, 철근 비저항 중 어느 하나를 추정할 수 있다.Further, according to the present invention, by measuring the response signal change at the third position arranged at different section distances on the extension line of the first position or the second position estimated to be reinforced immediately below the reinforcing bar, It is possible to estimate either the concrete coating thickness, the concrete resistivity, or the reinforcing resistivity.

또한 본 발명에 있어서, 아래의 비저항 추정모델(REM)을 이용하여 상기 응답신호의 변화를 해석하여 철근 배근상태를 추정할 수 있다.Further, in the present invention, it is possible to estimate the state of reinforcing steel reinforcement by analyzing the change of the response signal using the following resistivity estimation model (REM).

Figure 112014038426945-pat00001
Figure 112014038426945-pat00001

또한 본 발명에 있어서, 상기 비저항 추정모델(REM)은 콘크리트와 철근의 영향이 복합된 겉보기 비저항치와 콘크리트만의 비저항치와의 비를 나타내는 겉보기 비저항율을 이용하여 상기 응답신호의 변화를 해석할 수 있다.Also, in the present invention, the resistivity estimation model (REM) can analyze the change of the response signal by using the apparent resistivity ratio, which represents the ratio of the apparent resistivity of the concrete to that of the concrete alone .

한편, 본 발명에 따른 철근의 배근상태 추정장치는, 철근 콘크리트의 표면에 접촉하여 전기신호를 인가하고 응답신호를 수신하는 접촉부, 및 상기 접촉부에 연결되어 전기신호를 발생하고 수신되는 응답신호의 변화를 측정하는 측정본체를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for estimating an attitude of a reinforcing bar, comprising: a contact portion contacting a surface of a reinforced concrete to receive an electric signal and receiving a response signal; And a measurement body for measuring the measurement object.

또한 본 발명에 있어서, 상기 접촉부는 콘크리트의 표면에 전류를 인가하는 한 쌍의 전류 전극과, 인가된 전류에 따른 전압을 측정하는 한 쌍의 전압 전극일 수 있다.In the present invention, the contact portion may be a pair of current electrodes for applying a current to the surface of the concrete, and a pair of voltage electrodes for measuring a voltage in accordance with the applied current.

또한 본 발명에 있어서, 상기 측정본체는 응답신호가 출력되는 표시부를 구비할 수 있다. Also, in the present invention, the measurement body may include a display unit for outputting a response signal.

또한 본 발명에 있어서, 상기 표시부는 전극이 이동되어 설치되는 다수위치에서의 응답신호를 비교하여 출력할 수 있다.Also, in the present invention, the display unit can compare and output response signals at a plurality of positions where the electrodes are moved and installed.

또한 본 발명에 있어서, 상기 표시부는 응답신호가 수신되는 한 쌍의 접촉부 사이의 거리에 따른 철근 콘크리트의 길이방향 또는 폭방향으로 배열되는 다수위치에서의 응답신호를 비교하여 출력할 수 있다.Also, in the present invention, the display unit may compare and output response signals at a plurality of positions arranged in the longitudinal direction or the width direction of the reinforced concrete according to the distance between the pair of contact portions on which the response signal is received.

또한 본 발명에 있어서, 콘크리트 표면에서의 접촉부의 이동거리를 검출하는 센서모듈을 더 구비할 수 있다. Further, the present invention may further comprise a sensor module for detecting a moving distance of the contact portion on the concrete surface.

본 발명에 따른 철근 배근 상태 추정방법 및 장치는 다음과 같은 장점이 있다.The method and apparatus for estimating the state of the reinforcing steel according to the present invention have the following advantages.

첫째, 본 발명은 철근 콘크리트 구조물을 파괴하지 않고도 내부의 철근의 배근 위치를 파악할 수 있어 건축물의 안정성 검사에 손쉽게 사용될 수 있다.First, since the present invention can grasp the position of the reinforcement of the reinforcing bars without destroying the reinforcing concrete structure, it can be easily used for the stability test of the building.

둘째, 본 발명은 콘크리트 내부에서의 철근 배근 위치는 물론, 철근의 배양 방향, 철근직경, 및 철근이 매설된 콘크리트 피복두께도 파악할 수 있어, 외부에서 용이하게 콘크리트의 내부 구조를 분석할 수 있다.Second, the present invention can grasp not only the location of the reinforcing bars in the concrete but also the direction of the reinforcing bars, the diameter of the reinforcing bars, and the thickness of the concrete covering the reinforcing bars, thereby easily analyzing the internal structure of the concrete from the outside.

셋째, 본 발명은 철근의 배근 위치를 미리 파악함으로써, 이후 콘크리트 비저항과 철근의 부식여부를 진단하는 비저항 추정모델(REM)에 따른 추정값의 신뢰성을 높힐 수 있다. Third, the present invention can increase the reliability of the estimated values according to the resistivity estimation model (REM) for diagnosing the concrete resistivity and the corrosion of the reinforcing bars by grasping the position of the reinforcement of the reinforcing bars in advance.

