전기저항 단층촬영(ERT)은 콘크리트 구조물을 모니터링하고 영상화하기 위한 효과적이고 저렴하며 비파괴적인 도구로서 주목받고 있다. 본 논문은 ERT의 적용 분야를 다루며, 여기에는 균열 탐지, 수분 침투 모니터링, 철근 보강재 평가, 그리고 콘크리트 내 염화물 수준 프로파일링이 포함된다. 시간 경과에 따른 ERT와 인공지능(AI) 통합과 같은 최근의 발전은 영상 해상도를 향상시키고 기반 시설 모니터링을 위한 상세한 데이터를 제공하였다. 그러나 더 나은 공간 해상도의 필요성, 콘크리트와 호환되는 전극, 그리고 다른 비파괴 검사 기법과의 통합에 관한 과제는 여전히 남아 있다. 이러한 문제들을 해결함으로써 현재의 ERT는 적용 범위와 신뢰성을 확대할 수 있으며, 이는 기반 시설의 유지관리 및 모니터링을 위한 매우 유용한 도구가 될 것이다.

전기저항 단층촬영(ERT)은 콘크리트 구조물을 모니터링하고 영상화하기 위한 효과적이고 저렴하며 비파괴적인 도구로서 주목받고 있다. 본 논문은 ERT의 적용 분야를 다루며, 여기에는 균열 탐지, 수분 침투 모니터링, 철근 보강재 평가, 그리고 콘크리트 내 염화물 수준 프로파일링이 포함된다. 시간 경과에 따른 ERT와 인공지능(AI) 통합과 같은 최근의 발전은 영상 해상도를 향상시키고 기반 시설 모니터링을 위한 상세한 데이터를 제공하였다. 그러나 더 나은 공간 해상도의 필요성, 콘크리트와 호환되는 전극, 그리고 다른 비파괴 검사 기법과의 통합에 관한 과제는 여전히 남아 있다. 이러한 문제들을 해결함으로써 현재의 ERT는 적용 범위와 신뢰성을 확대할 수 있으며, 이는 기반 시설의 유지관리 및 모니터링을 위한 매우 유용한 도구가 될 것이다.

콘크리트는 가장 널리 사용되는 구조용 건설 재료 중 하나이며 산업 발전에 상당한 영향을 미쳐 왔다 [...] .

경화 시멘트 페이스트(HCPs)의 탄성계수와 포아송비를 예측하기 위하여 수치적 연구, 두 가지 모델링 접근법의 비교, 그리고 실험적 검증을 포함하는 포괄적 연구를 수행하였다. 모델링 접근 1(M1)은 연속체 미시역학 모델(CMM)을 적용한 반면, 모델링 접근 2(M2)는 유한요소해석(FEA)을 사용하였다. 본 연구는 먼저 CEMHYD3D 분석을 통해 얻은 HCP 미세구조를, M1 및 M2 접근법 모두의 입력 파라미터로 시멘트 입자의 무작위 분포를 가정하여 활용함으로써 HCP의 기계적 특성을 예측하는 신뢰할 수 있는 방법을 제시한다. M1과 M2 접근법에서 예측된 탄성계수와 포아송비는 압축시험으로부터 얻은 실험 데이터로 검증하였다. HCP의 탄성계수는 입력 C-S-H 탄성계수의 영향을 유의미하게 받았으며, 보고된 C-S-H 탄성계수의 90%가 20.25 GPa와 30.4 GPa 범위에 포함되었다. C-S-H의 탄성계수, 벌크탄성계수, 전단탄성계수를 각각 20.25, 12.98, 8.17 GPa로 부여했을 때 HCP의 예측 탄성계수는 실험 데이터와 잘 일치하였다. 민감도 분석 결과, C-S-H 탄성계수가 증가할수록 HCP의 탄성계수는 선형적으로 증가하였고, w/c가 0.3인 HCP의 경우 상관계수 R²가 0.9985, w/c가 0.5인 경우 0.9996으로 나타났다. 또한 예측 결과는 초기 단계보다 7 d 이후의 후기 연령에서 더 큰 일관성을 보였다. w/c가 0.3인 HCP에 대해 M1과 M2에서 산정된 탄성계수의 적분 절대 오차(integral absolute error) 값은 각각 6.32%와 6.23%였으며, w/c가 0.5인 경우에는 각각 4.8%와 5.67%였다. M1 접근법은 M2 접근법에 비해 시간과 비용 측면에서 간편할 뿐 아니라 적절한 예측 정확도를 제공하므로 더 권장된다.

본 연구에서는 시멘트 기반 재료에 전기저항 토모그래피(Electrical Resistance Tomography, ERT) 적용시 전극과 시편간 표면저항 분포가 ERT 이미지 재구성에 미치는 영향을 분석하고, 이를 고려한 개선된 이미지 재구성 기법을 제안하였다. 이를 위하여 시멘트 모르타르 시편을 제작하고 ERT 계측을 수행하였으며 측정 데이터와 유한요소해석을 바탕으로 비선형 최적화 기법을 활용하여 전극별 접촉 임피던스를 산정하고 그 분포 특성을 통계적으로 분석하였다. 연구 결과, 비선형 최적화 기법을 통해 산정된 전극별 표면저항 값은 평균값 대비 10 % 이내의 편차를 나타내었다. 이렇게 도출된 전극별 접촉 임피던스를 ERT 이미지 재구성에 적용한 결과, 기존의 일괄적인 표면저항 값을 사용한 경우와 비교하여 재구성된 영상의 최댓값과 최솟값의 차이가 감소하였다. 이는 전극과 시편 사이의 불균일한 접촉 상태를 개별적으로 고려함으로써, 전극의 계측 민감도가 보정된 효과로 해석된다. 이러한 연구 성과는 시멘트 기반재료의 ERT 역해석 이미지 정확도와 신뢰성을 향상시키는데 기여할 것으로 기대된다.