KR20230017018A - 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법 - Google Patents

머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 형태의 균열홈을 갖는 균열 콘크리트 실험체의 제작방법에 있어서, 모사체 몰드에 모사체 재료를 용입하여 모사체를 제작하는 단계; 상기 모사체를 실험체 거푸집 내부 특정위치에 고정시키는 단계; 상기 실험체 거푸집 내에 콘크리트를 타설, 양생시키는 단계; 및 열을 인가하여 상기 모사체를 용융, 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법에 관한 것이다.

Description

머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법{Detailed process of machine learning-based concrete crack mock-up specimen}
본 발명은 열화상 영상을 이용한 철근 콘크리트 구조물의 다양한 형태를 가진 균열 깊이를 파악하기 위한 기술 개발을 위해 제작된 실험체의 상세 제작방법에 대한것이다.
본 발명이 속한 종래 기술은 철근 콘크리트의 다양한 균열 모사체 제작에 관한 기술에 바탕을 두고 있다. 본 발명의 배경이 되는 기술은 유한요소해석에 기반한 열해석, 3D 프린터 기술 및 파라핀 왁스를 이용한 모형체 제작기술로 철근 콘크리트 실험체가 외부로부터 열에너지를 받았을 때, 열에너지의 영향 구간을 유한요소 기법을 통해 정상부 및 균열부의 열반경을 파악하여 효과적인 실험체의 제작기술이다.
3D 프린터는 앞뒤(x축)와 좌우(y축) 그리고 상하(z축) 운동을 이용하여 3D 도면을 바탕으로 입체 물품을 만들어내는 기구이다. 입체형태를 만드는 방식은 크게 한 층씩 쌓아올리는 적층형, 큰 덩어리를 깎아내는 절삭형이 있다. 적층형은 레이어가 얇아 정밀한 형상을 얻을 수 있고 채색을 동시에 진행할 수 있고 절삭형은 적층형에 비하여 정밀하다는 장점이 있지만 재료의 소모가 많고 채색작업을 따로 해야하는 단점이 있다. 제작단계는 모델링, 프린팅, 피니싱으로 이루어져있다.
유한요소해석은 공학 분석 시 활용되는 컴퓨터 시뮬레이션 기술로 유한요소법(FEM)이라 불리는 수치적 기법을 사용한다. 유한요소해석의 기본적인 용도는 기계장치 및 시스템에서 응력과 변위를 결정하는 데 있지만 최근 열전달, 유체역학, 전자기학 등에도 적용이 이루어지고 있으며 실제 공학에서 컴퓨터를 이용해 모델링한 후 이에 필요한 물성, 하중과 같은 외부요인들을 설정하고 시각화 된 결과를 얻는 등의 응용이 이루어지고 있다.
도 1은 마이크로 크리스탈린 왁스의 특성표를 나타낸 것이다. 마이크로 크리스탈린 왁스는 파라핀 왁스에 비해 높은 높은 강도, 80℃~110℃의 높은 융점, 높은 점도를 지니고 있으며 높은 점도로 인해 우수한 성형성을 지니고 있다. 주요 용도로는 에멀젼, 정밀주조, 공예양초로 이용되고 있다.
종래의 인위적인 콘크리트 균열 타설 시 원하는 균열 형상에 맞게 강판을 제작하여 삽입해 양생한다. 기존의 방식으로는 균열에 철근이 끼워져 있거나 균열의 크기가 내부로 커지는 등의 인위적인 균열을 가진 철근 콘크리트 실험체 제작 시 모사체의 제거가 불가능하여 철근이 유입된 콘크리트 균열 실험체 및 역삼각 콘크리트 균열 실험체의 제작이 제한되어있다.