도 1은 본 발명에 따른 철근의 배근상태 추정장치의 사용상태를 도시한 도면이다.
도 2는 철근 콘크리트의 표면에서의 전류 및 전압 전극 배치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 철근의 배근상태 추정장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 철근의 배근상태 추정방법의 흐름도이다.
도 5는 철근 콘크리트의 폭방향(Y축)에 평행하게 철근이 배근된 철근 콘크리트 표면에서의 응답신호의 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 따라 측정된 응답신호의 변화를 도시한 그래프이다.
도 7은 철근 콘크리트 폭방향(Y축)과 소정 각도로 이루며 철근이 배근된 철근 콘크리트 표면에서의 응답신호의 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7에서 철근 콘크리트 길이방향(X축)에 평행하게 배열된 제1위치에 서의 응답신호의 변화를 도시한 그래프이다.
도 9는 콘크리트 표면에서 도 8의 제1위치와 서로 다른 각도로 배열되는 제2위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9의 제2위치에서의 응답신호의 변화를 도시한 그래프이다.
도 11은 철근이 배근되었다고 추정된 위치에서 폭방향을 따라 서로 다른 간격으로 배열되는 제3위치에서의 응답신호 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 11의 제3위치에서 측정된 응답신호의 변화를 도시한 그래프이다.
도 13은 철근중심으로부터 거리에 따른 시료1~5 저항을 나타낸 그래프이다.
도 14는 비저항추정모델(REM)의 해석에 의해 철근직상부로부터의 거리에 따른 철근 콘크리트 피복두께의 영향을 설명하기 위한 그래프이다.
도 15는 비저항추정모델(REM)의 해석에 의해 철근직상부로부터의 거리에 따른 철근 직경의 영향을 설명하기 위한 그래프이다.
도 16은 비저항추정모델(REM)의 해석에 의해 철근직상부로부터 0.05m 떨어진 위치에서의 겉보기 비저항율의 변화를 도시한 그래프이다.
1 is a view showing a state of use of a device for estimating the state of an infeed of a reinforcing bar according to the present invention.
2 is a view showing the current and voltage electrode arrangement on the surface of the reinforced concrete.
3 is a block diagram of an apparatus for estimating the state of the steel bar according to the present invention.
4 is a flowchart of a method of estimating the state of the steel bars according to the present invention.
5 is a view for explaining the measurement of a response signal on a reinforced concrete surface in which reinforcing bars are arranged parallel to the width direction (Y axis) of the reinforcing concrete.
FIG. 6 is a graph showing a change in the response signal measured according to FIG.
7 is a view for explaining the measurement of a response signal on a reinforced concrete surface in which reinforcing bars are arranged at a predetermined angle with respect to the width direction of the reinforced concrete (Y axis).
FIG. 8 is a graph showing a change in the response signal at a first position arranged in parallel to the longitudinal direction of the reinforced concrete (X axis) in FIG.
Fig. 9 is a view for explaining a second position arranged at different angles from the first position in Fig. 8 on the concrete surface.
10 is a graph showing the change of the response signal at the second position in Fig.
11 is a view for explaining response signal measurement at a third position arranged at different intervals along the width direction at a position at which the reinforcing bars are assumed to be arranged.
12 is a graph showing a change in the response signal measured at the third position in Fig.
13 is a graph showing the resistance of the samples 1 to 5 according to the distance from the center of the steel bar.
FIG. 14 is a graph for explaining the influence of the thickness of the reinforced concrete coating depending on the distance from the upper portion of the reinforcing bars by the analysis of the resistivity estimation model (REM).
FIG. 15 is a graph for explaining the effect of the rebar diameter on the distance from the upper portion of the reinforcing bar by the analysis of the resistivity estimation model (REM).
16 is a graph showing the change in apparent resistivity at a position 0.05 m away from the upper portion of the reinforcing bar by analysis of the resistivity estimation model (REM).

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail. Prior to this, terms and words used in the present description and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should design the concept of the term appropriately in order to describe its own invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 철근의 배근상태 추정장치의 사용상태를 도시한 도면으로, 본 발명은 철근 콘크리트(30)의 표면에 접촉하는 접촉부(10)와, 접촉부(10)에 연결되는 측정본체(20)로 이루어진다.FIG. 1 is a view showing a state of use of an apparatus for estimating the state of a steel reinforcing bar according to the present invention. (20).

접촉부(10)는 철근 콘크리트(30)의 표면에 접촉하여 전기신호를 인가하고 응답신호를 수신하는 구성으로, 콘크리트(30)의 표면에 전류를 인가하는 한 쌍의 전류전극(12)과, 인가된 전류에 따른 전압을 측정하는 한 쌍의 전압전극(11)으로 이루어질 수 있다. 도 2는 철근 콘크리트의 표면에서의 전류 및 전압 전극 배치를 도시한 도면으로, 도 2에 도시된 바와 같이 전압전극(11)과 전류전극(12)은 철근 콘크리트(30)의 표면 일직선 상에 등간격(a)으로 배치되는데, 외측에 배치된 전류전극(12) 사이에 전압전극(11)이 배치되어, 전류(I)가 인가됨에 따라 전압(V)이 측정된다. The contact portion 10 is configured to contact the surface of the reinforced concrete 30 to receive an electric signal and receive a response signal. The contact portion 10 includes a pair of current electrodes 12 for applying current to the surface of the concrete 30, And a pair of voltage electrodes 11 for measuring a voltage in accordance with the applied current. 2, the voltage electrode 11 and the current electrode 12 are arranged on the surface of the reinforced concrete 30 in a straight line on the surface of the reinforced concrete 30, The voltage electrode 11 is disposed between the current electrodes 12 disposed outside and the voltage V is measured as the current I is applied.

측정본체(20)는 접촉부(10)에 연결되어 전기신호를 발생하고, 이로부터 수신되는 응답신호의 변화를 측정하는 구성으로, 이의 구성을 도시한 도 3을 참조하면 전원공급부(21), 저장부(22), 표시부(23), 제어부(24) 및 통신부(25)를 구비한다.Referring to FIG. 3 showing a configuration of the measuring body 20, a power supply unit 21, a storage unit 20, A display unit 23, a control unit 24, and a communication unit 25, as shown in Fig.

전원공급부(21)는 접촉부(10)의 전류전극(12)으로 전류를 공급하는 구성인데, 공급되는 전원은 교류 전원이 공급되어 임피던스에 따른 응답전압이 측정되는 것이 바람직하다.The power supply unit 21 supplies the current to the current electrode 12 of the contact unit 10. It is preferable that the supplied power source is supplied with the AC power and the response voltage corresponding to the impedance is measured.

저장부(22)는 철근콘크리트(30) 표면에 인가된 전류(I)의 크기 및 주파수, 응답신호인 전압(V)의 크기 및 주파수, 철근콘크리트(30) 표면에서의 전극(11,12)이 위치, 전극(11,12) 사이의 간격크기(a)가 저장되는 구성이다.The storage unit 22 stores the size and frequency of the current I applied to the surface of the reinforced concrete 30 and the magnitude and frequency of the voltage V as a response signal and the magnitudes and frequencies of the electrodes 11 and 12 on the surface of the reinforced concrete 30. [ And the size (a) of the gap between the electrodes 11 and 12 is stored.

