[표지] 1
제출문 2
요약문 3
목차 6
1. 연구개발과제의 개요 7
2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 8
2.1. 건축물의 안전성 진단을 위한 역학변색 센서의 활용 방안 도출 8
2.4. 역학변색 센서 시스템을 이용한 건축물의 안전성 모니터링 기술 개발, (주관) 한국건설기술연구원 8
2.2. 다층박막 구조를 활용한 변형 감응형 역학변색 센서 개발 20
2.5. 스마트폰 연계 실시간 모니터링 및 데이터 정량화 기술 개발, (공동) 연세대학교 산학협력단 20
2.3. 역학변색 센서를 이용한 건축재료의 변형거동 평가 기술 30
2.6. 건축물 장기 모니터링을 역학변색 센서의 내구성 향상 기술, (공동) 충남대학교 산학협력단 30
3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 39
1) 연구수행 결과 39
(1) 정성적 연구개발성과 39
(2) 정량적 연구개발성과 40
(3) 세부 정량적 연구개발성과 41
2) 목표 달성 수준 43
4. 목표 미달 시 원인분석 45
1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용[내용없음] 45
2) 자체 보완활동[내용없음] 45
3) 연구개발 과정의 성실성[내용없음] 45
5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 46
6. 연구개발성과의 관리 및 활용계획 47
1) 연구성과 총괄 47
2) 연구개발성과의 향후 5년간(활용보고서 제출기간) 성과활용 목표·계획 49
별첨 자료 50
1. 참고문헌 52
2. 총 연구개발기간 성과점검기준표 및 증빙자료 58
3. 세부 정량적 연구개발성과 증빙자료 60
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(주관, 한국건설기술연구원) 61
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(공동, 연세대학교 산학협력단) 100
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(공동, 충남대학교 산합협력단) 128
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(국내·외 논문(SCIE)) 198
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(국내·외 논문(SCIE)) 206
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(국내·외 논문(비SCIE)) 218
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(국내·외 논문(비SCIE)) 225
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(국내·외 논문(비SCIE)) 235
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(특허출원)[개인신상정보 삭제] 237
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(소프트웨어 저작권) 274
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(국내학술발표) 276
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(국외학술발표) 283
[뒷표지] 290
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(주관, 한국건설기술연구원) 64
표 1. 재료적 성질에 의한 균열 분석 66
표 2. 시공에 의한 균열 분석 66
표 3. 사용 환경 조건에 의한 균열 분석 67
표 4. 구조·외력에 의한 균열 분석 68
표 5. 각국의 내구성에 대한 허용 균열 폭 79
표 6. 누수에 대한 허용 균열 폭(설계 단계) 80
표 7. 균열 폭 변동에 따른 보수 공법 82
표 8. 에폭시수지 주입공법의 특징 83
표 9. 주입공법의 분류 83
표 10. 균열 폭에 의한 파이프 간격 84
표 11. 균열 폭과 접착제의 점도 84
표 12. 균열 폭과 접착제의 점도 85
표 13. 저압저속식 주입공법 85
표 14. 표면 처리공법의 특징 86
표 15. 배경 제거를 위한 HSV 범위 설정 96
표 16. 역학변색 센서를 활용한 균열 폭 측정 값과 실제 균열 폭과의 비교 99
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(공동, 충남대학교 산합협력단) 130
표 1. 섬유보강 시멘트 복합체 배합 131
표 2. 역학변색 센서의 부착강도 시험결과 153
표 3. 충남대학교 공과대학 A동 내부의 균열 모니터링 상황 195
표 4. 옥외 노출 역학변색 센서의 표면 상태 196
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(주관, 한국건설기술연구원) 63
그림 1. 균열 폭 측정 현황 77
그림 2. 에폭시수지 모르타르 도포공법 순서도 86
