[한국기술뉴스] 동아대학교 건축공학과 기성훈교수 연구팀은 콘크리트 내부의 층분리 결함을 검사하는 다채널 탄성파 측정 기반 검사장치를 개발했다. 개발된 기술은 동아대학교 산학협력단을 통해 2019년 12월 20일 특허를 출원(출원번호 제1020190171372호)했다. 특허 명칭은 '다채널 탄성파 측정에 기반한 콘크리트 층분리 검사 방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

콘크리트란 시멘트와 자갈, 모래 등을 물과 함께 적절히 배합하여 굳힌 혼화물입니다. 가격 대비 높은 압축강도와 내구력, 내화력을 지녔으며, 임의의 형태로 시공할 수 있어, 건설재료로서 높은 활용성을 지녔습니다. 하지만, 콘크리트는 시간이 지남에 따라 균열이나, 박락, 철근 노출 등이 발생한다는 문제가 있습니다. 균열이 발생하면 콘크리트의 자체하중에 의해 붕괴할 위험이 있으며, 철근이 노출될 경우 철근이 부식될 위험이 있습니다. 콘크리트의 외부 결함은 육안으로 확인할 수 있으나, 내부 결함은 육안으로 확인할 수 없어 x-ray와 CT 등을 활용해 주기적으로 내부 상태를 확인하는 것이 중요합니다.

동아대학교 연구팀은 다채널 탄성파를 이용해 콘크리트 내부의 층분리 결함을 검사하는 방법을 개발했습니다.

검사할 콘크리트에 충격 하중을 인가합니다. 충격 하중에 의해 진동이 발생하며, 위치 인자와 검출 시간, 주파수를 측정합니다. 측정된 진동 신호는 컨디셔너를 통해 증폭하며, 디지털신호로 변환합니다. 저장된 데이터를 분석해 콘크리트 내부의 층분리 발생 여부와 크기, 깊이 등을 분석합니다. 분석된 결과를 이용해 층분리 결함을 시각화합니다.

기존 IE 시험을 이용한 층분리 확인 방법은 잡음에 의해 신호 해석이 어려우며, 단일 채널을 사용해 테스트가 느리다는 단점이 있습니다. 하지만, 다채널 탄성파를 이용한 방법은 진폭과 위상 정보를 모두 사용해 잡음을 효과적으로 제거할 수 있습니다. 또한, 다채널을 사용해 빠르고 정확하게 콘크리트 내부의 층분리를 확인할 수 있어, 콘크리트 구조물의 내부 결함으로 인한 붕괴와 인명사고의 발생을 방지하는데 기여할 것으로 기대됩니다.