제어부(24)는 인가된 전류정보와 응답신호인 전압정보를 저장부(22)에 저장하고, 저장부(23)에 저장된 전압의 변화량을 비교하여 표시부(23)로 출력하는 구성이다. 제어부(24)는 응답신호가 수신된 철근콘크리트(30)의 위치를 후술하는 센서모듈(50)로부터 수신하여 저장부(23)에 저장하고 표시부(23)로 출력하는데, 응답신호의 변화가 발생한 위치를 연산하여 표시부(23)에 입체적인 화면으로 출력할 수도 있다. The control unit 24 stores the applied current information and the voltage information, which is a response signal, in the storage unit 22, compares the amount of change in the voltage stored in the storage unit 23, and outputs the comparison result to the display unit 23. The control unit 24 receives the position of the reinforced concrete 30 from which the response signal is received from the sensor module 50 to be described later and stores it in the storage unit 23 and outputs the same to the display unit 23, And output it to the display unit 23 as a three-dimensional screen.

표시부(23)는 응답신호를 출력하는 구성으로 LCD, LED로 이루어진 화면일 수 있다. 출력의 형태는 철근콘크리트(30) 표면에서 측정된 하나의 응답신호의 수치이거나, 다수의 표면에서 측정된 복수의 응답신호를 비교하여 나타낼 수 있는데, 이에 대해서는 후술토록 한다. The display unit 23 may be a screen made up of an LCD and an LED so as to output a response signal. The form of the output can be a numerical value of one response signal measured on the surface of the reinforced concrete 30 or a plurality of response signals measured on a plurality of surfaces, which will be described later.

통신부(25)는 접촉부(10) 및 센서모듈(50)로부터 데이터를 송수신하기 위한 구성이다.The communication unit 25 is a structure for transmitting and receiving data from the contact unit 10 and the sensor module 50. [

센서모듈(50)은 콘크리트(30)의 표면에서 전극위치 및 간격크기(a)를 측정하기 위하여 구비되는 것으로, 전극(11,12)에 일체로 설치되거나 철근콘크리트(30)의 표면에 설치될 수 있다. 센서모듈(50)은 광 커플러와 같은 소자로 이루어질 수 있으며, 측정본체(20)의 통신부(24)에 연결되어 측정한 데이터를 전송한다. The sensor module 50 is provided for measuring the electrode position and interval size a on the surface of the concrete 30 and may be integrally installed on the electrodes 11 and 12 or installed on the surface of the reinforced concrete 30 . The sensor module 50 may be made of an element such as an optical coupler and connected to the communication unit 24 of the measurement body 20 to transmit the measured data.

도 4는 본 발명에 따른 철근의 배근상태 추정방법의 흐름도이고, 도 5는 철근 콘크리트의 폭방향(Y축)에 평행하게 철근이 배근된 철근 콘크리트 표면에서의 응답신호의 측정을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 4,5를 참조하여 철근콘크리트 내부 철근의 배근상태를 추정하는 방법을 이하 설명한다.FIG. 4 is a flowchart of a method of estimating the state of the steel reinforcing bars according to the present invention, and FIG. 5 is a view for explaining the measurement of response signals on a reinforced concrete surface in which reinforcing bars are arranged parallel to the width direction (Y axis) to be. Hereinafter, a method of estimating the state of the reinforcement of the reinforcing bars of the reinforcing concrete will be described with reference to FIGS.

측정하고자 하는 철근콘크리트(30)의 표면에 전압 및 전류전극이 설치되는데(S100), 도 2 및 5에 도시된 바와 같이, 외측에 배치된 전류전극(12) 사이에 전압전극(11)이 직선을 이루며 설치된다.Voltage and current electrodes are installed on the surface of the reinforced concrete 30 to be measured (S100). As shown in Figs. 2 and 5, the voltage electrode 11 is arranged between the current electrodes 12 disposed on the outside, Respectively.

그런 다음, 측정본체(20)의 전원공급부(21)로부터 철근콘크리트(30)의 표면에 전류(I)가 인가되어 응답신호인 전압(V)이 측정되는데(S200), 이때 관련 데이터 즉, 인가된 전류(I)의 크기 및 주파수, 응답신호인 전압(V)의 크기 및 주파수, 철근콘크리트(30) 표면에서의 전극 위치, 및 전극 사이의 간격크기(a) 등은 측정본체(20)의 저장부(22)에 저장된다. Then, a current I is applied to the surface of the reinforced concrete 30 from the power supply unit 21 of the measuring main body 20 to measure a voltage V as a response signal (S200). At this time, The magnitude and frequency of the voltage V as the response signal, the electrode position on the surface of the reinforced concrete 30 and the gap size a between the electrodes, And is stored in the storage unit 22.

측정이 완료되면, 도 5에 도시된 바와 같이 콘크리트(30)의 길이방향(도 5의 X축)을 따라 상기 단계(S100 및 S200)를 반복하여, 길이방향을 따라 다수개로 평행하게 배열되는 제1위치(L1,L2,...LN)에서의 응답전압(V)을 측정한다(S300). 5, the steps S100 and S200 are repeated along the longitudinal direction of the concrete 30 (X-axis in FIG. 5) to form a plurality of parallel- The response voltage V at the 1 position (L 1 , L 2 , ... L N ) is measured (S 300).

이때, 이동되는 전극위치는 센서모듈(50)에 의해 측정되어, 응답전압(V)과 함께 측정본체(20)로 전송되고, 길이방향에 따라 측정이 완료되면 제어부(24)는 측정된 응답전압(V)을 비교하여 표시부(23)로 출력한다. 출력의 형태는 수치로 나열하거나 그래프로 출력할 수 있는데, 도 6에는 상기 제1위치에 따라 측정된 응답전압(V)의 변화가 그래프로 도시되어 있다. At this time, the position of the moved electrode is measured by the sensor module 50 and is transmitted to the measurement main body 20 together with the response voltage V. When the measurement is completed along the length direction, (V), and outputs the result to the display unit 23. The shape of the output can be listed as a numerical value or output as a graph. FIG. 6 is a graph showing a change in the response voltage V measured according to the first position.