일본 등록특허 JP5737649 대한민국 등록특허10-2129976 일본 공개특허 10-2017-167060 대한민국 공개특허10-2021-0065672
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 실험체 균열 모양의 다양화를 위해 균열의 형태, 깊이와 상관없이 제거가 가능한 모사체를 파라핀 왁스를 이용하여 제작하며, 3D프린터를 이용하여 모사체 몰드를 제작한 후 철근 콘크리트 균열 모사체는 철근을 끼운 후에, 콘크리트 균열 모사체는 몰드에 바로 파라핀 왁스를 용입하여 모사체를 제작하고, 해당 모사체를 이용하여 철근 콘크리트 실험체 제작을 완료하면 열을 이용하여 실험체에 영향을 끼치지 않고 쉽게 모사체의 제거가 가능하므로, 기존의 제한점을 없애고 균열의 형태를 다양화 할 수 있으며 기존에 설계한대로 정확하게 제작할 수 있는 실험체의 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 실험체 제작에 사용되는 모사체를 파라핀 왁스를 이용하여 제작하므로 실험체 제작 완료 후 모사체 제거에 있어 제한점이 사라지게 되며, 파라핀 왁스는 구체적으로 마이크로크리스탈린 왁스로 구성되어 충분한 압력에 버틸 수 있고 104℃의 융점을 가지고 있어 철근 콘크리트 양생시의 수화열에 녹지 않고 실험체 완성 후에 열을 이용하여 쉽게 제거할 수 있으므로, 기존에 제작 불가능했던 형태 및 깊이를 가진 인위적인 균열을 높은 정확도로 제작하는 것이 가능한, 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유한요소해석 및 3D 프린터를 이용한 철근 콘크리트 및 역삼각 균열 콘크리트 모사체 제작에 적용이 가능하며, 열반경해석 이외의 다양한 상황에 맞게 균열을 모사한 철근 콘크리트 실험체 및 역삼각 균열 콘크리트 실험체 제작 시 적용 가능하고, 파라핀 왁스를 이용하여 모사체를 제작하기 때문에 철근 콘크리트 실험체 및 역삼각 균열 콘크리트 실험체 완성 후 모사체 제거가 더 용이해져 다양한 형태의 실험체 제작 가능한, 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적은, 다양한 형태의 균열홈을 갖는 균열 콘크리트 실험체의 제작방법에 있어서, 모사체 몰드에 모사체 재료를 용입하여 모사체를 제작하는 단계; 상기 모사체를 실험체 거푸집 내부 특정위치에 고정시키는 단계; 상기 실험체 거푸집 내에 콘크리트를 타설, 양생시키는 단계; 및 열을 인가하여 상기 모사체를 용융, 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법으로서 달성될 수 있다.
그리고 상기 모사체 재료는 파라핀 왁스인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 파라핀 왁스는 마이크로 크리스탈린 왁스인 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 모사체를 제작하는 단계는, 상기 모사체 몰드의 철근 관통홀에 철근을 관통 장착한 후, 내부로 파라핀 왁스를 용입하여 철근이 결합된 균열부를 제작하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 고정부에 상기 균열부를 접합, 결합하여 모사체를 제작하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 모사체를 제작하는 단계 전에, 최적 철근 콘크리트 실험체 규격을 산정하고, 3D도면을 제작하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 3D도면을 이용하여 3D프린터로 모사체 몰드, 실험체 거푸집, 고정부를 제작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 고정시키는 단계에서, 상기 고정부를 상기 실험체 거푸집에 거치, 고정하여 상기 균열부를 설정된 위치에 세팅시키고, 철근 고정부재를 통해 상기 균열부의 철근과 상기 실험체 거푸집을 고정시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 균열부는 하부측으로 폭이 커지는 형태를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 최적 철근 콘크리트 실험체 규격을 산정은, 상태조사에 필요한 균열 형상에 대해 3D모델을 구축하고, 생성된 3D모델에 대한 유한요소해석을 수행, 열반경을 파악하여 최적 철근 콘크리트 실험체 규격을 산정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법에 따르면, 실험체 균열 모양의 다양화를 위해 균열의 형태, 깊이와 상관없이 제거가 가능한 모사체를 파라핀 왁스를 이용하여 제작하며, 3D프린터를 이용하여 모사체 몰드를 제작한 후 철근 콘크리트 균열 모사체는 철근을 끼운 후에, 콘크리트 균열 모사체는 몰드에 바로 파라핀 왁스를 용입하여 모사체를 제작하고, 해당 모사체를 이용하여 철근 콘크리트 실험체 제작을 완료하면 열을 이용하여 실험체에 영향을 끼치지 않고 쉽게 모사체의 제거가 가능하므로, 기존의 제한점을 없애고 균열의 형태를 다양화 할 수 있으며 기존에 설계한대로 정확하게 제작할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법에 따르면, 실험체 제작에 사용되는 모사체를 파라핀 왁스를 이용하여 제작하므로 실험체 제작 완료 후 모사체 제거에 있어 제한점이 사라지게 되며, 파라핀 왁스는 구체적으로 마이크로크리스탈린 왁스로 구성되어 충분한 압력에 버틸 수 있고 104℃의 융점을 가지고 있어 철근 콘크리트 양생시의 수화열에 녹지 않고 실험체 완성 후에 열을 이용하여 쉽게 제거할 수 있으므로, 기존에 제작 불가능했던 형태 및 깊이를 가진 인위적인 균열을 높은 정확도로 제작하는 것이 가능한 효과를 