KR101610710B1 - Self-detecting method for crack and damage with self-detecting hybrid fiber reinforced cement composite and self detecting system thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 균열 또는 손상이 예상되는 콘크리트 구조물의 취약 부위의 균열과 크랙과 같은 미세구조 변화를 보다 정확하고 민감하게 확인하거나 모니터링 하기 위한 하이브리드 섬유가 배합된 콘크리트 구조물의 균열 또는 손상 자기 감지 방법 및 장치에 관한 것으로, 탄소섬유와 강섬유를 포함하는 하이브리드 섬유를 보강재로 사용하여 콘크리트 구조물이 변형 경화 거동을 나타내도록 함과 동시에 비저항 측정을 통해 손상을 감지할 수 있는 시스템을 제공할 수 있으며, 기존의 강섬유만을 단독으로 사용한 경우에 비해 높은 GF값을 갖는 장점이 있고, 특별한 관리 또는 주의가 요구되는 콘크리트 구조물의 취약 부위만을 도전성을 갖는 하이브리드 섬유가 보강된 고인성 콘크리트 조성물로 마감하거나 시공한 후, 일정한 시간 간격 또는 원하는 점검 시점에 간단히 설치된 전극을 통해 전류를 흘려주어 비저항을 모니터링 함으로써, 콘크리트 구조물의 균열 정도 또는 손상 상태를 효과적이면서도 경제적으로 간단히 진단할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a method and a device for detecting cracked or damaged magnetic properties of a concrete structure containing hybrid fibers for more precisely and sensitively monitoring or monitoring microstructure changes such as cracks and cracks in fragile portions of concrete structures expected to be cracked or damaged A hybrid fiber including a carbon fiber and a steel fiber is used as a reinforcing material so that a concrete structure exhibits a strain hardening behavior and a system capable of detecting damage through a resistivity measurement can be provided. Only a weak portion of a concrete structure requiring special care or attention is finished or applied with a concrete composition reinforced with a hybrid fiber having conductivity, and then a certain time Interval or desired check It is possible to diagnose the degree of cracking or damage of the concrete structure effectively and economically simply by monitoring the resistivity by flowing an electric current through a simple electrode installed at the point of time.

Description

균열 및 손상 자기감지 하이브리드 섬유보강 시멘트 복합재료의 자기 감지 방법 및 자기 감지 장치{Self-detecting method for crack and damage with self-detecting hybrid fiber reinforced cement composite and self detecting system thereof}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a self-detecting method and a self-detecting hybrid fiber reinforced cement composite and a self-

본 발명은 두 가지 섬유를 함께 혼합하여 사용한 균열 및 손상 자기감지 하이브리드 섬유보강 시멘트 복합재료의 균열 또는 손상의 자기 감지 방법 및 자기 감지 장치에 관한 것으로, 하이브리드 섬유보강 시멘트 복합재료를 사용한 구조물의 내부에 전도성 섬유인 강섬유(steel fiber)와 탄소섬유(carbon fiber)를 함께 보강하여 직접인장 하중 하에서 변형 경화(strain hardening) 현상을 유도함과 동시에 전류를 흘려 비저항을 측정함으로써, 구조물의 균열 또는 손상을 별도의 변형률센서(strain gage)를 사용하지 않고도, 감지할 수 있는 자기 감지(self-detecting) 방법과 장치를 제공한다.The present invention relates to a method for magnetic sensing of a crack or damage of a cracked and damaged self-sensing hybrid fiber-reinforced cement composite material in which two fibers are mixed together, and to a magnetic sensing device using the hybrid fiber- By reinforcing the conductive fibers of steel fiber and carbon fiber together, strain hardening is induced directly under tensile load, and current is flowed to measure the resistivity to separate the crack or damage of the structure. Provides a self-detecting method and apparatus that can detect without using a strain gage.

좀 더 상세히 설명하면, 균열 또는 손상이 예상되는 콘크리트 구조물의 취약 부위를, 강섬유(steel fiber)와 탄소섬유(carbon fiber)를 포함하는 하이브리드 섬유가 전체 조성물을 기준으로 1.25 ~ 2.0 vol%의 범위로 포함되는 콘크리트 조성물을 사용하여 형성하고, 이러한 취약 부위에 대해 비저항의 변화를 측정함으로써, 실시간 또는 사전에 콘크리트 건물의 균열 또는 손상을 관찰 또는 예측하는 방법 및 이러한 방법에 적용되는 장치에 관한 발명이다.In more detail, the fragile portion of the concrete structure where cracks or damage are expected is defined as a hybrid fiber comprising steel fibers and carbon fibers in a range of 1.25 to 2.0 vol% based on the total composition The present invention relates to a method for observing or predicting cracks or damages of a concrete building in real time or in advance by measuring the change in resistivity with respect to such a vulnerable portion using the included concrete composition, and an apparatus applied to such a method.

시멘트와 골재 등의 복합재료를 통해 제조되는 콘크리트 구조물은 도시 건축물 및 사회기반시설 건립에 가장 폭넓게 이용되고 있는 건축 구조물로서, 오랜 기간 동안 안전하고 견고하게 유지될 수 있도록 상기 콘크리트 구조물의 균열 및 손상으로 인한 붕괴 등의 위험을 실시간 혹은 사전에 감지하거나 예측할 수 있는 시스템에 관한 요구가 증가하고 있다.Concrete structures made of composite materials such as cement and aggregate are the most widely used building structures for the construction of urban buildings and infrastructure. They are used for cracking and damaging the concrete structures to be maintained securely and safely for a long period of time. There is an increasing demand for a system capable of real-time or pre-detecting or predicting the risk of collapsing caused by a collision.

기존의 콘크리트 구조물의 손상을 감지하는 시스템에는 다양한 종류의 변형률 또는 변위 측정장치들을 추가적으로 설치하여 실시간 측정하여 구조물의 손상 및 건전도를 측정하는 모니터링 시스템 및 안전진단 등이 있다. 또한 다양한 전기화학적 방법들이 적용될 수 있는데, 그중에서도 전기 비저항법은 콘크리트 구조물에 전류를 흘려 비저항을 측정하여 손상 또는 균열 등을 확인할 수 있는 비파괴 부식진단법의 대표적인 예에 해당한다. A system for detecting the damage of a conventional concrete structure includes a monitoring system and a safety diagnosis for measuring damage and soundness of a structure by real-time measurement by additionally installing various kinds of strain or displacement measuring devices. Also, various electrochemical methods can be applied. Among them, the electrical resistivity method is a representative example of the non-destructive corrosion diagnosis method in which electric current is flowed to the concrete structure to measure the resistivity to check damage or cracks.

공개특허 제2011-0010853호에는 콘크리트 및 철근과 관련한 전기비저항을 철근 상부에서 직접 추정하여 철근의 부식 환경 및 그 상태를 평가할 수 있는 비파괴 부식진단시스템이 제시되어 있으며, 철근 직상부의 콘크리트 표면 외측에 두 개의 전류전극과, 내측에 두 개의 전압전극을 동일한 간격으로 철근 길이방향과 평행하게 설치하여 전류원에 의해 발생한 응답전압을 측정하여, 철근의 부식환경을 나타내는 콘크리트의 층간 및 평균 비저항과, 철근의 직접적인 부식상태를 나타내는 철근의 표면비저항을 추정하도록 함으로써 콘크리트 구조물의 철근부식 및 내구성에 관한 정기검사 및 상시 모니터링을 진행하는 것을 특징으로 하고 있다.Open Patent Application No. 2011-0010853 discloses a non-destructive corrosion diagnosis system capable of directly estimating the electrical resistivity related to concrete and reinforcing bars from the upper side of the reinforcing bars and evaluating the corrosion environment of the reinforcing bars and the condition thereof. Two current electrodes and two voltage electrodes inside were installed at equal intervals in parallel with the longitudinal direction of the reinforcing bars to measure the response voltage generated by the current source to determine the interlayer and average resistivity of the concrete showing the corrosion environment of the reinforcing bars, And the surface resistivity of the reinforcing bars indicating the direct corrosion state is estimated, so that regular inspection and regular monitoring of the corrosion and durability of the reinforcing steel of the concrete structure are carried out.

하지만, 이러한 콘크리트 구조물의 철근부식 및 내구성 상시 모니터링 방법은 단순히 콘크리트 내부에 형성된 전기 전도성 재질인 철근의 부식 정도만을 측정할 수 있는 한계가 있고, 전체적인 콘크리트 구조물의 크랙이나 균열과 같은 손상이나 변형에 관한 정보를 제공할 수 없다는 문제점이 존재한다. 또한 별도의 변형률 또는 변위를 측정하는 센서를 구조물에 별도로 부착 또는 매립하는 현재의 모니터링 시스템들은 구조물의 수명과 비교하여 매우 짧은 센서의 내구수명으로 인해 구조물의 전체 수명 동안 계속하여 사용될 수 없다는 문제점이 있다.However, the method of monitoring the corrosion and durability of the reinforcing steel of such a concrete structure has a limitation in that it can measure only the degree of corrosion of the reinforcing steel, which is an electrically conductive material formed in the concrete, and the damage and deformation such as cracks and cracks in the whole concrete structure There is a problem that information can not be provided. Further, current monitoring systems that separately attach or embed sensors to separate structures for measuring strain or displacement have a problem in that they can not be continuously used for the entire lifetime of the structure due to the durability life of the sensor, which is short compared to the lifetime of the structure .