제1위치(L1,L2,...LN)에서의 응답전압(V)이 측정되면, 비저항 추정모델 (REM: Resistivity Estimation Method)을 이용하여 철근(40)이 매설된 위치를 추정할 수 있다. When the response voltage V at the first position L 1 , L 2 , ..., L N is measured, the position where the reinforcing bars 40 are buried is estimated using a resistivity estimation method (REM) can do.

비저항 추정모델(REM)은 비저항의 매질로 이루어진 반무한의 공간인 콘크리트 내에 철근(40)과 같은 원통형 모델이 콘크리트 표면으로부터 소정 깊이에 묻혀 있을 때, 철근(40)이 매설된 콘크리트 표면에 공급한 전류(I)에 의해 발생하는 응답전압(V)을 이론적으로 산출할 수 있는 아래와 같이 표현되는 수학적 모델이다. The resistivity estimation model (REM) is a method in which, when a cylindrical model such as a reinforcing bar (40) is buried at a predetermined depth from a concrete surface in a semi-infinite space composed of a medium of resistivity, Is a mathematical model which can theoretically calculate the response voltage V generated by the current I as follows.

Figure 112014038426945-pat00002
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위 비저항 추정모델(REM)를 이용하면, 측정영역에서 철근(40)의 영향, 즉 콘크리트와 철근의 영향이 복합된 겉보기 비저항치와 콘크리트만의 비저항치와의 비인 겉보기 비저항율의 차이에 따른 응답전압(V)의 변화를 측정함으로써 철근(40)이 매설된 위치를 추정할 수 있다. Using the above resistivity estimation model (REM), the response voltage () of the apparent resistivity ratio, which is the ratio of the apparent resistivity of concrete combined with the effect of reinforcing steel to the specific resistance of concrete, V) of the reinforcing bar 40 can be estimated.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이 콘크리트의 중앙인 N/2 지점에서는 철근(40)의 영향이 증가하여 겉보기 비저항율도 작아져 응답전압(V)이 작은 반면에, 이외의 영역(0~N/2 , N/2 ~N)에서는 철근(40)의 영향정도가 극미하여 겉보기 비저항율이 커서 응답전압(V)이 크게 된다. 따라서, 응답전압(V)의 변화가 발생한 N/2지점 하방에서 철근의 배근을 추정할 수 있다. That is, as shown in FIG. 6, at the N / 2 point of the center of the concrete, the influence of the reinforcing bars 40 is increased to decrease the apparent resistivity ratio, so that the response voltage V is small, 2, N / 2 to N), the influence of the reinforcing bar 40 is minimal, and the apparent resistivity ratio is large, so that the response voltage V is large. Therefore, the roots of the reinforcing bars can be estimated below the point N / 2 where the change in the response voltage V occurs.

한편, 콘크리트의 폭방향(Y축)에 평행하게 철근이 매설된 도 5와 달리, 도 7은 폭 방향(Y축)과 소정 각도(K)를 이루며 수평방향으로 경사지게 배근된 철근(40)이 도시되어 있다. In contrast to FIG. 5 in which a reinforcing bar is embedded parallel to the width direction of the concrete (Y axis), FIG. 7 shows a reinforcing bar 40 formed at a predetermined angle K from the width direction (Y axis) Respectively.

도 7의 경우, 제1위치(L1,L2,...LN)에서의 응답전압(V) 측정 시 경사지게 배근된 철근(40)으로 인해, 도 8에 도시된 바와 같이 콘크리트 길이방향을 따라 일정한 구간(N/3 ~ 2N/3)에 걸쳐 응답신호의 변화가 측정된다. 본 발명에 따르면, 도 9에 도시된 바와 같이 변화가 측정된 철근 콘크리트 표면에서 상기 제1위치(L1,L2,...LN)와 서로 다른 각도를 이루는 제2위치(θ1,.θK,.θN)에 전극(11,12)을 설치하여 응답전압(V) 변화를 측정한다. 도 10에는 제2위치(θ1,.θK,.θN)에서 측정된 응답전압(V)의 변화가 그래프로 도시되어 있다. In the case of FIG. 7, due to the reinforcing bars 40 inclined at the time of measuring the response voltage V at the first positions L 1 , L 2 , ... L N , A change in the response signal is measured over a predetermined interval (N / 3 to 2N / 3). According to the present invention, as shown in FIG. 9, at a second position (? 1 ,? 2 , ..., L N ) at different angles from the first position (L 1 , L 2 , theta] K , [theta] N , and the change in the response voltage V is measured. 10, a change in the response voltage V measured at the second position (? 1 ,.? K ,.? N ) is shown graphically.

제2위치(θ1,.θK,.θN)에서의 응답전압(V)이 측정되면, 상술한 비저항 추정모델(REM)을 이용하여 철근(40)의 배향각을 추정할 수 있다. When the response voltage V at the second position? 1 ,.? K ,.? N is measured, the orientation angle of the reinforcing bars 40 can be estimated using the above-described resistivity estimation model (REM).

즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 철근(40)의 경사각(K)과 동일하게 배향된 영역에서 철근(40)의 영향이 증가하여 겉보기 비저항율도 작아져 응답전압(V)이 작은 반면에, 이외의 영역(0~θKKN)에서는 철근(40)의 영향정도가 극미하여 겉보기 비저항율이 커서 응답전압(V)이 크게 된다. 따라서, 응답전압(V)의 변화가 발생한 경사각(K)으로 철근의 배향을 추정할 수 있다. 10, the influence of the reinforcing bar 40 is increased in an area oriented in the same direction as the inclination angle K of the reinforcing bars 40, so that the apparent resistivity ratio is also small and the response voltage V is small. On the other hand, (0 to? K ,? K to? N ), the degree of influence of the reinforcing bars 40 is extremely small, and the apparent specific resistance ratio is large and the response voltage V is large. Therefore, the orientation of the reinforcing bars can be estimated with the inclination angle K at which the change in the response voltage V occurs.