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법에 따르면, 유한요소해석 및 3D 프린터를 이용한 철근 콘크리트 및 역삼각 균열 콘크리트 모사체 제작에 적용이 가능하며, 열반경해석 이외의 다양한 상황에 맞게 균열을 모사한 철근 콘크리트 실험체 및 역삼각 균열 콘크리트 실험체 제작 시 적용 가능하고, 파라핀 왁스를 이용하여 모사체를 제작하기 때문에 철근 콘크리트 실험체 및 역삼각 균열 콘크리트 실험체 완성 후 모사체 제거가 더 용이해져 다양한 형태의 실험체 제작 가능한 효과를 갖는다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 마이크로 크리스탈린 왁스의 특성,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법의 흐름도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 고정부와 균열부가 결합된 모사체의 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실험에 필요한 규격선정을 나타낸 모식도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3D도면 제작과, 제작된 고정부, 모사체 몰드, 실험체 거푸집,
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제작된 균열부와, 모사체 몰드 분해 사시도,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 고정부와 균열부가 결합된 모사체의 사시도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 실험체 거푸집에 모사체가 결합된 상태의 사시도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 장력인가부재를 통해 장력확보를 통해 철근이 고정된 상태의 사시도,
도 10a 및 도 10b는 도 9에서 실험체 거푸집 내로 콘크리트를 타설한 상태의 사시도, 평면도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 콘크리트 양생 후, 히팅건을 통한 균열부를 제거하는 상태,
도 12a는 본 발명의 실시예에 따라 완성된 실험체의 평면도,
도 12b 및 도 12c는 본 발명의 실시예에 따른 다양항 형태의 실험체 투시도,
도 13a는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 철근 콘크리트 균열 실험체 평면도,
도 13b는 도 13a의 A-A 단면도,
도 13c는 도 13a의 B-B 단면도,
도 14a는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 역삼각 콘크리트 균열 실험체 평면도,
도 14b는 도 14a의 A-A 단면도,
도 14c는 도 14a의 B-B 단면도를 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법의 흐름도를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에서는 다양한 형태의 균열홈을 갖는 균열 콘크리트 실험체의 제작방법으로서, 전체적으로 모사체 몰드(10)에 모사체 재료를 용입하여 모사체(40)를 제작하고, 모사체(40)를 실험체 거푸집(60) 내부 특정위치에 고정시키고, 실험체 거푸집(60) 내에 콘크리트를 타설, 양생시킨 후, 열을 인가하여 모사체(40)를 용융, 제거하여 제작하게 된다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 모사체의 사시도를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 모사체 재료는 파라핀 왁스로 구성된다. 보다 구체적으로 이러한 파라핀 왁스는 마이크로 크리스탈린 왁스로 구성됨이 바람직하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 마이크로 크리스탈린 왁스는 충분한 내구성 및 높은 융점으로 모사체(40) 제작에 적합하고 실험체(1) 완성 후 열을 이용하여 쉽게 제거가 가능하다.
이러한 모사체(40), 실험체 제작에 앞서 먼저, 최적 실험체 규격을 선정하게 된다(S1). 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실험에 필요한 규격선정을 나타낸 모식도를 도시한 것이다. 그리고 이러한 선정된 규격에 대응되는 3D 도면을 제작하고, 3D 프린터를 통해 모사체 몰드(10), 고정부(30), 실험체 거푸집(60) 등을 제작하게 된다(S2). 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3D도면 제작과, 제작된 고정부(30), 모사체 몰드(10), 실험체 거푸집(60)을 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 최적 철근 콘크리트 실험체 규격을 산정은, 상태조사에 필요한 균열 형상에 대해 3D모델을 구축하고, 생성된 3D모델에 대한 유한요소해석을 수행, 열반경을 파악하여 최적 철근 콘크리트 실험체 규격을 산정하게 된다.
즉, 실험 시 요구되는 철근(2)이 노출된 철근콘크리트의 균열 형상에 대해 유한요소해석을 수행하고 열에너지가 가해질 때의 열반경 크기를 예측하여 크기를 설정한다. 그 후 이를 통해 최적 실험체 규격을 산정하여 3D 도면을 제작한다.
그리고 모사체(40)의 제작은 모사체 몰드(10)의 철근 관통홀(11)에 철근(2)을 관통 장착한 후, 내부로 파라핀 왁스를 용입하여 철근(2)이 결합된 균열부(20)를 제작하게 된다(S3). 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제작된 균열부(20)와, 모사체 몰드 분해 사시도를 도시한 것이다.