또한 공개특허 제2005-0018744호에는, 시멘트 페이스트 또는 모르타르에 폴리에틸렌(PE)섬유나 폴리비닐알콜(PVA)섬유 또는 폴리프로필렌(PP)섬유를 마이크로 섬유로, 강섬유(SF)나 스틸코드(SC) 또는 폴리비닐알콜(PVA)섬유를 매크로 섬유로 사용하여 제조된 고인성 시멘트 복합체가 제시되어 있으며, 이러한 고인성 시멘트 복합체는 휨 및 인장하중 작용하에서 변형 경화특성과 멀티플 크랙 특성을 갖고 있어 높은 휨 및 인장강도, 변형능력 및 에너지 흡수능력을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 균열폭을 제어함으로서 각종 열화인자의 침투를 억제할 수 있는 장점이 제시되어 있다. Open Patent Application No. 2005-0018744 discloses a method for producing a steel sheet by using polyethylene fiber (PE) fiber or polyvinyl alcohol (PVA) fiber or polypropylene (PP) fiber as a microfiber in steel cement paste or mortar, Or polyvinyl alcohol (PVA) fiber as a macro fiber, and the tough cement composite has strain hardening properties and multiple crack characteristics under the action of flexure and tensile load, Tensile strength, deformation ability and energy absorbing ability as well as suppression of penetration of various degradation factors by controlling the crack width.

최근 폴리비닐알콜(PVA) 섬유를 사용한 고인성 시멘트 복합체에 전도성이 우수한 카본블랙(carbon black)을 혼입하여 균열 및 손상을 감지하는 결과를 발표한 바 있다. 하지만 폴리비닐알콜 섬유의 낮은 전기전도성으로 인해 균열이 발생함에 따라 전기저항이 오히려 증가하는 결과를 보고하였다. 따라서 매우 낮은 전기전도성을 측정할 수 있는 전기저항 측정장치가 필요하다.Recently, it has been reported that carbon black having high conductivity is mixed into a high-strength cement composite using polyvinyl alcohol (PVA) fiber to detect cracks and damage. However, as a result of the low electrical conductivity of the polyvinyl alcohol fiber, cracking has been reported to increase the electrical resistance. Therefore, there is a need for an electrical resistance measuring device capable of measuring very low electrical conductivity.

기존의 변형률 또는 변위를 측정하는 센서들의 경우 단위 변형당 비저항 변화의 비율로 정의되는 GF(gauge factor)값이 약 2 정도로 낮고, 그 센서들의 내구수명이 매우 짧은 단점이 있고, 폴리비닐알콜 섬유를 사용한 고인성 시멘트 복합체의 경우 균열이 발생함에 따라 전기전도성이 매우 낮아지는 문제점이 여전히 존재한다. 또한 강섬유를 보강한 변형 경화형 시멘트 복합재료의 인장강도 수치는 8-15 MPa인 것에 비해, 폴리비닐알콜 섬유를 사용한 고인성 시멘트 복합체의 경우 인장강도 수치는 4-5 MPa 정도로 더 낮다. 따라서 적은 크기의 외부 하중에도 균열이 발생하는 문제점이 있다.In the case of conventional sensors measuring strain or displacement, the GF (gauge factor) value, which is defined as the ratio of the resistivity change per unit strain, is as low as about 2 and the life span of the sensors is very short. There is still a problem that the electrical conductivity of the used hard cement composite becomes very low as cracks occur. In addition, the tensile strength of the modified cementitious cement composites reinforced with steel fiber is 8-15 MPa, whereas the tensile strength of the cementitious composite using polyvinyl alcohol fiber is lower than 4-5 MPa. Therefore, there is a problem that cracks are generated even under a small external load.

따라서 본 발명에서는 섬유의 직경과 길이가 큰 매크로 강섬유(steel fiber)와 섬유의 직경과 길이는 작지만 전기전도성이 우수한 탄소 섬유(carbon fiber)를 함께 보강한 하이브리드 섬유를 보강한 변형 경화특성과 멀티플 크랙 특성을 갖는 고인성 시멘트 복합재료를 콘크리트 구조물의 취약 부위에 시공하여 시간 변화에 따른 비저항 변화를 상시 측정함으로써, 콘크리트 구조물의 안전성을 보다 손쉽게 진단 및 모니터링할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.Therefore, in the present invention, it is possible to provide a fiber reinforced hybrid fiber reinforced with a carbon fiber having a small diameter and a small diameter but a small diameter and a long length, The present invention provides a method for easily diagnosing and monitoring the safety of a concrete structure by continuously measuring the change of resistivity with time in a concrete structure by applying the cementitious cementitious composite material to a vulnerable portion of the concrete structure.

또한, 상기 고인성 콘크리트 조성물에 사용되는 하이브리드 섬유 보강재의 종류와 조성을 최적화함으로써, 단위 변형당 비저항 변화의 비율로 정의되는 GF 값을 향상시켜 콘크리트 구조물의 미세 구조 변화를 보다 정확하게 감지 또는 모니터링할 수 있는 방법과 장치를 제공하고자 하며, 우수한 자기 감지 및 인장 저항 거동을 갖는 하이브리드 섬유 보강재의 조성을 제공하고자 한다.Also, by optimizing the type and composition of the hybrid fiber reinforcement used in the high-tensile concrete composition, it is possible to more accurately detect or monitor the change in the microstructure of the concrete structure by improving the GF value defined as the ratio of the specific resistance change per unit strain And to provide a composition of a hybrid fiber reinforcement having excellent magnetic sensing and tensile resistance behavior.

공개특허 제2011-0010853호Published Patent No. 2011-0010853 공개특허 제2005-0018744호Published Japanese Patent Application No. 2005-0018744

M. Li, V. Lin, J. Lynch and V.C. Li.(2012). Multifunctional carbon black engineered cementitious composites for the protection of critical infrastructure. RILEM. pp. 99 ~ 106.M. Li, V. Lin, J. Lynch and V.C. Li. (2012). Multifunctional carbon black engineered cementitious composites for the protection of critical infrastructure. RILEM. pp. 99-106.

본 발명은 앞서 언급한 바와 같이 종래의 기술이 갖는 문제점들을 해소하고, 균열 또는 손상이 예상되는 콘크리트 구조물의 취약 부위의 손상 및 균열과 같은 미세구조 변화를 보다 정확하고 민감하게 확인하거나 모니터링 하기 위해 전기전도성이 우수한 두 가지 종류의 하이브리드 섬유보강 시멘트 복합재료를 사용한 콘크리트 구조물의 균열 또는 손상 자기 감지 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.As described above, the present invention overcomes the problems of the prior art and provides a method for accurately and sensitively monitoring or monitoring microstructure changes such as cracks and cracks in a vulnerable portion of a concrete structure, The present invention provides a method and an apparatus for detecting a crack or damage in a concrete structure using two kinds of hybrid fiber reinforced cement composites having excellent conductivity.

좀 더 구체적으로는, 직접인장 하중 하에서 변형 경화 거동을 유도하기 위한 매크로 강섬유(macro steel fiber)와 탄소마이크로 섬유(micro carbon fiber)를 사용하고, 이 두 가지 종류의 섬유들이 보강 또는 혼입되는 시멘트 계 매트릭스의 최적 배합비율을 도출함으로써, 단위 변형당 비저항 변화의 비율로 정의되는 GF 값을 현저하게 향상시킬 뿐만 아니라 다수의 미세 균열을 동반하는 변형 경화 거동을 함께 발현하는 것을 발명의 목적으로 하고 있다.More specifically, a macro steel fiber and a micro carbon fiber are used to induce strain hardening behavior under a direct tensile load, and a cement type fiber reinforced or mixed with these two kinds of fibers It is an object of the present invention to derive the optimum compounding ratio of the matrix, thereby remarkably improving the GF value defined as the ratio of the specific resistance change per unit strain, and simultaneously exhibiting the strain hardening behavior accompanied by a plurality of microcracks.

또한, 콘크리트 구조물의 취약 부위에 본 발명의 조성을 갖는 하이브리드 섬유보강 고인성 시멘트 복합재료를 사용하여 시공함으로써, 콘크리트 구조물의 자기 손상 정도를 손쉽게 진단 또는 모니터링 함으로써, 경제적인 비용으로 건물, 교량, 댐 등의 콘크리트 구조물의 손상, 파괴 또는 붕괴를 사전에 방지하고 대책을 수립할 수 있게 해주는 것을 목적으로 한다. Also, by using the hybrid fiber reinforced cement composite material having the composition of the present invention at a vulnerable portion of a concrete structure, it is possible to easily diagnose or monitor the degree of self-damage of the concrete structure, To prevent damage, breakage or collapse of the concrete structure of the concrete, and to establish countermeasures.