한편, 본 발명에서의 콘크리트(30)의 길이방향이라 함은, 응답전압(V)의 급격한 변화(도 6참조)가 측정되는 방향(도 5의 X축)으로서, 응답전압(V)의 변화가 미미한 타측 방향(도 5의 Y축)과 구별되는데, 이는 최초 콘크리트 표면에서 양 방향 측정을 통해 구분할 수 있다. On the other hand, the longitudinal direction of the concrete 30 in the present invention refers to a direction in which the response voltage V changes (see FIG. 5) as a direction in which a sudden change in the response voltage V (Y-axis in FIG. 5), which can be distinguished from the initial concrete surface by two-directional measurement.

철근(40)의 매설위치와 배향각이 추정되면 그 하부에 매설된 콘크리트 피복두께와 철근(40) 직경 또한 추정할 수 있다. If the buried position and the orientation angle of the reinforcing bars 40 are estimated, the thickness of the concrete covering and the diameter of the reinforcing bars 40 can be estimated.

제1위치(L1,L2,...LN)의 측정에 따라 철근(40)이 배근되었다가 추정된 콘크리트 표면에서, 제2위치(θ1,.θK,.θN)의 측정을 통해 직하방에 철근이 배근되었다고 추정된 콘크리트(30) 표면에 전극을 배치한 후(S400), 폭방향(Y축)을 따라 배열되는 제3위치(M1,M2,...MN)에서의 응답전압(V)을 측정한다(S500). 제3위치(M1,M2,...MN)는 제1위치 또는 제2위치의 연장선 상에, 도 11에 도시된 바와 같이, 서로 다른 간격(a1<a2<a3)으로 배열된다. 제3위치(M1,M2,...MN)에서의 측정이 완료되면, 제어부(24)는 측정된 응답전압(V)을 비교하여 표시부(23)로 출력한다. The first position estimate from the concrete surface has a reinforcement (40) has reinforcement in accordance with the measurement of the (L 1, L 2, ... L N), a second position (θ 1, K .θ, .θ N) After arranging the electrodes on the surface of the concrete 30 where the reinforcing bars are assumed to have been placed in the direct lower portion through the measurement (S400), the third positions M 1 , M 2 , ... arranged along the width direction (Y axis) M N ) is measured (S500). The third positions M 1 , M 2 , ..., M N are formed on the extension line of the first position or the second position with different intervals (a 1 <a 2 <a 3 ) . When the measurement at the third position (M 1 , M 2 , ... M N ) is completed, the control unit 24 compares the measured response voltage V and outputs it to the display unit 23.

도 12는 도 11을 통해 측정된 응답전압(v)의 변화를 도시한 그래프이다. 도 12를 참조하면, 전압전극(11)의 간극이 a1,a2인 경우는 응답전압의 변화가 적으나, 간격이 a3로 되면 철근(40)의 영향으로 응답전압(V)의 상당한 변화가 있음이 도시되어 있다. 이 역시, 비저항 추정모델(REM)의 해석에 의해, 전극 간격크기(a)에 따른 철근(40)의 영향에 따른 것이다. FIG. 12 is a graph showing a change in the response voltage v measured through FIG. 12, when the gap of the voltage electrode 11 is a1 and a2, the change in the response voltage is small, but when the gap is a3, there is a considerable change in the response voltage V due to the influence of the reinforcing bars 40 Respectively. This is also due to the influence of the reinforcing bars 40 according to the electrode interval size a by the analysis of the resistivity estimation model (REM).

즉, 전극간격이 좁은 a1,a2에서는 측정영역에 포함되는 철근의 영향정도가 극미하여 겉보기 비저항율이 커서 응답전압(V)이 크지만, 전극간격이 넓은 a3에서는 측정영역에 포함되는 철근의 영향이 증가하여 겉보기 비저항율도 작아져 응답전압(V)이 작다. 이와 같은 응답전압(V) 변화의 측정을 통해, 철근직경과 콘크리트 피복두께를 추정할 수 있는데, 이는 후술하는 실험예에서 자세히 설명된다.That is, in a1 and a2 where the electrode interval is narrow, the influence of the reinforcing bars included in the measurement region is minimal, and the apparent specific resistance rate is large and the response voltage V is large. However, The apparent resistivity ratio is also reduced and the response voltage V is small. By measuring the variation of the response voltage (V), it is possible to estimate the rebar diameter and the concrete covering thickness, which will be described in more detail in Experimental Examples to be described later.

본 발명에 따르면, 비저항 추정모델 (REM)을 이용하여 철근(40)이 매설된 콘크리트의 표면에서 겉보기 비저항치에 미치는 철근의 영향을 분석함으로써 철근의 배근 상태 즉, 철근의 위치, 배향방향을 물론, 철근직경 및 철근이 매설된 피복두께 등에 대해 보다 신뢰성있는 추정을 할 수 있다.According to the present invention, by analyzing the influence of the reinforcing bars on the apparent resistivity values at the surface of the concrete in which the reinforcing bars 40 are buried using the resistivity estimation model (REM), it is possible to determine the reinforcing rods, A more reliable estimation can be made on the diameter of the reinforcing bar and the thickness of the coating embedded with the reinforcing bars.

<실험예><Experimental Example>

물시멘트비(W/C=60)인 모르타르를 사용하여 철근콘크리트 시료를 제작하였다. 모르타르는 포틀랜트 시멘트와 강모래를 사용하고 타설 24시간 후 탈형하여 수중 20°온도에서 45일간 양생하였다. 철근은 콘크리트의 중앙 직하방에 길이방향으로 나란하게 배근하되, 아래 표1에 도시된 바와 같이 피복두께(T)과 직경()을 달리하여 5종류의 시료를 제작하였다. The mortar with water cement ratio (W / C = 60) was used to make a reinforced concrete sample. Mortar was cemented for 45 days at 20 ° C in water using portland cement and steel sand, demisting after 24 hours of casting. Five types of specimens were fabricated by varying the coating thickness (T) and diameter () as shown in Table 1 below, in which the reinforcing bars were laid longitudinally in the longitudinal direction of the concrete.

