Abstract
The thermal characteristics of concrete specimens were analyzed using cement paste specimens with artificial cracks. In order to understand the temperature characteristics of the specimen depending on the crack depth, the specimen was heated and the minimum temperatures of the specimens at which cracks appear were investigated according to the crack depth. It was confirmed that the surface temperature distribution of the specimen varies depending on whether the specimen is cracked or not, because of the single and multiple reflections of the incident energy. Furthermore, as the temperature distribution of the specimen reaches a steady state, the temperature data tends to decrease with the crack depth. Through the observation of the normalized temperatures, it was found that the temperature of the specimens obtained from this experiment reached a steady state after 10 minutes. At this time, the standard deviation of the normalized temperature is around 0.01 or less, and the temperature decreases linearly with increasing crack depth. This result is considered to be closely related to the area where multiple reflections occur in the cracked region. If the correlation between the crack region and the incident energy is analyzed for various specimens, it can be applied to the diffuse reflection of the light.
구조물의 강도 저하를 유발하는 균열의 조기 탐지 및 보수는 인적, 사회적 손실을 예방할 수 있는 중요한 부분이다. 이 논문에서는 균열 탐지를 위하여 적외선 열화상 기법 중 광-적외선 열화상 기술을 이용하여 콘크리트 시편의 균열 깊이에 따른 온도 특성을 분석하였다. 시멘트 반죽을 이용하여 0, 10, 20, 40, 80 mm의 인공 균열이 있는 시편을 제작하였으며, 인공 균열 부분은 깊이를 제외한 모든 부분을 같게 생성하였다. 실험은 시편의 온도 특성을 파악하기 위하여 열원을 통해 시편을 가열한 후 균열부의 최저 온도를 비교하였다. 시편의 균열 여부에 따라 시편 표면 온도 분포가 입사 에너지의 단일, 다중 반사 때문에 다르게 변화한다는 것을 확인하였으며, 시편의 온도 분포가 정상상태에 다다를수록 균열 깊이에 따른 온도가 감소하는 경향이 뚜렷해지는 것을 확인할 수 있었다. 정규화된 온도 데이터를 통하여 이 실험에 사용된 시편은 10분 후 정상 상태에 근접하였으며, 10분 이후의 온도 데이터를 선형 회기 분석한 선형 방정식 기울기의 표준편차는 0.0005, y 절편 표준편차는 0.0038이다. 이때 정규화된 온도데이터의 표준편차는 0.01 이하로 매우 정합하며 균열 깊이에 따라 온도가 선형적으로 감소하고 있다. 이러한 결과는 균열부의 다중 반사가 발생하는 면적과 밀접한 관계가 있는 것으로 판단되며, 다양한 시편을 통해 균열부 면적과 입사 에너지의 상관관계를 분석한다면 무작위성이 높은 빛의 난반사 거동 모사에도 적용할 수 있을 것이다.