앞서 서술한 종래 기술의 문제점과 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제시하는 하이브리드 섬유 보강 시멘트 복합재료의 균열 또는 손상 자기 감지 방법은, 균열 또는 손상이 예상되는 상기 콘크리트 구조물의 취약 부위를, 강섬유(steel fiber)와 탄소섬유(carbon fiber)를 포함하는 하이브리드 섬유가 전체 조성물을 기준으로 1.25 ~ 2.0 vol%의 범위로 포함된 콘크리트 조성물을 사용하여 형성하는 제 1 단계; 상기 섬유보강 시멘트 복합재료를 사용한 콘크리트 구조물의 취약 부위에 전극을 형성하는 제 2 단계; 및 상기 전극에 전류를 공급하여 시간 변화에 따른 콘크리트 구조물의 취약 부위의 비저항 변화를 측정하는 제 3 단계;를 포함한다.In order to accomplish the above-mentioned problems of the prior art and the object of the present invention, a method of cracking or damaging magnetic sensing of a hybrid fiber-reinforced cement composite material according to the present invention is a method of detecting a crack or damage in a fragile portion of a concrete structure A first step of forming a hybrid fiber including steel fibers and carbon fibers using a concrete composition containing 1.25 to 2.0 vol% based on the total composition; A second step of forming an electrode on a fragile portion of the concrete structure using the fiber-reinforced cement composite material; And a third step of supplying a current to the electrode to measure a change in resistivity of the fragile portion of the concrete structure with time.

상기 콘크리트 조성물에는 강섬유가 1.0 ~ 1.5 vol% 포함되고, 탄소섬유는 0.25 ~ 0.5 vol%의 범위로 포함되며, 이때 사용되는 매크로 섬유인 강섬유는 지름이 0.25~0.45 mm, 길이는 25~45 mm이고, 마이크로 섬유인 탄소섬유의 지름은 0.005~0.01 mm, 길이는 10~17 mm인 것이 바람직하다.The concrete composition includes 1.0 to 1.5 vol% of a steel fiber and 0.25 to 0.5 vol% of carbon fiber. The steel fiber used as the macro fiber is 0.25 to 0.45 mm in diameter and 25 to 45 mm in length , The diameter of the carbon fibers which are microfibers is preferably 0.005 to 0.01 mm, and the length is preferably 10 to 17 mm.

본 발명에서 콘크리트 구조물의 취약 부위의 시공에 사용되는 상기 시멘트 복합재료의 조성물은, 규사 100 중량부에 대하여 시멘트는 75~85 중량부, 열분해 실리카는 5~10 중량부, 플라이 애시는 15~25 중량부, 혼화제는 1~10 중량부, 물은 20~30 중량부가 포함되는 것이 바람직하며, 강섬유와 탄소섬유가 함께 혼합된다. In the present invention, the composition of the cement composite material used for the construction of the fragile portion of the concrete structure is composed of 75 to 85 parts by weight of cement, 5 to 10 parts by weight of pyrolysis silica, 15 to 25 parts by weight of fly ash, 1 to 10 parts by weight of an admixture, 20 to 30 parts by weight of water, and a steel fiber and a carbon fiber are mixed together.

또한, 상기 플라이 애시는 분말도가 3000~4000 ㎠/g이고, 상기 열분해 실리카는 평균직경이 0.01~1 ㎛이며, 상기 규사는 평균직경이 0.01~0.5 mm인 것이 바람직하다.Preferably, the fly ash has a powdery degree of 3000 to 4000 cm 2 / g, the pyrolytic silica has an average diameter of 0.01 to 1 μm, and the silica sand has an average diameter of 0.01 to 0.5 mm.

본 발명의 다른 실시 형태로는 콘크리트 구조물의 자기 손상 감지 장치를 들 수 있는데, 강섬유와 탄소섬유를 함께 포함하는 조성물을 기준으로 1.25 ~ 2.0 vol%의 범위로 포함된 콘크리트 조성물로 형성된, 균열 또는 손상이 예상되는 콘크리트 구조물의 취약 부위; 상기 취약 부위를 외부 전원과 전기적으로 연결하는 전극부; 상기 전극부를 통해 전류를 공급하여 상기 콘크리트 구조물의 취약 부위의 시간에 따른 전기 비저항의 변화를 기록하는 제어부; 및 상기 전극부와 상기 제어부를 전기적으로 연결하는 연결부;를 포함한다.Another embodiment of the present invention is a device for detecting a magnetic damage of a concrete structure, which comprises a concrete composition containing a steel fiber and a carbon fiber in a range of 1.25 to 2.0 vol% based on the composition, This predicted vulnerability of the concrete structure; An electrode unit electrically connecting the vulnerable portion to an external power source; A control unit for supplying a current through the electrode unit to record a change in electrical resistivity with time of a fragile portion of the concrete structure; And a connection part electrically connecting the electrode part and the control part.

본 발명의 하이브리드 섬유로 보강된 고인성 콘크리트 구조물의 균열 또는 손상 자기 감지 방법은, 특별한 관리 또는 주의가 요구되는 콘크리트 구조물의 취약 부위만을 도전성을 갖는 하이브리드 섬유 보강 시멘트 복합재료로 마감하거나 시공한 후, 일정한 시간 간격 또는 원하는 점검 시점에 간단히 설치된 전극을 통해 전류를 흘려주어 비저항을 모니터링 함으로써, 콘크리트 구조물의 균열 정도 또는 손상 상태를 효과적이면서도 경제적으로 간단히 진단할 수 있는 효과가 있다.The method for cracking or damaging a self-reinforced concrete structure reinforced with the hybrid fiber of the present invention is characterized in that only a vulnerable portion of a concrete structure requiring special care or attention is closed or constructed with a hybrid fiber-reinforced cement composite material having conductivity, It is possible to diagnose the degree of cracking or damage of the concrete structure effectively and economically simply by monitoring the resistivity by flowing current through the electrode which is simply installed at a predetermined time interval or at a desired inspection time point.

또한, 기존의 콘크리트 구조물 내부에서 주의 관찰이 요구되는 취약 부위만을 선택적으로 본 발명의 하이브리드 섬유보강 시멘트 복합재료를 사용하여 부분 시공함으로써, 간단한 전기저항 측정을 통해 손상 등을 진단할 수 있게 해줌으로써 변형 경화 거동을 통해 높은 내구성을 부여함과 동시에 광범위한 영역에 대해서 경제적인 콘크리트 구조물의 손상 감지 방법을 제공할 수 있다.In addition, by partially applying a weak portion requiring attention observation within the existing concrete structure selectively using the hybrid fiber-reinforced cement composite material of the present invention, it is possible to diagnose damage by simple electric resistance measurement, It is possible to provide a method of detecting a damage of a concrete structure with a high durability through a curing behavior and at the same time being economical for a wide area.

본 발명에서는 매크로 섬유인 강섬유와 마이크로 섬유인 탄소섬유를 혼합하여 사용함으로써, 콘크리트 구조물이 휨 및 인장력 작용 하에서 초기균열이 발생한 이후에도 마이크로 및 매크로 섬유의 가교(Bridging)작용에 의해 응력의 저하 없이 변형의 증가와 함께 응력이 증가하는 변형 경화(Strain hardening)특성과 다수의 미세균열이 콘크리트 구조물 전반에 걸쳐 발생하는 멀티플크랙(Multiple crack)특성을 유도할 수 있으며, 단위 변형당 비저항의 비율인 GF(gauge factor)값을 50 이상으로 높게 유지시켜 높은 균열 또는 손상 감지 능력을 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한 전기전도성이 우수한 섬유의 보강을 통하여 균열의 발생 후에 전기전도성이 더욱 향상되어 단위 변형당 비저항이 급격히 저하됨으로써 초기 균열발생 시점을 명확히 알 수 있고, 자기감지 능력을 향상시킬 수 있다.In the present invention, by using a mixture of a steel fiber as a macro fiber and a carbon fiber as a micro fiber, even if a concrete structure undergoes initial cracking under the action of bending and tensile force, The strain hardening characteristic which increases the stress along with the increase and the multiple crack characteristic that many microcracks occur throughout the concrete structure can be induced and the ratio of the specific resistance per unit strain GF (gauge factor value to be higher than 50 so as to provide a high crack or damage detection capability. Also, the electrical conductivity is further improved after the occurrence of the cracks through the reinforcement of the highly conductive fibers, so that the specific resistance per unit strain is rapidly lowered, thereby clearly recognizing the point of occurrence of the initial crack and improving the self-sensing ability.

따라서 본 발명의 하이브리드 섬유를 통해 보강된 콘크리트 구조물의 균열 또는 손상 자기 감지 방법과 장치는 콘크리트 구조물의 내부 상태를 정확하면서도 효과적으로 모니터링하고 균열 등의 위험을 사전에 감지하는 데에 활용될 수 있으며 바람직하게는 아래와 같은 구조물에 적용될 수 있다.Therefore, the method and apparatus for cracking or damaging the concrete structure reinforced with the hybrid fiber of the present invention can be used to precisely and effectively monitor the internal state of the concrete structure and to detect the risk of cracks and the like in advance. Can be applied to the following structures.

첫째, 물 또는 액체의 저장탱크는 항상 수압에 의하여 높은 인장하중을 견뎌야 하는데, 이러한 구조물의 기둥 역시 항상 인장하중을 받고 있으므로, 본 발명의 적용이 효과적이다.First, the water or liquid storage tank must always withstand a high tensile load by water pressure. Since the column of this structure is also subjected to a tensile load at all times, the application of the present invention is effective.

둘째, 얇은 막 구조로서 항상 인장하중을 받는 지붕 등의 구조에 본 발명을 도입할 경우, 시공의 편리함 및 유지 보수 등에 효과적이다.Second, when the present invention is applied to a structure such as a roof which is always subjected to a tensile load as a thin film structure, it is effective for convenience of construction and maintenance and the like.