Figure 112014038426945-pat00003
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측정전극은 비저항 8.3×10-6의 전도성 겔을 직경 3mm정도의 넓이로 시료 표면의 측정위치에 도포하고, 그 위에 직경1mm 동선을 올려놓고 전극이 움직이지 않도록 고정하였다. 전극은 외측에 두 개의 전류전극과 내측에 두 개의 전위전극을 직선상에 배치하되 등간격(a)으로 설치하여 측정하였다. 전극은 철근의 직상부를 중심으로 좌우 0.14m로 측정범위를 설정하였다. 또한, 전극 간격(a)을 20, 30, 40mm로 달리하여 측정하였다. 주파수가 100 Hz인 1mA의 교류전원을 시료에 인가하여 전압전극을 통해 응답신호를 측정하여, 철근중심으로부터 거리에 따른 저항을 나타낸 결과가 도 13이다. 도 13에 나타난 바와 같이, 철근 직상부에서의 저항은 각 전극간격에서 가장 낮은 비저항을 보였다. 이것은 철근 직상부가 콘크리트만이 존재하는 바깥쪽의 영역보다 비저항이 낮은 철근의 영향을 가장 크게 받고 있음을 나타내는 것으로, 콘크리트 표면에서 전기 응답신호의 측정으로 철근 배근 위치를 추정할 수 있었다.
The measuring electrode was coated with a conductive gel having a specific resistance of 8.3 × 10 -6 at a measurement position on the surface of the sample with a width of about 3 mm and a copper wire having a diameter of 1 mm was placed thereon and fixed so that the electrode did not move. The electrodes were arranged with two current electrodes on the outer side and two potential electrodes on the inner side with a constant spacing (a). The measurement range of the electrode was set to 0.14m on the right and left sides of the straight portion of the reinforcing bar. The electrode interval (a) was measured at 20, 30, and 40 mm, respectively. 13 shows a result of measuring a response signal through a voltage electrode by applying a 1-mA AC power source having a frequency of 100 Hz to a sample, and showing the resistance according to the distance from the center of the reinforcing bar. As shown in Fig. 13, the resistance at the upper portion of the reinforcing bar showed the lowest specific resistance at each electrode interval. This indicates that the reinforcing bars are most affected by the reinforcing bars with lower resistivity than the areas with the reinforcing bars directly on the concrete. The position of the reinforcing bars can be estimated by measuring the electrical response signals on the concrete surface.

<비저항 추정모델(REM)에 따른 콘크리트 내부 철근 상태 해석><Analysis of Reinforcing Behavior of Concrete According to Resistivity Estimation Model (REM)>

비저항 추정모델(REM)을 이용하여 콘크리트 내부 철근 상태를 아래와 같이 해석하였다. 먼저, 철근길이 방향과 측정전극을 평행하게 배열시키는 것으로 가정하고 철근직상부에서 원거리로 측정위치가 이동할 때의 상대적 위치관계에 따른 응답전압 및 저항의 변화를 검토하였다. 해석조건은 콘크리트의 비저항을 100Ω·m로, 철근의 비저항을 0Ω·m로 가정하고 1mA의 전류를 측정위치에 통전시키는 것으로 가정하였다. 측정위치는 철근직상부를 중심으로 좌우 0.2m의 거리내 (-0.2m ~ +0.2m)를 측정범위로 설정하였다.
Using the resistivity estimation model (REM), the state of the concrete inside the concrete was analyzed as follows. First, it is assumed that the longitudinal direction of the reinforcing bars and the measuring electrodes are arranged in parallel, and the change of the response voltage and resistance according to the relative positional relation when the measurement position is moved from the upper portion of the reinforcing bar is examined. Assuming that the resistivity of the concrete is 100 Ω · m and the specific resistance of the reinforcing bar is 0 Ω · m, the analysis condition is assumed to be 1 mA of current at the measurement site. The measurement range was set within the range of -0.2m to +0.2m (0.2m) to the left and right of the reinforcing bar.

1. 콘크리트 피복두께에 의한 영향1. Effect of Concrete Coating Thickness

철근직경은 Φ10(0.01m)로, 콘크리트 피복두께는 d10(0.01m), d20(0.02m) 및 d30(0.03m)로 변화시켜 응답전압 및 저항을 추정하였다. 전극간격은 0.01m, 0.03m 및 0.05m로 3간격으로 설정하였다.The response voltage and resistance were estimated by changing the reinforcing bar diameter to Φ10 (0.01m) and the concrete covering thickness to d10 (0.01m), d20 (0.02m) and d30 (0.03m). The electrode spacing was set at three intervals of 0.01 m, 0.03 m, and 0.05 m.

먼저 도 14의 a)는 d10-Φ10 (피복두께 d=0.01m, 철근직경 Φ=0.01m)의 응답전압에 대한 해석결과로서, 철근중심으로 측정위치를 이동함에 따라 응답전압이 감소하고 철근부근에서 급격히 낮아져 철근직상부에서는 응답전압이 최저치를 나타내고 있다. 하지만 측정위치가 철근직상부에서 먼 ±0.2m의 위치로 이동할수록 응답전압이 일정한 값에 수렴하고 있다. First, Fig. 14a shows the result of analysis of the response voltage of d10-Φ10 (coating thickness d = 0.01m, rebar diameter Φ = 0.01m). As the measurement position moves to the center of the reinforcing bar, the response voltage decreases, And the response voltage at the top of the reinforcing bar is the lowest. However, the response voltage converges to a constant value as the measurement position moves to the position of ± 0.2 m distant from the top of the reinforcing bar.

이는 모든 전극간격에 유사한 경향을 보이며 철근의 영향이 철근부근에 가까워짐에 따라 급격히 증가하고, 멀어짐에 따라 철근의 영향이 감소되어 콘크리트만의 영향이 남는다는 것을 확인할 수 있다. This shows that all of the electrode intervals show similar tendency, and that the influence of the reinforcing bars increases rapidly as they approach the vicinity of the reinforcing bars, and that the influence of the reinforcing bars decreases as the distance increases.

