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KR102311629B1 - Optical sensor module installed in concrete reinforcement - Google Patents

Optical sensor module installed in concrete reinforcement Download PDF

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KR102311629B1
KR102311629B1 KR1020200011386A KR20200011386A KR102311629B1 KR 102311629 B1 KR102311629 B1 KR 102311629B1 KR 1020200011386 A KR1020200011386 A KR 1020200011386A KR 20200011386 A KR20200011386 A KR 20200011386A KR 102311629 B1 KR102311629 B1 KR 102311629B1
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reinforcing material
frp
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concrete
epoxy layer
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서수연
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한국교통대학교산학협력단
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Abstract

보강재용 광센서모듈이 개시된다. 본 발명에 따른 보강재용 광센서모듈은, 콘크리트물의 변형을 지지보완하기 위해 콘크리트물의 길이방향을 따라 구비되는 FRP보강재에 결합되어 사용되는 광센서모듈로서, 상기 FRP보강재와 접하며 그 길이방향을 따라 배치되어 상기 FRP보강재와 함께 변형되는 사다리형상의 지지체; 상기 지지체와 이에 접하는 상기 FRP보강재에 의해 구획되는 내측공간에 소정 두께로 도포되어 상기 지지체를 상기 FRP보강재에 고정하는 제1 에폭시층; 내부로 투사되는 광의 일부를 반사하는 격자부가 상기 제1 에폭시층의 상부에 위치하도록 설치되는 광섬유센서; 및 상기 격자부가 매몰되도록 상기 제1 에폭시층의 상부에 소정 두께로 도포되어 상기 지지체, 상기 제1 에폭시층 및 상기 광섬유센서와 일체화되는 제2 에폭시층을 포함하여, 상기 콘크리트물이나 상기 FRP보강재에 대한 변형여부는, 상기 격자부에 의해 반사되는 반사광의 변화에 기초하여 감지하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 광섬유센서의 격자부가 안전하게 보호될 수 있고, 콘크리트물이나 FRP보강재에 대한 변형여부가 정확하고 신뢰성 있게 감지될 수 있으며, 단순하고 간소화된 구성을 이용한 간이한 시공을 통해 광섬유센서의 격자부를 FRP보강재에 미리 일체로 모듈화할 수 있는 효과가 있다.An optical sensor module for reinforcement is disclosed. The optical sensor module for reinforcement according to the present invention is an optical sensor module used in combination with an FRP reinforcement provided along the longitudinal direction of the concrete to support and supplement the deformation of the concrete, and is in contact with the FRP reinforcement and disposed along the longitudinal direction. a ladder-shaped support that is deformed together with the FRP reinforcement; a first epoxy layer applied to a predetermined thickness in an inner space partitioned by the support and the FRP reinforcing material in contact with the support to fix the support to the FRP reinforcing material; an optical fiber sensor installed such that a grating portion reflecting a portion of the light projected therein is located on the first epoxy layer; and a second epoxy layer applied to a predetermined thickness on top of the first epoxy layer so that the grid part is buried and integrated with the support, the first epoxy layer and the optical fiber sensor, to the concrete or the FRP reinforcement. Whether or not the deformation is detected based on a change in the reflected light reflected by the grating unit is characterized in that. According to the present invention, the lattice part of the optical fiber sensor can be safely protected, the deformation of concrete or FRP reinforcement can be accurately and reliably detected, and the optical fiber sensor can be easily constructed using a simple and simplified configuration. There is an effect that the lattice part can be integrated into the FRP reinforcing material in advance.

Description

보강재용 광센서모듈{OPTICAL SENSOR MODULE INSTALLED IN CONCRETE REINFORCEMENT}Optical sensor module for reinforcing material {OPTICAL SENSOR MODULE INSTALLED IN CONCRETE REINFORCEMENT}

보강재용 광센서모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 콘크리트물의 변형을 지지보완하기 위해 내설되는 FRP보강재에 일체화되어 콘크리트물이나 FRP보강재에 대한 변형여부를 감지할 수 있는 광센서모듈에 관한 것이다.It relates to an optical sensor module for reinforcing materials, and more particularly, to an optical sensor module that is integrated with the FRP reinforcing material installed to support and supplement the deformation of the concrete and can detect whether the concrete or the FRP reinforcing material is deformed.