셋째, 케이블 구조로 된 다리의 꼭대기 타워는 항상 진동에 노출되어 있어, 본 발명의 하이브리드 섬유를 통해 보강된 콘크리트 구조물의 균열 또는 손상 자기 감지 방법 또는 장치를 적용할 경우, 진동의 변위를 조정할 수 있고 인장 응력 및 변형을 탐지하는 데에 효과적이다.Third, the top tower of the cable structure is always exposed to vibration, so that when the method or apparatus for cracking or damaging the magnetic structure of the concrete structure reinforced by the hybrid fiber of the present invention is applied, the displacement of vibration can be adjusted It is effective in detecting tensile stress and deformation.

도 1은 강섬유 보강된 자기 콘크리트 구조물의 비저항 변화 거동을 나타내며, 도 1(a)는 인장 변형(tensile strain)이 없는 경우이고, 도 1(b)는 인장 변형(tensile strain)의 증가에 따른 비저항과 인장 강도(tensile stress)의 변화를 도시한 그림이다.
도 2는 일반적인 변형경화형 섬유보강 시멘트 복합재료의 인장 변형 경화 거동을 도식적으로 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명에서 사용된 강섬유(a)와 탄소섬유(b)의 사진이다.
도 4는 강섬유 단독 또는 강섬유와 탄소섬유의 혼합물인 하이브리드 섬유가 사용된 콘크리트 구조물의 전기-기계적(electromechanical) 거동을 관찰한 결과이다.
도 5는 1.0 vol%의 강섬유가 포함된 콘크리트 구조물에 대해서, 추가되는 탄소섬유의 양에 따른 전기-기계적(electromechanical) 거동 변화를 측정한 결과이다(도 5a: 탄소섬유 0 vol%, 도 5b: 탄소섬유 0.5 vol%, 도 5c: 탄소섬유 1.0 vol%, 도5d: 탄소섬유 1.5 vol%).
도 6은 1.0 vol%의 강섬유가 포함된 콘크리트 구조물에 대해서, 탄소섬유의 양을 변화시켜 측정한 GF(gauge factor)값이다.
도 7은 1.5 vol%의 강섬유가 포함된 콘크리트 구조물에 대해서, 추가되는 탄소섬유의 양에 따른 전기-기계적(electromechanical) 거동 변화를 측정한 결과이다(도 7a: 탄소섬유 0 vol%, 도 7b: 탄소섬유 0.25 vol%, 도 7c: 탄소섬유 0.5 vol%).
도 8(a)는 1.5 vol%의 강섬유가 포함된 콘크리트 구조물에 대해서, 탄소섬유의 양을 변화시켜 측정한 GF(gauge factor)값이고, 도8(b)는 탄소섬유의 양의 변화에 따른 인장 강도(tensile stress) 값의 변화를 측정한 결과이다.
FIG. 1 shows the resistivity change behavior of a steel fiber reinforced self-reinforced concrete structure. FIG. 1 (a) shows a case without tensile strain, and FIG. 1 (b) shows a resistivity with increasing tensile strain And the tensile strength of the test specimen.
2 is a diagram schematically showing a tensile strain hardening behavior of a general strain hardening type fiber reinforced cement composite material.
3 is a photograph of the steel fiber (a) and the carbon fiber (b) used in the present invention.
Fig. 4 is a result of observing the electromechanical behavior of a concrete structure using a hybrid fiber which is a mixture of steel fiber alone or a mixture of steel fiber and carbon fiber.
5 shows the results of measuring the electromechanical behavior of concrete structures containing 1.0 vol% of steel fibers according to the amount of added carbon fibers (Fig. 5a: 0 vol% of carbon fibers, Fig. 5b: 0.5 vol% of carbon fiber, Fig. 5c: 1.0 vol% of carbon fiber, and Fig. 5d: 1.5 vol% of carbon fiber).
6 is a GF (gauge factor) value measured by varying the amount of carbon fiber for a concrete structure containing 1.0 vol% of steel fiber.
FIG. 7 shows the electromechanical behavior changes of concrete structures containing 1.5 vol% of steel fibers according to the amount of added carbon fibers (FIG. 7a: 0 vol% of carbon fibers, FIG. 7b: 0.25 vol% of carbon fiber, and Fig. 7c: 0.5 vol% of carbon fiber).
8 (a) is a GF (gauge factor) value measured by varying the amount of carbon fiber for a concrete structure containing 1.5 vol% of steel fiber, and Fig. 8 (b) And the result of measuring the change of the tensile stress value.

이하에서는 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 살펴보기 위해 실시예와 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, the technical features of the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims and their equivalents. shall.

일반적으로 콘크리트로 대표되는 시멘트계 복합체는 휨 및 인장하중 작용하에 있어서 초기균열이 발생한 이후 응력이 급격히 저하하는 취성적 성질을 가지고 있으며, 압축강도가 높지만 휨 및 인장강도가 낮아 공용중 균열이 발생하기 쉽고, 이러한 균열로부터 외부 열화인자가 침투하여 내부 철근의 발청을 유발하는 등 콘크리트구조물의 내구성 및 인성에 대한 문제점이 지적되어왔다.In general, the cementitious composites represented by concrete have brittle properties in which the stress is rapidly lowered after initial cracking under the action of bending and tensile load, and the compressive strength is high but the bending and tensile strength are low, , There have been pointed out problems with respect to durability and toughness of concrete structures such as penetration of external deterioration factor from these cracks and induction of internal reinforcing bars.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 콘크리트에 강섬유(steel fiber)를 혼입하여 일반 콘크리트에 비하여 휨강도 및 인성을 증가시킨 강섬유보강 콘크리트가 사용되어 왔으나, 휨 및 인장하중 작용하에서 초기균열이 발생한 이후 변형의 증가와 함께 응력이 서서히 저하되는 준취성적 성질을 갖고 있으며, 휨 및 인장파괴에 도달할 때까지 1∼2개의 균열만이 발생할 뿐 균열이 국소화 되어 변형 능력의 향상 및 균열폭 제어가 곤란한 문제점이 존재하므로, 균열과 같은 미세 구조의 변화에 따른 전기 비저항의 변화 폭이 작은 문제점이 존재한다.In order to solve these problems, steel fiber reinforced concrete having increased bending strength and toughness compared to ordinary concrete has been used by mixing steel fiber into concrete. However, after initial cracking under bending and tensile loading, There is a problem that the cracks are locally localized so that it is difficult to improve the deformation capacity and to control the crack width. Therefore, There is a problem that the variation of the electrical resistivity is small according to the change of the microstructure.

한편, 최근 섬유보강 콘크리트보다 휨 및 인장성능, 균열제어성능 및 변형성능 등이 우수한 단섬유보강 시멘트 복합체의 제조기술이 연구되고 있으나 이 경우 폴리에틸렌(PE)섬유나 폴리비닐알콜(PVA) 섬유와 같은 마이크로 섬유만을 단독으로 사용하고 있어 최대응력 이후 연화구간에서 응력이 급격히 저하하거나 균열의 국소화가 급격히 진행되는 단점이 존재하고 있다. Recently, a manufacturing technique of a short fiber reinforced cement composite excellent in flexure, tensile performance, crack control performance, and deformation performance has been studied more recently than fiber reinforced concrete. However, in this case, There is a disadvantage that the stress is rapidly lowered or the localization of the crack rapidly progresses in the softening zone after the maximum stress because microfibers alone are used.

본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 매크로 섬유인 강섬유와 탄소섬유를 동시에 콘크리트 구조물에 적용하고, 최적화된 배합비를 실험적으로 확인함으로써, 콘크리트 구조물의 변형 경화(Strain hardening) 특성을 극대화하고, 전기 전도도를 향상시켜, 콘크리트 구조물의 균열과 같은 미세 변화를 보다 경제적이면서도 정확하게 관찰할 수 있는 방법과 장치를 제공하고자 한다.In order to solve such a problem, the present invention maximizes the strain hardening characteristic of a concrete structure by simultaneously applying a macro fiber fiber and a carbon fiber to a concrete structure and experimentally confirming an optimized blending ratio, And to provide a method and an apparatus for observing minute changes such as cracks of a concrete structure more economically and accurately.

일반적으로 인장변형이 없는 상태에서는 도1a과 같이 강섬유 보강된 콘크리트 구조물은 전기분극 현상에 기인하여 전기 비저항이 초기에는 증가하다가 시간이 흐름에 따라 안정화된 값을 갖게 된다. In general, in the absence of tensile deformation, as shown in FIG. 1A, the electrical resistivity of the concrete structure reinforced with steel fiber is increased at the initial stage due to the electro-polarization phenomenon, and then stabilized with time.

하지만, 강섬유 보강된 콘크리트 구조물에 인장 변형(tensile strain)이 가해질 경우에는, 도1b의 그래프와 같이 인장 변형이 증가함에 따라 인장 응력(tensile stress) 역시 비례하여 증가하고, 전기 비저항(resistivity)은 감소하게 된다. 하지만, 최종균열강도(post cracking strength) 이상으로 인장 변형이 증가할 경우에는 인장 응력은 오히려 감소하게 되고, 전기 비저항은 더 이상 변화하지 않는 인장 응력이 감소하더라도 더 이상 변하지 않는다. However, when a tensile strain is applied to a concrete structure reinforced with a steel fiber, as shown in the graph of FIG. 1B, the tensile stress also increases proportionally with increasing tensile strain, and the electrical resistivity decreases . However, when the tensile strain increases beyond the final cracking strength, the tensile stress is rather reduced, and the electrical resistivity does not change anymore even if the tensile stress is not changed any more.