도 14의 c)와 e)에서는 피복두께가 증가함에 따라 철근직상부에서의 응답전압이 증가하고 있는데 이것은 피복두께 증가에 의해 측정영역 내 철근의 영향이 감소하고 콘크리트의 영향이 증가한 결과로 해석할 수 있다. 하지만 측정위치가 바깥영역으로 이동하면 콘크리트만의 영향에 의해 전극간격별 일정한 값에 수렴하고 있다는 것을 알 수 있다.14 (c) and (e)), the response voltage at the top of the reinforcing bars increases as the covering thickness increases. This is because the influence of the reinforcing bars in the measuring area decreases and the effect of the concrete increases due to the increase of the covering thickness . However, it can be seen that when the measurement position moves to the outer region, it converges to a constant value according to the electrode interval due to the influence of the concrete only.

다음은 그림 도 14의 b), d) 및 f)의 콘크리트 피복두께 변화에 따른 겉보기비저항의 해석결과를 살펴보면 측정위치에 따른 겉보기비저항의 변화에서도 철근직상부에서 원거리로 이동함에 따라 측정 영역내 철근의 영향은 감소하고 콘크리트의 영향만 남아 모든 전극간격의 겉보기비저항이 콘크리트의 비저항 100Ω·m에 수렴하고 있다는 것을 알 수 있다. As shown in Fig. 14 (b), (d), and (f) of Fig. 14, the apparent resistivity changes according to the change in the concrete covering thickness indicate that the apparent resistivity changes depending on the measurement position, , The influence of concrete is reduced and only the apparent resistivity of all the electrode intervals converges to the resistivity of 100 Ω · m of the concrete.

또한 피복두께의 증가에 따라 전극간격별 겉보기비저항의 해석치도 응답전압의 결과와 같이 비저항측정 영역내 철근의 영향이 감소하고 콘크리트의 영향이 증가하고 있음을 보여준다.
Also, it is shown that the influence of reinforcing bars in the resistivity measurement area decreases and the effect of concrete is increased as the result of the analysis of the apparent resistivity of the electrode relative to the increase of the coating thickness.

2. 철근직경에 의한 영향2. Influence of reinforcing bar diameter

피복두께를 d30(0.03m)로 가정하고 철근의 직경을 Φ13(0.013m), Φ19(0.019m) 및 Φ25(0.025m)로 변화시켜 측정위치에 따른 응답전압 및 겉보기비저항을 추정하였다. 전극간격은 0.02m, 0.03m 및 0.04m로 설정하였다. 도 15의 a), c) 및 e)에서 보는 것과 같이 응답전압의 변화는 철근직경이 증가하고 철근부근에 가까워짐에 따라 응답전압이 작아지고 있다. 이것은 측정영역내 철근의 기하학적 영역이 증가한 것에 기인한 것으로, 반대로 철근직상부에서 멀어질수록 철근의 영향이 감소하고 콘크리트만의 영향이 나타나 응답전압은 전극간격별 일정한 값에 수렴하고 있다. The response voltage and the apparent resistivity were estimated by changing the diameter of the reinforcing bars to Φ13 (0.013m), Φ19 (0.019m) and Φ25 (0.025m) assuming the thickness of the coating to be d30 (0.03m) The electrode spacing was set to 0.02 m, 0.03 m and 0.04 m. As shown in Figs. 15 (a), (c) and (e), the response voltage decreases as the diameter of the reinforcing bars increases and approaches the vicinity of the reinforcing bars. This is due to the increase of the geometric area of the steel in the measurement area. Conversely, as the distance from the upper part of the steel reinforcement decreases, the influence of the reinforcing steel decreases and the influence of concrete only appears.

겉보기비저항의 변화는 도 15의 b), d) 및 f)에서 보는 바와 같이 철근부근에서는 철근의 직경이 증가함에 따라 응답전압의 변화처럼 측정영역내 철근의 영향증가로 겉보기비저항이 작아지고 있다. 하지만 철근에서 멀어질수록 콘크리트의 영향만이 측정에 영향을 미쳐 전체 전극간격에서 그림 도 15의 b), d) 및 f)에서와 같이 콘크리트 비저항인 100Ω·m에 수렴하고 있음을 알 수 있다.
As shown in Figs. 15 (b), 15 (d), and 15 (f), the apparent resistivity decreases as the diameter of the reinforcing bar increases. However, as the distance from the reinforcing bars increases, only the influence of the concrete influences the measurement, and it can be seen that at the entire electrode interval, the concrete resistivity converges to 100 Ω · m as shown in Fig. 15 b), d) and f).

3. 겉보기 비저항율3. Apparent resistivity

콘크리트와 철근의 영향이 복합된 겉보기 비저항치와 콘크리트만의 비저항치와의 비를 통해 겉보기 비저항율을 산출하였다. The apparent resistivity ratios were calculated by the ratio of apparent resistivity combined with concrete to reinforced concrete.

도 16는 도 14과 도 15의 해석결과를 토대로 철근직상부로부터 0.05m 떨어진 위치에서의 겉보기 비저항율을 산출한 결과이다. 도 15의 a)는 특정위치(철근직상부에서 0.05m위치)에서 콘크리트 피복두께 변화에 따른 겉보기 비저항율의 추이를 나타내고 있다. 피복두께가 증가함에 따라 측정영역내 콘크리트의 영향이 증가하고 철근의 영향은 감소하여 겉보기 비저항율은 증가하는 경향을 나타내고 있다. FIG. 16 shows the result of calculating the apparent specific resistance at a position 0.05 m away from the upper portion of the reinforcing bar, based on the analysis results of FIG. 14 and FIG. 15 (a) shows the change in the apparent resistivity according to the variation of the concrete covering thickness at a specific position (position of 0.05 m above the reinforcing bar). As the coating thickness increases, the effect of concrete in the measurement area increases, and the effect of reinforcing bars decreases, and the apparent resistivity ratio tends to increase.