콘크리트 구조물, 예컨대 교량의 교각이나 건물의 보 또는 거더와 같은 콘크리트 구조물은 시공 후 시간의 경과나 외부 진동에 따라 수직 또는 수평방향으로 변형이 발생하게 된다.A concrete structure, for example, a concrete structure such as a pier of a bridge or a beam or a girder of a building, is deformed in the vertical or horizontal direction according to the lapse of time or external vibration after construction.

위와 같이 변형이 발생하게 되는 콘크리트 구조물에 있어서, 그 변형부위와 변형의 양상 등을 미리 감지하여 콘크리트 구조물의 손상이나 파괴를 미연에 방지 내지 예방하는 기술은, 근래 들어 콘크리트 구조물의 안정성이나 신뢰성의 측면에서 매우 중요하게 취급되고 있다.In the concrete structure in which the deformation occurs as described above, the technology for preventing or preventing damage or destruction of the concrete structure in advance by detecting the deformation portion and the aspect of the deformation in advance, in recent years, in terms of stability or reliability of the concrete structure is considered very important in

콘크리트 구조물의 변형여부를 감지하는 종래 기술로는, 콘크리트를 타설하기 전에 구간별로 철근 표면에 다수 개의 스트레인 게이지를 부착하고, 전기도선을 통해 연결된 제어장치가 각 스트레인 게이지에서 측정된 전기신호를 전송받아 콘크리트 구조물에 대한 안전성 여부를 판별하도록 구성된다.As a conventional technique for detecting deformation of a concrete structure, a plurality of strain gauges are attached to the surface of reinforcing bars for each section before pouring concrete, and a control device connected through an electric wire receives an electrical signal measured from each strain gauge. It is configured to determine whether the concrete structure is safe.

즉, 외력 등에 의해 콘크리트 구조물에 변형이 발생하게 되면, 철근 등에 부착되어 함께 변형되는 스트레인 게이지에 의해 변동되는 저항값을 제어장치가 측정하는 방식으로 콘크리트 구조물의 변형부위와 변형량 및 변형양상을 확인하게 된다.In other words, when deformation occurs in the concrete structure due to external force, etc., the control device measures the resistance value that is changed by the strain gauge that is attached to the reinforcing bar, etc. and deforms together. do.

그러나 스트레인 게이지를 이용한 종래 감지 기술은, 콘크리트 구조물의 규모에 따라 수십 내지 수백 개의 스트레인 게이지가 설치되어야 하고, 제어장치와의 연결을 위해 전기도선도 수십 내지 수백 가닥이 요구되기 때문에 시공이 매우 복잡하고 많은 시간과 인력을 필요로 하기 때문에 전체 감지 시스템을 구조물 전반에 대하여 구현하기 어려운 문제가 있다.However, in the conventional sensing technology using strain gauges, dozens to hundreds of strain gauges must be installed depending on the scale of the concrete structure, and dozens to hundreds of electrical wires are required for connection with the control device, so the construction is very complicated and Since it requires a lot of time and manpower, it is difficult to implement the entire detection system for the entire structure.

또한, 구조물 내에 노출상태로 설치된 후 콘크리트 타설에 의해 매립되는 스트레인 게이지와 전기도선은, 타설 충격 등에 의해 설치 위치가 변형되거나 단선이나 파손 등에 의해 훼손되기 쉬워 올바른 변형 감지기능을 수행하지 못하는 등의 품질 문제나 내구성 문제가 지속적으로 지적되어 왔다.In addition, strain gauges and electrical wires buried by concrete pouring after being installed in the exposed state in the structure are easily deformed in the installation position due to pouring impact, etc., or damaged by disconnection or breakage. Problems and durability problems have been continuously pointed out.

위와 같은 스트레인 게이지 방식의 문제점을 해결하기 위해, 입사된 광에 대하여 특정한 파장 성분만을 반사시키고 나머지 파장 성분은 그대로 투과시키는 광섬유격자(FBG, Fiber Bragg Grating)가 일측에 형성된 광섬유를 이용한 방식이 근래에 개발되어 다양한 분야에 적용되고 있다.In order to solve the above problem of the strain gage method, a method using an optical fiber having a fiber bragg grating (FBG) formed on one side that reflects only a specific wavelength component with respect to the incident light and transmits the remaining wavelength component as it is has been recently developed. It has been developed and applied in various fields.

