• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.219-224
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• 2011

이 논문은 고강도 콘크리트의 양생 강도 발현을 모니터링하기 위하여 콘크리트 내부에 매립이 가능한 지능형 센서를 제작하고 제작된 지능형 센서를 이용하여 콘크리트 내부의 유도 초음파 전달 시간을 측정함으로써, 콘크리트의 양생 강도를 실시간 추정할 수 있는 기법을 보여준다. 압전 소자를 콘크리트 내부에 삽입하는데 있어, 콘크리트의 수화열과 양생 시의 미세 변형으로부터 보호되어야 하므로, 방수 코팅과 모르타르 케이싱을 하였으며 이렇게 제작된 지능형 센서로부터 저비용의 셀프 센싱 기반 유도 초음파를 계측하여 콘크리트 내부의 유도 초음파 전달 시간을 모니터링하는 기법을 제안하였다. 콘크리트의 양생이 진행됨에 따라 콘크리트의 강도가 증가하게 되는데, 이는 즉 콘크리트의 탄성 계수가 증가하기 때문이며 이로 인해, 유도 초음파의 전달 시간이 빨라지는 것이므로, 이를 측정하여 콘크리트 양생 강도를 추정할 수 있게 된다. 제안된 기법의 적용가능성을 검증하기 위하여 설계 압축강도 100 MPa의 공시체 내부에 지능형 센서를 매립하고 양생기간 동안 유도 초음파를 측정, 비교 분석하였다. 유도 초음파 신호는 양생이 진행됨에 따라 더 빠르게 전달되었으며, 특히 강도 변화가 급격하게 일어나는 초기 재령에서의 유도 초음파 전달속도 변화가 가장 크게 나타났고 그 이후로 점차 감소하는 경향을 보여주었다. 또한, 유도 초음파 전달 시간과 강도 사이의 선형 상관관계를 이용하여 유도 초음파의 전달 시간을 이용해 발현강도를 추정하는 콘크리트 양생강도 추정식을 제안하였다. 결과적으로 이 연구를 통해 개발된 매립형 지능형 센서를 이용하여 고강도 콘크리트의 양생 강도를 실시간 모니터링할 수 있음이 검증되었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.303-306
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• 2011

본 논문은 콘크리트의 양생 강도 발현을 모니터링하기 위하여 매립형 압전 센서를 이용하여 콘크리트 내부의 임피던스 및 유도초음파 신호를 측정함으로써, 콘크리트의 양생 강도를 실시간 추정할 수 있는 기법을 개발하였다. 임피던스 및 유도초음파 신호는 구조물의 물성을 나타내며 특히 양생 기간 중 임피던스 및 유도초음파의 변화는 해당 콘크리트 구조물의 강도변화를 나타낼 수 있다. 이를 이용하여 매립형 압전 센서로부터 저비용의 셀프 센싱 기반 임피던스 및 유도초음파를 계측하여 콘크리트의 임피던스 공진 주파수 및 유도초음파의 전달 강도를 측정하고 측정된 신호를 통하여 콘크리트 양생 강도를 추정할 수 있게 된다. 제안된 기법의 적용가능성을 검증하기 위하여 설계 압축강도 30MPa의 콘크리트 슬라브 내부에 매립형 압전 센서를 매립하고 양생기간 동안 임피던스 및 유도초음파 신호를 측정, 비교 분석 하였다. 측정된 신호 및 압축강도를 통하여 임피던스 및 유도초음파 기반 강도 추정 모델을 도출하고 보다 높은 정확도를 얻기 위해 다중스케일 강도 추정 모델을 개발하였다. 결과적으로 본 연구를 통해 매립형 압전 센서를 이용하여 콘크리트의 양생 강도를 실시간 모니터링할 수 있음이 검증되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.287-297
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• 2014