전기 비저항은 아래 식(1)과 같이 전기 저항(R)을 측정하고, 측정 단면적(A)과 측정되는 내부 전극 사이의 거리(L)로부터 계산될 수 있다.The electrical resistivity can be calculated from the measured cross-sectional area (A) and the distance (L) between the measured internal electrodes by measuring the electrical resistance (R) as shown in the following equation (1).

Figure 112014084348062-pat00001
(1)
Figure 112014084348062-pat00001
(One)

여기서 ρ는 전기 비저항, R은 전기저항, A는 단면적, L은 두 개의 내부 전극 사이의 거리, 표본의 시점거리를 의미한다.
Where ρ is the electrical resistivity, R is the electrical resistance, A is the cross-sectional area, L is the distance between the two internal electrodes, and the viewpoint distance of the specimen.

일반적으로 전기 비저항(resistivity)은 시료의 형상이나 구조에는 영향을 받지 않는 시료의 고유 물성에 해당하지만, 전기 저항(resistance)은 단면적과 내부 전극 사이의 길이와 같은 구조적 변수에 영항을 받게 되므로, 전기 저항을 측정하여 전기 비저항으로 환산할 필요가 있다.In general, electrical resistivity corresponds to the intrinsic property of a sample which is not influenced by the shape or structure of the sample. However, since the electrical resistance is affected by structural variables such as the cross-sectional area and the length between the internal electrodes, It is necessary to measure the resistance and convert it into an electrical resistivity.

변형 경화(strain hardening) 현상이 발생하는 콘크리트 구조물의 전기 비저항 측정을 통한 자기 손상 감지 능력을 평가하기 위하여, 단위 변형 당 저항 변화의 비율인 GF(gauge factor) 값을 사용하게 된다. 이러한 GF 값은 다음의 식 (2)와 같이, 인장 변형(tensile strain) 시점부터 균열 발생점(post cracking point)까지의 평균으로 계산될 수 있는데, 다음의 식 (2)에서는 도 1b의 0에서 εpc까지의 인장 변형에 따른 전기 비저항(또는 전기 저항) 값의 변화율의 비를 측정하여 계산될 수 있다. In order to evaluate the self-damage detection ability by measuring the electrical resistivity of a concrete structure in which strain hardening occurs, the value of GF (gauge factor), which is a ratio of resistance change per unit strain, is used. This GF value can be calculated as an average from the time point of the tensile strain to the post cracking point as shown in the following equation (2). In the following equation (2) can be calculated by measuring the ratio of the rate of change of the electrical resistivity (or electrical resistance) value to the tensile strain up to? pc .

Figure 112014084348062-pat00002
Figure 112014084348062-pat00002

Figure 112014084348062-pat00003
Figure 112014084348062-pat00003

Figure 112014084348062-pat00004
Figure 112014084348062-pat00004

Figure 112014084348062-pat00005
(2)
Figure 112014084348062-pat00005
(2)

여기서, △R은 전기저항의 변화량, R0는 인장하중이 시작될 때의 전기저항값, △ε은 인장변형의 변화량, εpc는 균열 발생점에서의 인장변형값, △ρ는 전기 비저항값의 변화량, ρ0는 인장하중이 시작될 때의 전기 비저항값, △ρpc는 균열 발생점에서의 전기 비저항값의 변화량, ρpc는 균열 발생점에서의 전기 비저항값을 나타낸다.Here, △ R is the amount of change in electrical resistance, R 0 is the electrical resistance value, △ ε is the tensile strain variation, ε pc is tensile strain value at crack initiation points, △ ρ is the electrical resistivity value when the tensile load is started change, ρ 0 is the electrical resistivity value, ρ △ pc is a variation, the electrical resistivity ρ pc value at the crack initiation point when the tensile load is started shows the resistivity values at the crack initiation point.

도 2는 인장 변형의 증가에 따른 강섬유로 강화된 콘크리트 구조체의 일반적인 인장 변형 거동을 도식적으로 나타낸 것으로, 변형(strain) 초기에는 탄성 영역(I 영역)을 나타내다가, 변형이 증가할수록 응역이 증가하여 멀티플 크랙이 발생하는 인장 경화 거동(II 영역)을 나타낸 후, 더욱 변형이 증가함에 따라 크랙이 다수 발생하여 성장함으로써 오히려 응력이 감소하는 인장 연화(strain softening) 거동(III 영역)을 나타낸다. 인장 경화 현상이 발생하는 초기 균열시점에서의 인장 응력과 인장 변형은 각각 σcc와 εcc로 나타내며, 더 이상 인장 경화 거동을 보이지 않게 되는 최종 균열시점에서의 인장 응력과 인장 변형은 각각 σpc와 εpc로 나타낸다. Fig. 2 is a graphical representation of the general tensile strain behavior of a steel-reinforced concrete structure with increasing tensile strain, showing an elastic region (I region) at the beginning of strain, (III region) in which the tensile hardening behavior (II region) in which multiple cracks occur is shown and then the stress is decreased by the growth of many cracks as the strain further increases. Tensile stress and tensile strain in the initial crack at which the tensile curing occurs is denoted by σ cc and ε cc each, more tensile stress to tensile strain in the final cracking when the invisible tensile hardening behavior and σ pc each ε pc .

통상적인 강화 콘크리트 구조체의 변형 경화 거동은 σpc가 σcc보다 높은 경우에 나타나게 되며, 변형 경화 거동 영역에서 콘트리트 구조체의 균열이나 미세 구조 변화를 감지하거나 모니터링 함으로써, 콘크리트 구조물의 균열 또는 손상 자기 감지 할 수 있다.The strain hardening behavior of a typical reinforced concrete structure appears when σ pc is higher than σ cc. By detecting or monitoring the crack or microstructure change of the concrete structure in the strain hardening behavior area, cracks or damage of the concrete structure can be detected .

본 발명에서 사용되는 변형 경화 거동을 갖는 콘크리트 구조물에는, 강섬유와 탄소섬유를 포함하는 하이브리드 섬유가 사용되었다. 탄소섬유와 강섬유가 혼합된 하이브리드 섬유를 소량으로 콘크리트 혼합물에 적용함으로써, 이러한 콘크리트 혼합물로 시공된 콘크리트 구조물의 인장 강도(tensile strength)와 연성(ductility)을 동시에 향상시킬 수 있는데, 매크로 섬유인 강섬유는 연성을 증가시키며 마이크로 섬유인 탄소섬유는 인장강도를 향상시키는데 효과적으로 기여하기 때문이다. For the concrete structure having the strain hardening behavior used in the present invention, hybrid fibers including steel fibers and carbon fibers were used. The tensile strength and ductility of a concrete structure constructed with such a concrete mixture can be improved simultaneously by applying a small amount of a hybrid fiber composed of a carbon fiber and a steel fiber to a concrete mixture. This is because carbon fibers, which are microfibers, increase ductility and contribute effectively to improving tensile strength.

하지만, 이러한 콘크리트 혼합물에 배합되는 보강 섬유의 사용량은 작업성(workability)으로 인해 제한되는데, 매크로 섬유의 경우 최대 2 vol%까지 사용 가능하고, 마이크로 섬유의 경우 최대 6 vol%까지 사용되는 것이 일반적이다.However, the amount of reinforcing fibers used in such a concrete mixture is limited due to workability. Macro fibers can be used up to 2 vol%, and microfibers can be used up to 6 vol% .

또한, 본 발명에서 마이크로 섬유로 사용되는 탄소섬유는 일반 금속 보강재에 비해 콘크리트 구조물 내부에 효과적으로 분포될 수 있을 뿐만 아니라 내부식성, 강도 등이 우수하며, 매우 작은 지름과 높은 종횡비(aspect ratio > 1500)를 갖고 있어, 콘크리트 구조물 내부에서 매크로 섬유인 강섬유와 콘크리트 사이의 계면에 분포하여 전지 전도도를 향상시키는데 효과적으로 기여할 수 있어, 콘크리트 구조물의 전기 비저항 변화 측정을 통한 본 발명의 자기 손상 감지 방법과 장치의 민감도를 높일 수 있다.In addition, the carbon fiber used as the microfibers in the present invention is more effectively distributed in the concrete structure than the conventional metal reinforcement, and is excellent in corrosion resistance and strength, and has a very small diameter and a high aspect ratio (aspect ratio> 1500) And it can be effectively distributed in the interface between the macro fiber fiber and the concrete in the concrete structure to effectively improve the battery conductivity so that the sensitivity and the sensitivity of the method of detecting the magnetic damage of the present invention by measuring the electrical resistivity change of the concrete structure .

이러한 하이브리드 보강재로 보강된 콘크리트 구조물의 자기 손상 감지 방법은, 강섬유(steel fiber)와 탄소섬유(carbon fiber)를 포함하는 하이브리드 섬유가 전체 조성물을 기준으로 1.25 ~ 2.0 vol%의 범위로 포함되도록 콘크리트 조성물에 배합한 후, 콘크리트 구조물을 제조하고, 상기 콘크리트 구조물에 전기를 흘려줄 수 있는 전극을 형성하고, 상기 전극에 전류를 공급하여 시간 변화에 따른 콘크리트 구조물의 비저항 변화를 측정하는 단계를 포함하는데, 상기 시간 변화에 따른 비저항 변화 측정은 콘크리트 구조물의 내구성 검사 주기, 또는 지진과 같은 특정한 사건이 발생한 직후 등 사용자가 필요한 시기를 직접 선택하여 결정하는 것 또한 가능하다.The method for detecting a magnetic damage of a concrete structure reinforced with such a hybrid reinforcement is characterized in that the hybrid fiber including steel fiber and carbon fiber is contained in a range of 1.25 to 2.0 vol% Forming a concrete structure, forming an electrode capable of flowing electricity to the concrete structure, and supplying a current to the electrode to measure a change in specific resistance of the concrete structure with time, It is also possible to directly select a user's required time, such as a durability test cycle of a concrete structure or a specific event such as an earthquake, in order to measure the change in resistivity with time.