한편, 전극간격이 좁은 0.01m에서는 측정영역에 포함되는 철근의 영향정도가 극미하여 겉보기 비저항율이 피복두께 3종류 모두 0.99로 거의 차이가 없었지만 전극간격이 0.05m에서 겉보기비저항율은 피복두께 d10(0.01m)는 0.82, d20(0.02m)는 0.76, d20(0.03m)는 0.70로 전극간격이 넓어짐에 따라 측정영역에 포함되는 철근의 영향이 증가하여 겉보기 비저항율도 명확한 차이를 나타내며 감소하고 있다. On the other hand, at 0.01 m, which is the narrow electrode interval, the degree of the effect of the reinforcing bars included in the measurement region was minimal, and the apparent resistivity ratio was 0.99 in all three coating thicknesses. 0.01m), the d20 (0.02m) is 0.76, and the d20 (0.03m) is 0.70. As the electrode spacing increases, the effect of the reinforcement contained in the measurement area increases, and the apparent resistivity ratio also decreases.

도 16의 b)는 철근직경 변화에 의한 겉보기 비저항율을 분석한 결과로 콘크리트 피복두께의 해석결과에서와 같이 전극간격이 증가할수록 측정영역에 포함되는 철근의 영향이 증가하였으며 철근직경이 증가할수록 겉보기 비저항율이 감소하는 것을 알 수 있다.FIG. 16 (b) shows the result of analyzing the apparent resistivity ratio due to the change in the diameter of the reinforcing bars. As shown in the analysis results of the concrete covering thickness, the effect of the reinforcing bars included in the measuring area increased as the distance between the electrodes increased. It can be seen that the resistivity ratio decreases.

특히 이 겉보기 비저항율의 추정은 주변 철근의 영향정도를 정량적으로 산출할 수 있어 철근의 부식 환경을 나타내는 콘크리트의 비저항 추정에 철근의 영향을 고려하거나 철근 탐상시 철근의 위치정보를 제공해 줄 수 있을 것으로 판단된다.In particular, the apparent resistivity ratio can be estimated quantitatively by the influence of the surrounding reinforcement, so that the influence of the reinforcement on the resistivity of the concrete, which represents the corrosion environment of the reinforcing bar, .

이상 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The embodiments described in the present specification and the constitutions shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present.

10: 측정부 11: 전압전극 12: 전류전극
20: 측정본체 21: 전원공급부 22: 저장부
23: 표시부 24: 제어부 25: 통신부
30: 철근 콘크리트 40: 철근 50: 센서모듈
L1,L2,...LN : 제1위치 θ1,.θK,.θN : 제2위치
θK : 경사각 M1,M2,...MN : 제3위치 a: 전극 간격 크기
10: measuring part 11: voltage electrode 12: current electrode
20: measuring body 21: power supply unit 22:
23: display section 24: control section 25:
30: reinforced concrete 40: reinforcing bar 50: sensor module
L 1 , L 2 , ... L N : first position? 1 ,? K ,? N : second position
θ K : inclination angle M 1 , M 2 , ... M N : third position a: electrode gap size

Claims (12)

철근 콘크리트 내부에 철근의 배근상태를 추정하는 방법으로서,
상기 철근 콘크리트 표면에 철근 콘크리트의 길이방향을 따라 평행하게 배열되는 제1위치에서 인가된 전기신호의 응답신호 변화를 측정함으로써, 응답신호가 측정된 제1위치 하방에서의 철근 배근 여부를 추정하고,
길이방향을 따라 일정한 구간에 걸쳐 응답신호 변화가 측정된 경우, 변화가 측정된 상기 제1위치와 서로 다른 각도를 이루며 배열되는 제2위치에서의 응답신호 변화를 측정함으로써, 제2위치 하방에서의 철근 배향각을 추정하는 것을 특징으로 하는 철근의 배근상태 추정방법.
As a method of estimating the state of the reinforcing steel in the reinforcing concrete,
Estimating whether or not the reinforcing bars are placed under the first position where the response signal is measured by measuring the response signal change of the electric signal applied at the first position arranged in parallel to the longitudinal direction of the reinforcing concrete on the surface of the reinforcing concrete,
When the response signal change is measured over a predetermined section along the longitudinal direction, the response signal change at the second position, which is arranged at an angle different from the first position at which the change is measured, is measured, And estimating an orientation angle of the reinforcing bars.
제1항에 있어서,
직하방에 철근이 배근되었다고 추정된 제1위치 또는 제2위치의 연장선 상에 서로 다른 구간 거리로 배열되는 제3위치에서의 응답신호 변화를 측정함으로써, 매설된 철근직경 또는 콘크리트 피복두께를 추정하는 것을 특징으로 하는 철근의 배근상태 추정방법.
The method according to claim 1,
And estimating the buried reinforcing bar diameter or the concrete covering thickness by measuring a change in the response signal at a third position arranged at different section distances on the extension line of the first position or the second position estimated to be reinforced immediately below the reinforcing bar Wherein the method comprises the steps of:
제1항 또는 제2항에 있어서,
아래의 비저항 추정모델(REM)을 이용하여 상기 응답신호의 변화를 해석하여 철근 배근상태를 추정하는 것을 특징으로 하는 철근의 배근상태 추정방법.
Figure 112015103401751-pat00004
3. The method according to claim 1 or 2,
And estimating the state of the reinforcing steel posture by analyzing the change of the response signal using the following resistivity estimation model (REM).
Figure 112015103401751-pat00004
제3항에 있어서,
상기 비저항 추정모델(REM)은 콘크리트와 철근의 영향이 복합된 겉보기 비저항치와 콘크리트만의 비저항치와의 비를 나타내는 겉보기 비저항율을 이용하여 상기 응답신호의 변화를 해석하는 것을 특징으로 하는 철근의 배근상태 추정방법.
The method of claim 3,
Wherein the resistivity estimation model (REM) analyzes the change in the response signal using an apparent resistivity ratio representing a ratio of an apparent resistivity value obtained by combining the effects of concrete and reinforcing steel to a resistivity value only of concrete, Estimation method.
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