최근 증가 추세에 있는 화력발전소 건설에 있어서, 터빈 기초 구조물은 규모가 매우 큰 매스콘크리트이다. 매스콘크리트의 수화열은 구조물의 품질과 공기 등에 중대한 영향을 미치는 요인 중 하나이므로, 수화열 제어를 위한 적절한 방안은 필수적이다. 이 연구에서는 국내 복합화력발전소 터빈 기초 시공에 앞서 수화열 해석을 통하여 수화열 균열 발생 가능성을 예측하고, 수화열 제어 방안으로서 콘크리트 배합 및 양생방법 변경을 제안하였다. 콘크리트 배합은 기존 1종 보통시멘트 콘크리트 배합에서 슬래그시멘트 콘크리트 배합으로 변경을 제안하였고, 기존 양생포 및 살수양생방법을 개선하기 위하여 매스콘크리트 중심부와 표면부의 온도를 모니터링하여 온도차를 일정수준 이하로 일정하게 유지시켜주는 양생자동화시스템을 적용한 양생방법을 제안하였다. 실제 시공시에는 슬래그콘크리트 배합을 사용하고, 2기의 동일한 터빈 기초 구조물에 대하여 각각 보온양생공법과 양생자동화시스템을 적용하여 양생방법에 따른 온도균열 제어효과를 비교하였으며, 2기의 매스콘크리트에서 온도, 변형률 모니터링 및 균열 조사를 통하여 수화열 제어 효과를 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권2D호
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• pp.159-166
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• 2012

건설시공현장에서 콘크리트 타설시 거푸집과 동바리 등의 가설 구조물만으로 유동상태의 콘크리트 자중 및 각종 시공하중을 지지한다. 그러나 타설 중 복잡한 동선과 타설 충격, 지반 침하 등으로 가설구조물에 하중집중이 발생할 수 있으며, 집중하중으로 인하여 발생하는 가설구조물의 불안정은 안전사고의 원인이 된다. 따라서 기존의 건설시공 안전관리방법으로 건설시공 안전관리를 하는데 한계가 있으며, 시공 중 콘크리트 타설 및 양생과정에서 가설구조물의 안전성을 높이기 위해서 콘크리트 타설 프로세스를 지속적으로 모니터링할 필요가 있다. 본 연구에서는 건설시공 안전관리를 위한 USN(Ubiquitous Sensor Network) 기반의 실시간 모니터링 시스템을 제시한다. USN 기반의 실시간 모니터링 시스템은 콘크리트 타설시 거푸집 처짐, 동바리의 하중변화 등을 실시간으로 측정하며, 무선으로 데이터를 전송하여 시공현장 상황을 실시간으로 모니터링한다. 가시설 구조물 모형에 대한 실험에서 측정된 데이터를 허용기준치와 비교한 결과 하중초과 및 거푸집의 이상변형 발생 시 경고초치를 통해 작업자의 작업 중단 및 즉각적인 대피, 신속한 사후 대처 등을 알림으로써 시공현장에서 발생 가능한 사고를 미연에 방지할 수 있다는 것을 보여줬다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.441-442
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• 2010

본 연구는 최근 국내 초고층 건물이나 초장대 교량에 쓰이는 고강도 콘크리트의 강도 발현을 임피던스 계측을 통해 발현된 강도를 모니터링 하는 시스템을 개발하고 무선 센서를 이용하여 현장에서 실시간으로 측정할 수 있는 시스템을 개발하는데 그 목적을 두었다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2007년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.905-908
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• 2007

콘크리트 타설은 거푸집, 동바리 등 가설 시설물의 구조 하에서 진행된다. 작업 중 복잡한 동선이나 타설 충격, 지반침하 등으로 인해 하중집중이 발생할 수 있고, 이러한 하중의 집중으로 인한 가설구조의 불안정은 시공 중 붕괴사고의 원인이 된다. 콘크리트 타설 및 양생과정에서 거푸집의 안전성을 높이기 위해서는 콘크리트 타설 프로세스를 지속적으로 모니터링 해야 한다. 본 연구는 부산대학교 건설시스템연구실에서 수행하는 시공 안정성 향상 과제로써 건설 시공 현장에서 USN (Ubiquitous Sensor Network)을 활용한 시공 모니터링 체계를 제시한다. 본 연구에서는 무선으로 콘크리트 타설시 하중의 변화를 실시간으로 측정하는 USN 기반의 모니터링 기술을 개발하여, 콘크리트 타설에 따르는 하중 변화 데이터를 실시간으로 무선 전송한다. 전송된 데이터는 혀용응력 및 처짐과 비교${\cdot}$분석하여 하중이 일정한 허용범위를 초과하거나 거푸집의 이상변형이 발생될 경우 경고조치를 통해서 작업중단 조치를 취할 수 있다. 현재 USN 기반의 시공 안전 모니터링에 대한 실험을 진행하고 있으며, 검증 결과를 분석하여 시공안전의 향상을 위한 기능을 가져올 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.13-19
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• 2016