이때 사용되는 콘크리트 조성물에는 콘크리트 조성물에는 강섬유가 1.0~1.5 vol%의 범위로 포함되고, 탄소섬유는 0.25~0.5 vol%의 범위로 포함되는 것이 바람직하며, 강섬유의 지름은 0.25~0.45 mm, 길이는 25~45 mm이고, 상기 탄소섬유의 지름은 0.005~0.01 mm, 길이는 10~17 mm인 것이 바람직한데, 이러한 조성물을 사용하여 콘크리트 구조물 전체에 걸쳐 시공할 수도 있지만, 균열 또는 손상이 예상되는 콘크리트 구조물의 특정 취약 부위에 대해서만 일부 시공하는 것도 가능하다. The concrete composition used in the concrete composition preferably contains a steel fiber in a range of 1.0 to 1.5 vol% and a carbon fiber in a range of 0.25 to 0.5 vol%. The diameter of the steel fiber is 0.25 to 0.45 mm, Preferably 25 to 45 mm, the diameter of the carbon fiber is 0.005 to 0.01 mm, and the length is 10 to 17 mm. Although such a composition can be applied over the entire concrete structure, It is also possible to make some construction only for a specific vulnerable part of the structure.

또한, 기존 콘크리트 건물에 대해서도 특정 취약 부위에 대해서만 보수 공사 형태로 본 발명의 하이브리드 섬유 보강재가 사용된 콘크리트 구조물을 일부분만 선택적으로 설치하는 것도 가능하며, 필요에 따라 전극의 위치와 수량을 다양하게 변화시키는 것 또한 가능하다.Also, it is possible to selectively install a concrete structure using a hybrid fiber reinforcing material of the present invention only for a specific vulnerable site, and to change the position and quantity of the electrode to various types It is also possible to do.

본 발명의 다른 실시 형태인 콘크리트 구조물의 자기 손상 감지 장치는, 강섬유(steel fiber)와 탄소섬유(carbon fiber)를 포함하는 하이브리드 섬유가 전체 조성물을 기준으로 1.25 ~ 2.0 vol%의 범위로 포함된 콘크리트 조성물로 형성된 콘크리트 구조물과 상기 콘크리트 구조물과 외부 전원을 전기적으로 연결하는 전극, 상기 전극부를 통해 전류를 공급하여 상기 콘크리트 구조물의 취약 부위의 시간에 따른 전기 비저항의 변화를 기록하는 제어부 및 상기 전극부와 상기 제어부를 전기적으로 연결하는 연결부를 포함한다. Another embodiment of the present invention is a device for detecting a magnetic damage of a concrete structure, which comprises a hybrid fiber including a steel fiber and a carbon fiber in a range of 1.25 to 2.0 vol% A control unit for supplying a current through the electrode unit to record a change in electrical resistivity of the fragile portion of the concrete structure over time, And a connection unit for electrically connecting the control unit.

본 발명에서 콘크리트 구조물을 제조하는데 사용되는 콘크리트 조성물은, 규사 100 중량부에 대하여 시멘트는 75~85 중량부, 열분해 실리카는 5~10 중량부, 플라이 애시는 15~25 중량부, 고강도 혼화제는 1~10 중량부, 물은 20~30 중량부를 혼합하여 제조되며, 이때 사용되는 플라이 애시는 분말도가 3000~4000 ㎠/g이고, 상기 열분해 실리카는 평균직경이 0.01~1 ㎛이며, 상기 규사는 평균직경이 0.01~0.5 mm인 것이 바람직하다.The concrete composition used for producing the concrete structure of the present invention is composed of 75 to 85 parts by weight of cement, 5 to 10 parts by weight of pyrolysis silica, 15 to 25 parts by weight of fly ash, and 1 to 25 parts by weight of high- To 10 parts by weight of water and 20 to 30 parts by weight of water, wherein the fly ash used has a powdery degree of 3000 to 4000 cm 2 / g, the pyrolytic silica has an average diameter of 0.01 to 1 μm, It is preferable that the average diameter is 0.01 to 0.5 mm.

[[ 실시예Example 1] One]

본 발명에 사용되는 하이브리드 섬유로 보강된 콘크리트 구조물의 균열 또는 손상 자기 감지 성능을 살펴보기 위해서, 강섬유만을 보강재료로 사용한 콘크리트 구조물과 강섬유 및 탄소섬유를 포함하는 하이브리드 섬유를 보강재료로 사용한 콘크리트 조성물을 사용하여 각각 시편을 제작하고 이들의 GF 값을 측정하여 비교하였다. In order to examine the cracking or damage magnetic detection performance of the concrete structure reinforced with the hybrid fiber used in the present invention, a concrete structure using only a steel fiber as a reinforcing material, a concrete composition using a hybrid fiber including a steel fiber and a carbon fiber as a reinforcing material And the GF values of these specimens were measured and compared.

본 실시예에서 사용된 강섬유와 탄소섬유는 표 1의 재질을 사용하였으며, 이들의 사진은 도 3에 나타내었다. 강섬유만을 보강재로 사용한 경우에는 전체 콘크리트 조성물에서 강섬유가 1.5 vol%가 되도록 콘크리트 혼합물에 배합하였으며, 하이브리드 섬유를 사용하여 보강한 경우에는 강섬유가 1.0 vol%, 탄소섬유가 0.5 vol% 포함되도록 콘크리트 조성물에 혼합하였다.
The steel fiber and the carbon fiber used in the present embodiment were made of the materials shown in Table 1, and the photographs thereof are shown in FIG. In the case of using only the steel fiber as the reinforcing material, the concrete mixture was mixed into the concrete mixture such that the steel fiber content was 1.5 vol% in the entire concrete composition. When reinforced with the hybrid fiber, the steel fiber content was 1.0 vol% and the carbon fiber content was 0.5 vol% .

섬유의 종류Type of fiber 직경 [mm]Diameter [mm] 길이 [mm]Length [mm] 밀도[g/cc]Density [g / cc] 인장 강도[MPa]Tensile Strength [MPa] 탄성계수[GPa]Elastic modulus [GPa] 탄소섬유Carbon fiber 0.005~0.010.005 to 0.01 10~1710-17 1.811.81 41374137 240240 강섬유Steel fiber 0.25~0.450.25 to 0.45 25~4525 ~ 45 7.97.9 25802580 200200

상기 콘크리트 조성물을 사용하여 변형 경화된 콘크리트 구조물을 형성하는 구체적인 단계는 다음과 같다. The concrete steps of forming the deformation-hardened concrete structure using the concrete composition are as follows.

시멘트, 플라이 애시(fly ash), 실리카 흄(silica fume), 규사(silica sand), 탄소섬유를 5분간 건조 혼합하는 제 1단계; 상기 제 1단계의 혼합물에 물을 부가한 후 3분간 혼합하는 제 2단계; 상기 제 2단계의 혼합물에 혼화제(plasticizer)를 부가한 후 5-10분간 혼합하는 제 3단계; 상기 제 3 단계의 혼합물에 강섬유를 부가한 후 다시 5분간 혼합하는 제 4단계; 상기 제 4단계의 혼합물을 몰드에 타설하고 미세한 진동을 주는 제 5단계; 상기 제 5단계의 혼합물을 플라스틱 시트로 덮어 상온에서 2일간 보관하는 제 6단계; 상기 제 6단계의 성형체를 몰드에서 꺼내고 14일간 습윤 양생하는 제 7단계; 상기 제 7단계의 성형체를 12~36시간 고온에서 말리는 제 8단계;및 상기 제 8단계의 성형체에 대해 2~3층의 폴리우레탄을 뿌리는 제 9단계;를 거쳐 제조된다.Cement, fly ash, silica fume, silica sand, and carbon fiber for 5 minutes; Adding water to the mixture of the first step and mixing the mixture for 3 minutes; A third step of adding a plasticizer to the mixture of the second step and mixing the resulting mixture for 5-10 minutes; A fourth step of adding a steel fiber to the mixture of the third step and mixing the same again for 5 minutes; A fifth step of pouring the mixture of the fourth step into the mold and giving a fine vibration; A sixth step of covering the mixture of the fifth step with a plastic sheet and storing at room temperature for 2 days; A seventh step of taking the molded body of the sixth step from the mold and wet-curing it for 14 days; A step 8 of drying the molded body of the seventh step at a high temperature for 12 to 36 hours and a step 9 of spraying polyurethane of 2 to 3 layers of the molded body of the eighth step.

