목차

국문초록 xvi
영문초록 xviii
제 1 장 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 내용 및 범위 3
제 2 장 시멘트계 재료의 응결 및 경화 거동 측정법에 대한 기존 문헌 고찰 5
2.1 시멘트의 수화 반응 5
2.2 시멘트계 재료의 응결 및 경화 거동 측정법 8
2.2.1 시멘트계 재료의 응결 표준 시험법 9
2.2.2 표준 시험법 개선을 위한 응결 및 경화과정 측정법 연구 12
2.2.3 기계적 파동 기반 응결 및 경화과정 모니터링 기법 19
2.2.4 시멘트계 재료의 응결 및 경화 측정 방법의 한계 23
제 3 장 누설 레일리파를 이용한 응결 측정법 개발 28
3.1 이론적 배경 28
3.1.1 고체에서 전파되는 기계적 파동의 특성 28
3.1.2 시멘트 수화 과정과 탄성파동의 관계 32
3.1.3 시멘트계 재료의 응결 및 경화를 평가하기 위한 비접촉 초음파 기법의 원리 34
3.2 유체-고체 반 무한체 공간의 탄성파 거동 36
3.2.1 공기-콘크리트 계면에서 전파되는 파동의 해석해 도출 36
3.2.2 해석해 기반 응결 및 경화 과정에서의 파동 거동 해석 40
3.3 비접촉 초음파 유한요소해석 46
3.3.1 공기-콘크리트 반 무한체 공간 탄성파 해석 46
3.3.2 시멘트계 재료의 응결 및 경화과정 누설 레일리파 해석 51
3.3.3 비접촉 초음파 실험 장비 구성을 위한 변수 탐구 57
3.3.4 누설 레일리파의 전파에 대한 철근 및 굵은 골재의 영향력 평가 59
제 4 장 누설 레일리파 계측 비접촉 초음파 시스템 개발 65
4.1 비접촉 초음파 시스템 구성 65
4.1.1 비접촉 초음파 시스템 적용 초음파 가진기 성능 평가 65
4.1.2 비접촉 MEMS array 설계 68
4.1.3 비접촉 초음파 시스템 실험 구성 및 성능 검증 74
4.2 IoT 모듈 기반 비접촉 초음파 시스템 개발 82
4.2.1 IoT 모듈 설계 82
4.2.2 기존 시스템과 IoT 모듈 기반 비접촉 초음파 기반 IoT 시스템 성능 비교 86
4.2.3 IoT 모듈 기반 비접촉 초음파 시스템 성능 검증 89
4.3 누설 레일리파 해석 신호처리 알고리즘 개발 98
제 5 장 누설 레일리파 기반 시멘트계 재료의 응결 평가 101
5.1 시멘트계 재료의 응결 평가를 위한 실험 구성 101
5.2 물-시멘트비에 따른 시멘트계 재료의 응결 시점 평가 108
5.2.1 물-시멘트비 응결 특성 분석을 위한 실험 개요 108
5.2.2 누설 레일리파 기반 물-시멘트비의 응결 시점 분석 결과 109
5.3 양생 온도에 따른 시멘트계 재료의 응결 시점 평가 120
5.3.1 촉진 양생 모사 실험 구성 120
5.3.2 성숙도 기반 누설 레일리파의 발생 시점 분석 124
5.4 일반 모르타르 및 초속경 모르타르의 응결 특성 비교 139
5.4.1 시멘트 종류에 따른 응결 특성 비교를 위한 실험 구성 139
5.4.2 일반 모르타르와 초속경 모르타르의 응결 시점 비교 실험 결과 141
제 6 장 누설 레일리파 기반 시멘트계 재료의 경화 모니터링 144
6.1 반 무한체 공간의 레일리 파동 특성 방정식 해석 144
6.1.1 공기-콘크리트 계면에서 발생하는 레일리파와 누설 레일리파의 상관관계 분석 144
6.1.2 레일리파 속도와 누설 레일리파 속도 비교 146
6.2 누설 레일리파 속도 기반 시멘트계 재료의 경화 거동 분석 148
6.2.1 초속경 모르타르의 경화 거동 및 급결 현상 계측 148
6.2.2 누설 레일리파 속도 기반 동탄성 계수 예측 155
6.3 누설 레일리파를 통한 모르타르와 콘크리트 경화 거동 분석 157
6.3.1 누설 레일리파 기반 경화 거동 평가를 위한 실험 개요 157
6.3.2 누설 레일리파를 활용한 시멘트계 재료의 경화 과정 모니터링 결과 160
제 7 장 콘크리트 도로 줄눈 절단 시점 판단에 대한 비접촉 초음파 시스템 적용성 평가 173
7.1 콘크리트 도로포장 줄눈 절단 시기 173
7.1.1 콘크리트 경화과정 중 줄눈 절단 시점의 중요성 173
7.1.2 콘크리트 줄눈 절단 시점의 국내외 기준 175
7.2 비접촉 초음파 기법을 활용한 줄눈 절단 시기 결정 180
7.2.1 실험 개요 180
7.2.2 실험 결과 182
제 8 장 결 론 190
참고문헌 195