기존의 콘크리트 조기강도의 발현 및 응결특성을 파악하기 위하여 탄성파 기법을 이용한 콘크리트의 모니터링에 대한 많은 연구가 수행되어 왔다. 본 연구에서는 저강도 콘크리트의 일종인 유동성 채움재(CLSM)에 대한 응결특성을 파악하기 위하여 전단파 트랜스듀서인 벤더 엘리먼트를 활용하였으며, 양생시간에 따른 CLSM의 전단파 특성을 조사하였다. 조기강도 및 유동성을 확보하기 위하여 CLSM은 CSA계 시멘트, 비회, 실트 및 모래, 급결제, 물로 구성되었으며 세립분 함량에 따른 전단파 특성 변화를 보기 위해 3종류의 CLSM 시료를 배합하였다. 전단파 측정을 위한 셀은 셀 벽면에 한 쌍의 벤더 엘리먼트가 설치되었고, 배합된 CLSM 시료를 전단파 측정용 셀에 조성하여 양생시작부터 28일간 전단파 변화를 모니터링 하였다. 실험결과 CLSM의 세립분 함량에 상관없이 양생시간이 증가함에 따라 전단파의 공진주파수 및 속도는 증가하였다. 또한, 양생시작부터 약 10시간까지는 전단파의 진폭도 증가하였으며, 동일한 시각에서는 세립분 함량이 적을수록 공진주파수 및 속도가 크게 나타났다. 본 논문에서 제안된 벤더 엘리먼트를 이용한 전단파 측정기법은 양생기간에 따른 CLSM의 응결특성을 평가하는 데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2012년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.173-175
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• 2012

Temperature during concrete curing can be effectively used to predict the early age strength of concrete However, various current methods have limits to provide the temperature data in real time due to harsh working environment including frequent cutting of wires. This paper presents the results of our investigation of an all-in-one Wireless sensor network (WSN) for the management of the curing temperature of in-placed concrete at early curing stages. Also, the network device for transmission can be easily separated from the probe sensor part and reused consistently. The field experiment entailed measuring the curing temperature of concrete using the WSN. After fresh concrete was poured into the formworks, the signals were measured at a 150 m radius from the field office. The signal was acquired for 28 days without any dispersion or interruption at the construction site; therefore, this study confirms the applicability of the proposed system to a construction site.

• 한국건축시공학회지
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• 제21권1호
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• pp.21-29
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• 2021

본 연구는 한중 환경에서 가열 보온양생을 실시한 벽식구조 아파트의 슬래브 상부 및 벽체를 대상으로 2중 버블시트 포설에 따른 온도이력 및 강도발현 특성을 저자 등에 의해 이전 연구에서 개발된 무선센서 네트워크인 Concrete IoT Management System(CIMS)를 이용하여 실시간 모니터링 및 추정하고자 하였다. 분석결과 버블시트의 단열성능에 기인하여 구조체 콘크리트의 온도가 높게 나타났다. 또한, CIMS의 경우는 콘크리트 내부온도를 30 m까지 양호하게 무선센서 네트워크로 스마트폰에 전송되어 적산온도 및 실시간 압축강도 측정으로 효율적인 초기 품질관리가 가능할 수 있음을 알 수 있었다. 초기 품질관리 결과로서 압축강도는 7일 이내에서 약 2 MPa 이내의 오차로 추정될 수 있음에 따라 버블시트의 단열효과까지 포함하여 실무에서는 거푸집 존치기간을 1사이클 당 1일 정도 단축하는 공정관리 측면에서 효과도 얻을 수 있었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제11권3호
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• pp.283-291
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• 2011

본 연구는 건설공사 현장에 적용되고 있는 무선센서네트워크 관련 기술현황을 검토하고, USN 기반의 콘크리트 양생온도 관리방법에 대한 현장적용성 실험을 통하여 그 개선 방안을 도출하는데 목적이 있다. 건설분야에서의 USN 관련연구는 주로 공사의 품질관리 및 시설물 유지관리, 안전관리를 중심으로 이루어지고 있으나, 현장여건 및 통신네트워크 등 실용화를 위한 세부적인 연구가 필요한 것으로 나타났다. 또한 현장사무실에서의 실시간 원격모니터링에 의한 콘크리트의 온도관리가 콘크리트내 소형의 무선센서를 활용 하여 USN 환경에서도 가능한 것을 알 수 있었다. 다만, 센서의 매립깊이에 따른 전파인식정도나 내장건전지의 전력소모 및 전송방식 등 현장에서의 가변적 상황에 대응할 수 있는 보다 안정화된 다양한 시스템 구축을 위한 연구가 필요한 것으로 나타났다.