이때 사용되는 플라이 애시는 분말도가 3000~4000 ㎠/g이고, 상기 실리카 흄는 평균직경이 0.01~1 ㎛이며, 상기 규사는 평균직경이 0.01~0.5 mm의 범위를 갖는 다. 또한 상기 규사 100 중량부에 대하여 상기 시멘트는 75~85 중량부, 상기 실리카 흄은 5~10 중량부, 상기 플라이 애시는 15~25 중량부, 상기 혼화제는 1~10 중량부, 상기 물은 20~30 중량부의 범위로 혼합하였다.The silica fly has an average diameter of 0.01 to 1 占 퐉 and an average diameter of the silica fly ranges from 0.01 to 0.5 mm. The silica fume is 5 to 10 parts by weight, the fly ash is 15 to 25 parts by weight, the admixture is 1 to 10 parts by weight, the water is 20 to 20 parts by weight, To 30 parts by weight.

강섬유만을 보강재로 사용한 경우에는 상기 제 1단계에서 탄소섬유를 제외하고는 동일한 방법으로 콘크리트 시편을 제조하였다. 이렇게 제조된 각각의 콘크리트 시편에 은 페이스트(silver paste)를 전체로 감싸 준 후 동박 테이프(copper tape)를 붙여 콘크리트와 테이프 사이에 전기 전도성을 높여준 후, 상기 콘크리트 시편에 인장 하중을 가하면서 전기 저항의 변화를 측정하였으며, 각각의 시편에 대한 실험 결과를 정리하면 다음의 표 2 및 도 4와 같다.
When only the steel fiber was used as the reinforcing material, concrete specimens were prepared in the same manner except for the carbon fiber in the first step. Each of the concrete specimens thus prepared was wrapped with a silver paste as a whole, and a copper tape was attached to increase the electrical conductivity between the concrete and the tape. Then, a tensile load was applied to the concrete specimen, And the experimental results for each specimen are summarized in the following Table 2 and FIG. 4.

인장 변형
εpc(%)
Tensile strain
ε pc (%)
인장 응력
σpc(MPa)
Tensile stress
σ pc (MPa)
평균 균열 수
Npc
Average crack number
Npc
GF 값GF value
강섬유Steel fiber 0.530.53 7.647.64 1010 99.8599.85 하이브리드 섬유Hybrid fiber 0.490.49 6.816.81 77 208.23208.23

상기 표 2의 결과와 도 4의 기계-전기적(mechanical electrical) 응답 거동(response behavior)을 살펴보면, 강섬유만을 보강재로 사용한 콘크리트 시편과 강섬유와 탄소섬유를 모두 포함한 하이브리드 섬유를 보강재로 사용한 콘크리드 시편 모두 전형적인 변형 경화 거동을 나타내었지만, 강섬유만을 사용한 경우에 비해 하이브리드 섬유가 사용된 콘크리트 시편이 인장 변형과 인장 응력면에서는 약간 감소되었다. The results of Table 2 and the mechanical-electrical response behavior of FIG. 4 show that both concrete specimens using only steel fibers as reinforcing materials and concrete specimens using hybrid fibers containing both steel fibers and carbon fibers as reinforcing materials Although typical strain hardening behaviors were shown, the concrete specimens with hybrid fibers were slightly reduced in tensile strain and tensile stress compared to steel fiber only.

하지만, 단위 인장 변형에 따른 비저항의 변화를 나타내는 GF값이 2배 이상으로 높아짐을 확인할 수 있었으며, 본 발명에서 해결하고자 하는 콘크리트 구조물의 자기 손상 감지에 더욱 유리함을 확인할 수 있었다.
However, it was confirmed that the GF value indicating the change of the resistivity due to the unit tensile strain was increased to more than 2 times, and it was confirmed that it is more advantageous to detect the magnetic damage of the concrete structure to be solved in the present invention.

[[ 실시예Example 2] 2]

앞서 [실시예 1]와 동일한 방법으로 하이브리드 섬유를 사용하여 콘크리트 시편을 제조하였으며, 이때 사용되는 강섬유의 양은, 콘트리트 조성물의 총 배합량의 1.0 vol%로 고정하고, 탄소섬유의 양을 총배합량의 0 vol%, 0.5 vol%, 1.0 vol% 및 1.5 vol%로 변화시켜 콘크리트 시편을 제작한 후, 동일한 방법으로 기계-전기적 응답 거동을 관찰하였으며, 그 결과는 도 5a 내지 5d에 나타내었다.A concrete specimen was prepared using hybrid fibers in the same manner as in [Example 1], and the amount of the steel fiber used was fixed to 1.0 vol% of the total amount of the concrete composition, and the amount of carbon fiber was set to 0 vol%, 0.5 vol%, 1.0 vol%, and 1.5 vol%, and the mechanical-electrical response behavior was observed in the same manner. The results are shown in Figs. 5a to 5d.

도 5a는 탄소섬유가 사용되지 아니하고 강섬유만이 1 vol% 사용된 콘크리트 시편의 기계-전기적 응답 거동을 의미하며, 도 5b는 내지 도 5d는 각각 강섬유 1vol%에 탄소섬유 0.5, 1 및 1.5 vol%가 포함된 하이브리드 섬유를 사용하여 제조된 콘크리트 시편에 대한 기계-전기적 응답 거동을 나타낸다.5a shows the mechanical-electrical response behavior of a concrete specimen in which carbon fiber is not used but only 1 vol% of the steel fiber is used. Figs. 5b to 5d show carbon fiber 0.5, 1 and 1.5 vol% The mechanical - electrical response behavior of concrete specimens prepared using hybrid fibers containing.

강섬유만이 1.0 vol%포함된 경우와 강섬유 1.0 vol% 및 탄소섬유 0.5 vol%를 포함하는 경우만이 전형적인 변형 경화(strain hardening) 거동을 나타내었으며, 탄소섬유의 사용량이 증가되어 1.0 또는 1.5 vol% 포함된 경우에는 변형 연화(strain softening) 거동을 나타내어, 본 발명에서 해결하고자 하는 콘크리트 구조물의 자기 손상 감지에 적절하지 않음을 알 수 있었다. The typical strain hardening behavior was observed only when the steel fiber contained 1.0 vol%, the steel fiber contained 1.0 vol%, and the carbon fiber contained 0.5 vol%. The use of carbon fiber was increased to 1.0 or 1.5 vol% The strain softening behavior is not suitable for detecting the magnetic damage of the concrete structure to be solved in the present invention.

초기균열이 발생한 이후 인장변형이 증가함에 따라 그 인장저항능력이 감소하게 되면, 다수의 미세 균열이 생성되는 것이 아니라, 하나의 균열이 점점 그 폭이 증가하게 된다. 따라서 구조물의 내구수명을 단축 시킬 뿐만 아니라, 하중저항능력도 저하되게 된다.As the tensile strain increases after the initial cracking, the tensile resistance decreases. Instead, many microcracks are generated, but the width of one crack increases gradually. Therefore, not only the durability life of the structure is shortened, but also the load resistance ability is lowered.

상기 결과를 토대로 각각의 경우에 대한 GF 값을 계산하여 비교한 결과를 도 6에 나타내었으며, 강섬유가 1.0 vol%, 탄소섬유가 0.5 vol%의 양으로 혼합된 콘크리트 시편의 GF 값이 가장 높은 값을 가짐을 확인할 수 있었다.
6 shows the results of comparing GF values for each case based on the above results. The GF values of the concrete specimens mixed with 1.0 vol% of the steel fiber and 0.5 vol% of the carbon fiber were the highest values As shown in Fig.

[[ 실시예Example 3] 3]

앞서 [실시예 2]와 동일한 방법으로 하이브리드 섬유를 사용하여 콘크리트 시편을 제조하였으며, 이때 사용되는 강섬유의 양은, 콘트리트 조성물의 총 배합량의 1.5 vol%로 고정하고, 탄소섬유의 양을 각각 총배합량의 0 vol%, 0.25 vol% 및 0.5 vol%로 변화시켜 콘크리트 시편을 제작한 후, 동일한 방법으로 기계-전기적 응답 거동을 관찰하였으며, 그 결과는 도 7a 내지 7c에 나타내었다.The concrete specimens were prepared using the hybrid fibers in the same manner as in Example 2 except that the amount of the steel fiber used was fixed at 1.5 vol% of the total amount of the concrete composition and the amount of the carbon fibers was adjusted to the total amount 0 vol%, 0.25 vol%, and 0.5 vol%, respectively, and the mechanical-electrical response behavior was observed in the same manner. The results are shown in FIGS. 7a to 7c.

도 7a는 탄소섬유가 사용되지 아니하고 강섬유만이 1.5 vol% 사용된 콘크리트 시편의 기계-전기적 응답 거동을 의미하며, 도 7b와 도 7c는 각각 강섬유 1.5vol%에 탄소섬유 0.25 및 1.0 vol%가 포함된 하이브리드 섬유를 사용하여 제조된 콘크리트 시편에 대한 기계-전기적 응답 거동을 나타낸다.FIG. 7A shows the mechanical-electrical response behavior of a concrete specimen in which 1.5% by volume of carbon fiber is not used, and FIG. 7B and FIG. 7C show carbon fiber 0.25 and 1.0 vol% The mechanical - electrical response behavior of concrete specimens prepared using hybrid fibers is shown.