그림 3. 에폭시수지 실링공법 순서도 87
그림 4. 역학변색 센서의 구조 및 형상 91
그림 5. 역학변색 센서를 활용한 균열 모니터링 시험 방법 92
그림 6. 인장변형에 따른 역학변색 센서의 변색 이미지 93
그림 7. RGB 색상 분석(변형이 발생하지 않은 범위) 95
그림 8. RGB 색상 분석(변형이 발생한 범위) 95
그림 9. HSV 색상 분석(변형이 발생한 범위) 95
그림 10. 촬영된 센서 이미지로부터 배경 제거 과정 96
그림 11. 센서 이미지 프레임당 Hmax 및 Hmin 값 97
그림 12. 인장변형과 dH의 관계 97
그림 13. 보 부재 균열 모니터링을 위한 역학변색 센서 부착 상태 98
스마트 변형 감지 시스템을 활용한 사용자 중심 건축물 안전진단 및 모니터링 기술(공동, 연세대학교 산학협력단) 102
그림 1. PDMS 기판에 최적의 요철 주기 확인을 위한 시뮬레이션 계획(COMSOL 활용) 104
그림 2. PDMS 기판에 최적의 요철 주기 확인을 위한 시뮬레이션 결과 105
그림 3. PDMS 기판에 최적의 요철 높이 확인을 위한 시뮬레이션(COMSOL 활용) 105
그림 4. PDMS 기판에 최적의 요철 높이 확인을 위한 시뮬레이션 결과 106
그림 5. PDMS 기판에 최적의 요철 주기와 높이를 설정한 후 Physical simulation인 COMSOL을 활용한 모습 106
그림 6. PDMS 기판에 최적의 요철 주기와 높이를 설정한 후 Physical simulation인 COMSOL을 활용하여 나타난 결과_10% 107
그림 7. PDMS 기판에 최적의 요철 주기와 높이를 설정한 후 Physical simulation인 COMSOL을 활용하여 나타난 결과_30% 108
그림 8. PDMS 제작의 위한 금속 몰드와 제작된 PDMS 기판 109
그림 9. 제작된 센서의 실험 방법 109
그림 10. 제작된 센서의 결과 110
그림 11. 기판 요철과 흡수층 도입을 결합한 센서의 색 변화 110
그림 12. 기판 요철과 흡수층 도입을 결합한 센서에서의 변형에 따른 반사 peak 중심파장의 변화 110
그림 13. 센서 제조공정 및 대면적 센서의 제조 111
그림 14. 열 증착기 112
그림 15. SBS 분자 구조 113
그림 16. 스핀 코팅기 113
그림 17. SBS 트랜스퍼 방법 원리 113
그림 18. 대면적화 완성한 센서의 모습 113
그림 19. 제조된 센서 및 10개의 센서에 대해 측정된 sensitivity 분포 114
그림 20. 스트레인 게이지 측정값과 센서 색 변화로 계산된 변형 비교(1차년도) 115
그림 21. 스트레인 게이지 측정값과 센서 색 변화로 계산된 변형 비교(2차년도) 115
그림 22. 금속 시편에 부착된 센서의 색상 변형 Simulation 116
그림 23. 실험을 통해 얻은 금속 시편에 부착된 센서의 R, G, B 변화 값 117
그림 24. Free standing 상태 센서의 변형에 따른 색 변화 계산 결과(d는 센서 space layer의 초기두께) 118
그림 25. 금속에 변형에 따른 부착 센서의 반사 스펙트럼(b)의 변화와 나타나는 색의 R, G, B 성분(c)의 변화 118
그림 26. 센서(d=320 nm)를 Al 시편에 부착하여 얻은 실험 결과 119
그림 27. 센서를 Al 시편에 부착하여 얻은 실험 결과 119
그림 28. 균열 모니터링 관리 시스템 예시(웹 기반 소프트웨어) 120
그림 29. 역학변색 센서 촬영 및 기존 이미지 업로드 기능 예시 120
그림 30. 역학변색 센서의 이미지 분석 범위 결정 예시 121
그림 31. 이미지 분석 결과를 활용한 균열 폭 도출 방법 121
그림 1. 실험개요 131
그림 2. 콘크리트의 인장변형과 역학변색 센서의 변색 관계 132
그림 3. 우레탄 마감 콘크리트 시험체의 인장변형과 역학변색 센서의 변색 관계 133
그림 4. 에폭시 마감 콘크리트 시험체의 인장변형과 역학변색 센서의 변색 관계 134
그림 5. 수성페인트 마감 콘크리트 시험체의 인장변형과 역학변색 센서의 변색 관계 135
그림 6. 유성페인트 콘크리트 시험체의 인장변형과 역학변색 센서의 변색 관계 136
그림 7. 역학변색 센서 접착제 137
그림 8. 역학변색 센서 부착 상황 137
그림 9. 부착강도 시험 137
그림 10. 마감재 종류에 따른 역학변색 센서의 부착강도 137
그림 11. 콘크리트 시험체 상세도 149
그림 12. 동결융해 시험 수행 상황 149
그림 13. 시험체 노출 온도 사이클 149
그림 14. 동결융해 시험 수행 전 역학변색 센서의 표면 149
그림 15. 동결융해 시험 수행 후 역학변색 센서의 표면(직접인장시험 전 촬영) 149
그림 16. 역학변색 센서의 변형 과정(역학변색 센서의 인장 방향은 ↔이며, 하단으로 갈수록 변형률 증가함) 150
그림 17. 콘크리트 시험체의 변형 및 역학변색 센서의 변색 결과 150
그림 18. 콘크리트 시험체의 변형 및 역학변색 센서의 변색에 따른 상관관계 분석 151
그림 19. 시험체 제작 상황 196
그림 20. 옥외 노출 상황 196
그림 21. 옥외 노출 시험체 196