그리고 3D프린터로 제작된 고정부(30)에 균열부(20)를 접합, 결합하여 모사체(40)를 제작하게 된다(S4). 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 고정부(30)와 균열부(20)가 결합된 모사체의 사시도를 도시한 것이다. 이러한 고정부(30)는 균열부(20)의 상단면과 결합되는 고정단(31)과, 고정단 양단으로 연장되어 추후 실험체 거푸집(60)에 고정, 거치되기 위한 거푸집 연결단(32)을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 고정부(30)와 균열부(20)가 결합된 모사체(40)를 실험체 거푸집(60)에 고정시키게 된다(S5). 고정부(30)를 실험체 거푸집(60)에 거치, 고정하고, 균열부(20)를 설정된 위치에 세팅시키고, 철근 고정부재(50)를 통해 균열부(20)의 철근(2)과 실험체 거푸집(60)을 고정시키게 된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 실험체 거푸집(60)에 모사체(40)가 결합된 상태의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 9는 본 발명의 실시예에 따라 장력인가부재를 통해 장력확보를 통해 철근(2)이 고정된 상태의 사시도를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에서는 모사체(40)를 이용한 철근 콘크리트 실험체 제작에 있어, 콘크리트를 타설할 때 철근(2)의 위치이동이 일어남을 방지하기 위해 철사(51)로 고정하는 방법으로 철사(51)의 장력을 이용하였다. 도 8 에 도시된 바와 같이 철사를 철근(2)에 연결하여 거푸집(60)의 구멍 밖으로 연결한 뒤, 도 9와 같이 막대 형태의 장력인가부재(52)를 회전시켜 철사(51)에 장력을 부과함으로써 철근(2)의 위치를 고정시켜 철근(2)의 이동을 방지할 수 있음을 알 수 있다. 이러한 구성은 하나의 예시를 언급한 것일 뿐, 콘크리트를 타설할 때 철근(2)의 위치이동이 일어남을 방지할 수 있는 고정을 실현할 수 있는 다양한 구조, 부재, 방법이 적용될 수 있다.
그리고 실험체 거푸집(60) 내로 콘크리트를 타설하여 양생시키게 된다(S6). 도 10a 및 도 10b는 도 9에서 실험체 거푸집(60) 내로 콘크리트를 타설한 상태의 사시도, 평면도를 도시한 것이다.
그리고 고정부(30)를 제거한 후, 열을 인가하여 모사체(40)를 제거하면 설정된 균열홈(3)을 갖는 콘크리트 실험체(1)가 제작되게 된다. 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 콘크리트 양생 후, 히팅건(70)을 통한 균열부(20)를 제거하는 상태를 도시한 것이다. 그리고 도 12a는 본 발명의 실시예에 따라 완성된 실험체의 평면도를 도시한 것이고, 도 12b 및 도 12c는 본 발명의 실시예에 따른 다양항 형태의 실험체 투시도를 도시한 것이다.
그리고 도 13a는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 철근 콘크리트 균열 실험체 평면도, 도 13b는 도 13a의 A-A 단면도, 도 13c는 도 13a의 B-B 단면도를 도시한 것이다.
또한, 도 14a는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 역삼각 콘크리트 균열 실험체 평면도, 도 14b는 도 14a의 A-A 단면도, 도 14c는 도 14a의 B-B 단면도를 도시한 것이다.
해당 모사체(40)를 이용하여 철근 콘크리트 실험체 제작을 완료하면 열을 이용하여 실험체에 영향을 끼치지 않고 쉽게 모사체(40)의 제거가 가능하다. 이러한 방법을 이용하여 기존의 제한점을 없애고 균열의 형태를 다양화 할 수 있으며 기존에 설계한대로 정확하게 제작할 수 있는 실험체 제작 프로세스를 구축할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 기존에 제작이 불가능했던 형태 및 깊이를 가진 인위적인 균열을 가진 실험체를 높은 정확도로 제작할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법에 따르면, 실험체 균열 모양의 다양화를 위해 균열의 형태, 깊이와 상관없이 제거가 가능한 모사체(40)를 파라핀 왁스를 이용하여 제작하며, 3D프린터를 이용하여 모사체 몰드(10)를 제작한 후 철근 콘크리트 균열 모사체(40)는 철근을 끼운 후에, 콘크리트 균열 모사체(40)는 몰드(10)에 바로 파라핀 왁스를 용입하여 모사체(40)를 제작하고, 해당 모사체(40)를 이용하여 철근 콘크리트 실험체 제작을 완료하면 열을 이용하여 실험체에 영향을 끼치지 않고 쉽게 모사체(40)의 제거가 가능하므로, 기존의 제한점을 없애고 균열의 형태를 다양화 할 수 있으며 기존에 설계한대로 정확하게 제작할 수 있게 된다.