강섬유만이 1.5 vol%포함된 경우와 강섬유 1.5 vol% 및 탄소섬유 0.25 vol% 또는 0.50 vol%를 포함하는 경우만이 전형적인 변형 경화(strain hardening) 거동을 나타내었으며, 탄소섬유의 사용량이 증가되어 1.0 vol% 포함된 경우에는 앞서 실시예 2에서 확인한 바와 같이 변형 연화(strain softening) 거동을 나타내어, 본 발명에서 해결하고자 하는 콘크리트 구조물의 자기 손상 감지에 적절하지 않았다. The typical strain hardening behavior was observed only when the steel fiber contained 1.5 vol% of carbon fiber, 1.5 vol% of steel fiber, and 0.25 vol% or 0.50 vol% of carbon fiber, and the amount of carbon fiber used increased to 1.0 vol %, Strain softening behavior was confirmed as shown in Example 2, and it was not suitable for detecting the magnetic damage of the concrete structure to be solved in the present invention.

상기 결과를 토대로 각각의 경우에 대한 GF 값을 계산하여 비교한 결과와 인장 강도의 측정결과를 각각 도 8a와 도 8b에 나타내었으며, 강섬유가 1.5 vol%, 탄소섬유가 0.5 vol%의 양으로 혼합된 콘크리트 시편의 GF 값이 가장 높은 값을 가짐을 확인할 수 있었으며, 인장 강도(tensile stress)의 변화 역시 탄소 섬유의 양이 0.5 vol%까지 증가함에 따라 크게 변화하지 않고 유지되고 있음을 확인할 수 있었다.
Based on the above results, the GF value for each case was calculated and the results of the comparison and the measurement results of the tensile strength were shown in FIGS. 8A and 8B, respectively. Steel fibers were mixed in an amount of 1.5 vol% and carbon fibers were mixed in an amount of 0.5 vol% The GF values of the concrete specimens were found to be the highest values, And it was confirmed that it was not significantly changed by increasing to 0.5 vol%.

Claims (10)

콘크리트 구조물의 자기 손상 감지 방법에 있어서,
균열 또는 손상이 예상되는 상기 콘크리트 구조물의 취약 부위를, 강섬유(steel fiber)와 탄소섬유(carbon fiber)를 포함하는 하이브리드 섬유가 전체 조성물을 기준으로 1.25 ~ 2.0 vol%의 범위로 포함된 콘크리트 조성물을 사용하여 형성하는 제 1 단계;
상기 콘크리트 조성물을 사용하여 형성된 상기 콘크리트 구조물의 취약 부위에 전극을 형성하는 제 2 단계; 및
상기 전극에 전류를 공급하여 시간 변화에 따른 콘크리트 구조물의 취약 부위의 비저항 변화를 측정하는 제 3 단계;를 포함하고,
상기 하이브리드 섬유에는 강섬유가 1.0 ~ 1.5 vol%, 탄소섬유가 0.25 ~ 0.5 vol%의 범위로 포함되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 섬유를 통해 보강된 콘크리트 구조물의 균열 또는 손상 자기 감지 방법.
A method for detecting a magnetic damage of a concrete structure,
A concrete composition in which a hybrid fiber including steel fiber and carbon fiber is contained in an amount of 1.25 to 2.0 vol% based on the total composition, A first step of forming by use;
A second step of forming an electrode on a vulnerable portion of the concrete structure formed using the concrete composition; And
And a third step of supplying a current to the electrode to measure a change in resistivity of the fragile portion of the concrete structure with time,
Wherein the hybrid fiber comprises 1.0 to 1.5 vol% of a steel fiber and 0.25 to 0.5 vol% of a carbon fiber, wherein the hybrid fiber is cracked or damaged.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 강섬유의 지름은 0.25 ~ 0.45 mm, 길이는 25 ~ 45 mm이고, 상기 탄소섬유의 지름은 0.005 ~ 0.01 mm, 길이는 10 ~ 17 mm인 것을 특징으로 하는, 하이브리드 섬유를 통해 보강된 콘크리트 구조물의 균열 또는 손상 자기 감지 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the steel fiber has a diameter of 0.25 to 0.45 mm and a length of 25 to 45 mm and a diameter of the carbon fiber is 0.005 to 0.01 mm and a length of the reinforcing fiber is 10 to 17 mm. Cracks or damage to the magnetic sensing method.
제1항에 있어서,
상기 콘크리트 조성물에는, 규사 100 중량부에 대하여 시멘트는 75 ~ 85 중량부, 열분해 실리카는 5 ~ 10 중량부, 플라이 애시는 15 ~ 25 중량부, 고강도 혼화제는 1 ~ 10 중량부, 물은 20 ~ 30 중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 섬유를 통해 보강된 콘크리트 구조물의 균열 또는 손상 자기 감지 방법.
The method according to claim 1,
In the concrete composition, 75 to 85 parts by weight of cement, 5 to 10 parts by weight of pyrolysis silica, 15 to 25 parts by weight of fly ash, 1 to 10 parts by weight of high strength admixture, 20 to 20 parts by weight of water, 30 parts by weight of the reinforcing fibers are reinforced by the reinforcing fibers.
제4항에 있어서,
상기 플라이 애시는 분말도가 3000 ~ 4000 ㎠/g이고, 상기 열분해 실리카는 평균직경이 0.01 ~ 1 ㎛이며, 상기 규사는 평균직경이 0.01 ~ 0.5 mm인 것을 특징으로 하는, 하이브리드 섬유를 통해 보강된 콘크리트 구조물의 균열 또는 손상 자기 감지 방법.
5. The method of claim 4,
Characterized in that the fly ash has a powder degree of 3000 to 4000 cm 2 / g, the pyrolytic silica has an average diameter of 0.01 to 1 μm and the silica sand has an average diameter of 0.01 to 0.5 mm. Methods of cracking or damaging magnetic detection of concrete structures.
콘크리트 구조물의 자기 손상 감지 장치에 있어서,
강섬유(steel fiber)와 탄소섬유(carbon fiber)를 포함하는 하이브리드 섬유가 전체 조성물을 기준으로 1.25 ~ 2.0 vol%의 범위로 포함된 콘크리트 조성물로 형성된, 균열 또는 손상이 예상되는 콘크리트 구조물의 취약 부위;
상기 취약 부위를 외부 전원과 전기적으로 연결하는 전극부;
상기 전극부를 통해 전류를 공급하여 상기 콘크리트 구조물의 취약 부위의 시간에 따른 전기 비저항의 변화를 기록하는 제어부; 및
상기 전극부와 상기 제어부를 전기적으로 연결하는 연결부;를 포함하고,
상기 하이브리드 섬유에는 강섬유가 1.0 ~ 1.5 vol%, 탄소섬유가 0.25 ~ 0.5 vol%의 범위로 포함되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 섬유를 통해 보강된 콘크리트 구조물의 균열 또는 손상 자기 감지 장치.
A magnetic damaging device for a concrete structure,
A fragile portion of a concrete structure in which a hybrid fiber including steel fiber and carbon fiber is formed of a concrete composition containing 1.25 to 2.0 vol% based on the total composition;
An electrode unit electrically connecting the vulnerable portion to an external power source;
A control unit for supplying a current through the electrode unit to record a change in electrical resistivity with time of a fragile portion of the concrete structure; And
And a connection unit electrically connecting the electrode unit and the control unit,
Wherein the hybrid fiber comprises 1.0 to 1.5 vol% of a steel fiber and 0.25 to 0.5 vol% of a carbon fiber, wherein the hybrid fiber is cracked or damaged by a hybrid fiber.
삭제delete 제6항에 있어서,
상기 강섬유의 지름은 0.25 ~ 0.45 mm, 길이는 25 ~ 45 mm이고, 상기 탄소섬유의 지름은 0.005 ~ 0.01 mm, 길이는 10 ~ 17 mm인 것을 특징으로 하는, 하이브리드 섬유를 통해 보강된 콘크리트 구조물의 균열 또는 손상 자기 감지 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the steel fiber has a diameter of 0.25 to 0.45 mm and a length of 25 to 45 mm and a diameter of the carbon fiber is 0.005 to 0.01 mm and a length of the reinforcing fiber is 10 to 17 mm. Crack or damage magnetic sensor.
제6항에 있어서,
상기 콘크리트 조성물에는, 규사 100 중량부에 대하여 시멘트는 75 ~ 85 중량부, 열분해 실리카는 5 ~ 10 중량부, 플라이 애시는 15 ~ 25 중량부, 고강도 혼화제는 1 ~ 10 중량부, 물은 20 ~ 30 중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 섬유를 통해 보강된 콘크리트 구조물의 균열 또는 손상 자기 감지 장치.
The method according to claim 6,
In the concrete composition, 75 to 85 parts by weight of cement, 5 to 10 parts by weight of pyrolysis silica, 15 to 25 parts by weight of fly ash, 1 to 10 parts by weight of high strength admixture, 20 to 20 parts by weight of water, 30 parts by weight of the reinforcing fibers are reinforced by the reinforcing fibers.
제9항에 있어서,
상기 플라이 애시는 분말도가 3000 ~ 4000 ㎠/g이고, 상기 열분해 실리카는 평균직경이 0.01 ~ 1 ㎛이며, 상기 규사는 평균직경이 0.01 ~ 0.5 mm인 것을 특징으로 하는, 하이브리드 섬유를 통해 보강된 콘크리트 구조물의 균열 또는 손상 자기 감지 장치.
10. The method of claim 9,
Characterized in that the fly ash has a powder degree of 3000 to 4000 cm 2 / g, the pyrolytic silica has an average diameter of 0.01 to 1 μm and the silica sand has an average diameter of 0.01 to 0.5 mm. Crack or damage of a concrete structure.
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