다층 그래핀 시멘트 센서 활용 콘크리트 변형 모니터링

자가 감지 시멘트 복합재료는 실시간 구조 성능 평가에 유망한 해결책을 제시합니다. 본 연구에서는 다층 그래핀(MLG)이 충전된 시멘트 기반 센서(GCBS)를 매립한 12개의 철근 콘크리트 기둥과 6개의 무구속 기둥을 대상으로 센서의 모니터링 정확도를 분석했습니다. 5 vol% MLG를 함유한 GCBS는 교정 과정에서 반복 및 단조 하중 하에 만족스러운 압저항 성능을 보였습니다. 기둥에 매립된 센서는 저항 변화율과 콘크리트 변형률 간에 강한 상관관계를 나타냈으며, 다양한 하중 시나리오에서 재현성과 안정성 또한 우수했습니다. 그러나 콘크리트가 소성 단계에 진입한 후에는 센서 데이터가 변형률 게이지 측정값과 차이를 보였습니다. 이는 주변 콘크리트의 구속 효과로 인한 센서 게이지 계수의 변화 때문이며, 무구속 기둥과 철근 콘크리트 기둥에서 상반된 편차 경향이 관찰되었습니다. 이에 따라 매립된 센서와 주변 콘크리트 간의 적합성을 고려한 콘크리트 변형률 동적 모니터링 모델을 개발했습니다. 이 모델은 다양한 강도 및 띠철근 보강 비율 조건에서 우수한 예측 정확도를 보였습니다. 본 연구 결과는 GCBS가 다양한 하중 및 보강 조건에서 콘크리트의 동적 모니터링에 유효하고 적용 가능함을 입증합니다.