보다 구체적으로 이러한 광섬유격자를 이용한 방식은, 온도나 휨변형 등의 외력이 광섬유격자에 가해지는 경우 반사광의 특성이 변화하는 성질을 이용한 것으로, 광섬유를 콘크리트 구조물의 감지부위에 설치한 후 양단을 인터로케이터에 연결하여 측정된 반사광의 특성을 판별함으로써 콘크리트 구조물의 변형여부를 측정하게 된다.More specifically, the method using such an optical fiber grating uses the property of changing the characteristics of reflected light when an external force such as temperature or bending deformation is applied to the optical fiber grating. By connecting to the locator and determining the characteristics of the measured reflected light, the deformation of the concrete structure is measured.

그러나 이러한 광섬유격자를 이용한 방식도, 광섬유를 철근 등에 부설한 후 콘크리트 타설 과정이 이루어지게 되면, 타설 충격 등에 의해 설치 위치가 변형되거나 광섬유격자를 포함한 광섬유가 단선되거나 파손되는 등 마찬가지의 문제가 있었다. However, the method using such an optical fiber grating also had similar problems, such as when the concrete pouring process is performed after the optical fiber is laid on reinforcing bars, etc.

이를 개선하기 위한 방편으로 광섬유격자가 구비된 광섬유와 인터로케이터로 구성되는 폐회로를 이중으로 설치하거나 환봉 형태의 고정부재에 광섬유격자를 부착하여 패키지 모듈을 구성하고, 이 패키지를 철근에 별도로 결속하는 기술 등이 개발되었다.As a method to improve this, a closed circuit consisting of an optical fiber equipped with an optical fiber grid and an interlocator is installed double, or a package module is configured by attaching the optical fiber grid to a round bar-shaped fixing member, and the package is separately bound to reinforcing bars. etc have been developed.

그렇지만, 이러한 고정부재를 활용한 방안도 환봉 형태의 고정부재와 광섬유격자 간의 일체화가 구조적으로 견고하게 이루어지지 못함으로 인해 콘크리트 구조물의 변형에 정확히 반응하지 못하거나 부착 부위로부터 쉽게 탈락되어 콘크리트 구조물에 대한 변형률이 부정확하게 측정되는 등 측정의 신뢰성을 심각하게 훼손 내지 저하시킨다는 점에서 지속적인 연구와 개량이 필요한 실정이다.However, the method using such a fixing member also fails to respond accurately to the deformation of the concrete structure or is easily removed from the attachment site because the integration between the round-bar-shaped fixing member and the optical fiber grid is not structurally strong. Continuous research and improvement are needed in that the strain is inaccurately measured, which seriously damages or lowers the reliability of the measurement.

본 발명의 목적은, FRP보강재를 이용한 콘크리트물의 보강 이후 보강효과 지속 여부나 콘크리트물의 안전상태에 대한 감지가 기본적으로 수행될 수 있고, 외력에 반응하는 격자부(Fiber Bragg Grating)를 중심으로 충분한 부착 길이가 확보된 상태로 간이한 시공을 통해 광섬유가 FRP보강재에 일체화되며 견고하게 고정될 수 있는 보강재용 광센서모듈을 제공하는 것이다.An object of the present invention is that, after reinforcing concrete using FRP reinforcing material, detection of whether the reinforcing effect continues or the safety state of concrete can be basically performed, and sufficient attachment centering on the fiber bragg grating that responds to external force It is to provide an optical sensor module for reinforcing material in which the optical fiber is integrated into the FRP reinforcing material through simple construction with the length secured and can be firmly fixed.

상기 목적은, 콘크리트물의 변형을 지지보완하기 위해 콘크리트물의 길이방향을 따라 구비되는 FRP보강재에 결합되어 사용되는 광센서모듈로서, 상기 FRP보강재와 접하며 그 길이방향을 따라 배치되어 상기 FRP보강재와 함께 변형되는 사다리형상의 지지체; 상기 지지체와 이에 접하는 상기 FRP보강재에 의해 구획되는 내측공간에 소정 두께로 도포되어 상기 지지체를 상기 FRP보강재에 고정하는 제1 에폭시층; 내부로 투사되는 광의 일부를 반사하는 격자부가 상기 제1 에폭시층의 상부에 위치하도록 설치되는 광섬유센서; 및 상기 격자부가 매몰되도록 상기 제1 에폭시층의 상부에 소정 두께로 도포되어 상기 지지체, 상기 제1 에폭시층 및 상기 광섬유센서와 일체화되는 제2 에폭시층을 포함하여, 상기 콘크리트물이나 상기 FRP보강재에 대한 변형여부는, 상기 격자부에 의해 반사되는 반사광의 변화에 기초하여 감지하게 되는 보강재용 광센서모듈에 의해 달성된다.The above object is an optical sensor module used by being coupled to a FRP reinforcement provided along the longitudinal direction of the concrete to support and supplement the deformation of the concrete, in contact with the FRP reinforcement and disposed along the longitudinal direction to deform with the FRP reinforcement a ladder-shaped support that becomes; a first epoxy layer applied to a predetermined thickness in an inner space partitioned by the support and the FRP reinforcing material in contact with the support to fix the support to the FRP reinforcing material; an optical fiber sensor installed such that a grating portion reflecting a portion of the light projected therein is located on the first epoxy layer; and a second epoxy layer applied to a predetermined thickness on top of the first epoxy layer so that the grid part is buried and integrated with the support, the first epoxy layer and the optical fiber sensor, to the concrete or the FRP reinforcement. Deformation is achieved by the optical sensor module for the reinforcing material, which is sensed based on the change in the reflected light reflected by the grating unit.