그리고 앞서 언급한, 본 발명의 실시예에 따른 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법에 따르면, 실험체 제작에 사용되는 모사체(40)를 파라핀 왁스를 이용하여 제작하므로 실험체 제작 완료 후 모사체(40) 제거에 있어 제한점이 사라지게 되며, 파라핀 왁스는 구체적으로 마이크로크리스탈린 왁스로 구성되어 충분한 압력에 버틸 수 있고 104℃의 융점을 가지고 있어 철근 콘크리트 양생시의 수화열에 녹지 않고 실험체 완성 후에 열을 이용하여 쉽게 제거할 수 있으므로, 기존에 제작 불가능했던 형태 및 깊이를 가진 인위적인 균열을 높은 정확도로 제작하는 것이 가능한 효과를 갖는다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법에 따르면, 유한요소해석 및 3D 프린터를 이용한 철근 콘크리트 및 역삼각 균열 콘크리트 모사체(40) 제작에 적용이 가능하며, 열반경해석 이외의 다양한 상황에 맞게 균열을 모사한 철근 콘크리트 실험체 및 역삼각 균열 콘크리트 실험체 제작 시 적용 가능하고, 파라핀 왁스를 이용하여 모사체(40)를 제작하기 때문에 철근 콘크리트 실험체 및 역삼각 균열 콘크리트 실험체 완성 후 모사체(40) 제거가 더 용이해져 다양한 형태의 실험체 제작 가능한 효과를 갖는다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 철근 콘크리트 균열 실험체 제작 프로세스를 통하여, 철근이 노출된 균열 등이 발생한 유사한 상황의 철근 콘크리트를 평가할 수 있고, 관련 건축공학 전문가 및 연구원에게 정보를 제공하여 건축물의 유지관리에 이바지할 수 있다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1:실험체
2:철근
3:균열홈
10:모사체 몰드
11:철근 관통홀
20:균열부
30:고정부
31:고정단
32:거푸집 연결단
40:모사체
50:철근고정부재
51:철사
52:장력인가부재
60:실험체 거푸집
70:히팅건

Claims (11)

  1. 다양한 형태의 균열홈을 갖는 균열 콘크리트 실험체의 제작방법에 있어서,
    모사체 몰드에 모사체 재료를 용입하여 모사체를 제작하는 단계;
    상기 모사체를 실험체 거푸집 내부 특정위치에 고정시키는 단계;
    상기 실험체 거푸집 내에 콘크리트를 타설, 양생시키는 단계; 및
    열을 인가하여 상기 모사체를 용융, 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모사체 재료는 파라핀 왁스인 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 파라핀 왁스는 마이크로 크리스탈린 왁스인 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 모사체를 제작하는 단계는,
    상기 모사체 몰드의 철근 관통홀에 철근을 관통 장착한 후, 내부로 파라핀 왁스를 용입하여 철근이 결합된 균열부를 제작하는 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    고정부에 상기 균열부를 접합, 결합하여 모사체를 제작하는 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 모사체를 제작하는 단계 전에,
    최적 철근 콘크리트 실험체 규격을 산정하고, 3D도면을 제작하는 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 3D도면을 이용하여 3D프린터로 모사체 몰드, 실험체 거푸집, 고정부를 제작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 고정시키는 단계에서,
    상기 고정부를 상기 실험체 거푸집에 거치, 고정하여 상기 균열부를 설정된 위치에 세팅시키고, 철근 고정부재를 통해 상기 균열부의 철근과 상기 실험체 거푸집을 고정시키는 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 균열부는 하부측으로 폭이 커지는 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 최적 철근 콘크리트 실험체 규격을 산정은,
    상태조사에 필요한 균열 형상에 대해 3D모델을 구축하고, 생성된 3D모델에 대한 유한요소해석을 수행, 열반경을 파악하여 최적 철근 콘크리트 실험체 규격을 산정하는 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체 제작방법.
  11. 철근이 노출된 다양한 형태의 균열을 갖는 콘크리트 균열 실험체로서, 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 제작방법에 의해 제작된 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반 콘크리트 균열 학습 실험체.
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