Variation of Image Analysis Results for Determining the Characteristics of the Air-Void System on Hardened Concrete

Recently, the cases of freeze-thaw distress on concrete pavement in domestic have been reported periodically. Hereupon, the necessity to establish the standard of spacing factor came to the fore. The test method for analyzing spacing factor is provided in the standard of ASTM C 457. Since researchers tend to judge study results subjectively, the results should be revised throughly. Image analysis program for determining the characteristics of air-void system on hardened concrete identify air void through the difference of a color. The pixel intensity values used in this program have a significant effect on the analysis results. This study compared the automated void count by varying pixel intensity values with the manual void count in order to determine the optimum range of pixel intensity values. Also, this study analyzed the air-void characteristics on eight kinds of concrete mixtures. In this study, it was confirmed that the variation of void counted manually was around 10% from the results of round robin test, and that the optimum range of pixel intensity values is around 80~90. And it was also confirmed that air content (as a whole) was increased generally and spacing factor was decreased by increasing air-entrainer content. But some concrete mixtures showed a tendency that air content was constant and spacing factor was decreased by increasing air-entrainer content. This causes the air entrained by air-entrainer has more influence on spacing factor than air content. Also, the deviation of spacing factor by cutting position of concrete specimen was about 30~100${\mu}m$ because of the limit of 2-D image analysis. The additional study about variation of spacing factor by cutting position of concrete specimen will be performed later.

콘크리트 공극구조 분석을 위한 화상분석결과의 변동성 분석

최근 국내 콘크리트포장의 동결융해 파손에 대한 사례들이 주기적으로 보고가 되고 있으며, 이에 공기량 기준과 더불어 간격계수에 대한 기준마련 필요성이 대두되고 있다. 간격계수를 산정하기 위한 실험방법은 국내에 규정되어 있지 않아 ASTM C 457기준을 따라야 하며, 특히 이 실험결과 분석 시 연구자의 주관적 판단에 기인하는 경우가 많아 이에 대한 철저한 보정작업이 수반되어야 한다. 콘크리트의 공극구조 특성을 분석하기 위해 사용되고 있는 화상분석프로그램은 색상의 구분을 통해 공극을 인식하는데, 분석 시 사용되어지는 pixel intensity values에 따라 분석결과는 크게 변할 수 있다. 이에 본 연구에서는 pixel intensity values의 적정범위를 산정하기 위해서, pixel intensity values 변화에 따라 측정된 공극수와 연구자들이 측정한 공극수를 비교하였으며, 이를 통해 pixel intensity values의 적정 범위를 결정하였다. 또한 결정된 pixel intensity values를 이용하여, 8가지 콘크리트 혼합물에 대한 콘크리트 공극구조 특성을 분석하였다. 연구자들이 공극수를 직접 측정한 round robin test 결과, 사람에 따른 공극 인식정도가 약 10% 정도로 변동될 수 있음을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 pixel intensity values의 적정 범위가 약 80~90 정도로 나타났다. 8가지 콘크리트 혼합물에 대한 화상분석결과, 전반적으로 AE제 첨가량이 증가함에 따라 전체 공기량은 증가하고 간격계수는 감소하는 경향을 나타내었으나, 일부 혼합물에서 공기량은 크게 변동하지 않은 가운데 간격계수가 AE제 증가에 따라 감소하는 추이를 나타내었다. 이는 추가된 AE제에 의해 발생된 미세한 크기의 연행공극이 전체 공기량에 미치는 영향보다 간격계수에 미치는 영향이 더 크기 때문이다. 또한 동일한 시편에서 절단면 위치에 따른 간격계수의 편차는 약 30~100${\mu}m$ 정도를 나타내었다. 이는 2차원 분석의 한계로 인해 발생된 편차인 것으로 사료되며, 시편절단면 위치에 따른 변동성 분석을 위한 추가적인 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.