상기 지지체는, 상기 FRP보강재의 길이방향으로 각각 형성되어 서로 마주보도록 이격배치되는 한 쌍의 제1 프레임; 및 상기 FRP보강재의 길이방향을 따라 이격배치되며 한 쌍의 제1 프레임 사이를 연결하도록 결합되어 상기 격자부를 지지하는 복수의 제2 프레임을 포함할 수 있다.The support is formed in the longitudinal direction of the FRP reinforcement, respectively, a pair of first frames spaced apart to face each other; and a plurality of second frames that are spaced apart along the longitudinal direction of the FRP reinforcement and are coupled to connect between a pair of first frames to support the lattice part.

상기 FRP보강재를 기준으로 한 상기 제1 프레임의 두께는, 상기 제2 프레임에 지지된 상기 격자부가 외측으로 돌출되지 않도록 상기 제2 프레임보다 두껍게 형성될 수 있다.The thickness of the first frame based on the FRP reinforcing material may be formed to be thicker than the second frame so that the lattice part supported by the second frame does not protrude outward.

적어도 하나의 상기 제1 프레임의 양측 단부에는, 복수의 상기 지지체가 길이방향을 따라 나란하게 연이어 조립되도록, 상보적 계합구조인 체결홈과 체결돌기가 각각 형성될 수 있다.At both ends of the at least one first frame, a fastening groove and a fastening protrusion, which are complementary engaging structures, may be respectively formed so that the plurality of the supports are assembled in parallel in the longitudinal direction.

상기 제2 프레임은, 상기 격자부의 안착위치를 안내하기 위해 중앙부에 거치홈이 더 형성될 수 있다.In the second frame, a mounting groove may be further formed in the central portion to guide the seating position of the grid portion.

상기 보강재용 광센서모듈은, 상기 FRP보강재의 변형에 대응하여 상기 격자부의 변형이 원활히 이루어지도록 하기 위해, 상기 FRP보강재, 상기 지지체, 상기 제1 에폭시층 및 상기 제2 에폭시층의 순서로 작아지는 굴곡탄성률(Flexural modulus)을 갖는 소재로 각각 제작되어 일체화될 수 있다.The optical sensor module for the reinforcing material, in order to ensure that the grid portion is smoothly deformed in response to the deformation of the FRP reinforcing material, the FRP reinforcing material, the support, the first epoxy layer and the second epoxy layer. Each can be made of a material having a flexural modulus and integrated.

상기의 다른 목적은, 하나 이상인 보강면의 길이방향을 따라 장홈이 형성된 콘크리트물; 에폭시 접합에 의해 상기 장홈의 내측에 고정되어 상기 콘크리트물에 가해지는 휨하중을 지지보완하는 FRP보강재; 상기 FRP보강재와 접하며 그 길이방향을 따라 배치되어 상기 FRP보강재와 함께 변형되는 사다리형상의 지지체와, 상기 지지체와 이에 접하는 상기 FRP보강재에 의해 구획되는 내측공간에 소정 두께로 도포되어 상기 지지체를 상기 FRP보강재에 고정하는 제1 에폭시층과, 내부로 투사되는 광의 일부를 반사하는 격자부가 상기 제1 에폭시층의 상부에 위치하도록 설치되는 광섬유센서와, 상기 격자부가 매몰되도록 상기 제1 에폭시층의 상부에 소정 두께로 도포되어 상기 지지체, 상기 제1 에폭시층 및 상기 광섬유센서와 일체화되는 제2 에폭시층을 포함하여 상기 콘크리트물이나 상기 FRP보강재에 대한 변형여부를 상기 격자부에 의해 반사되는 반사광의 변화에 기초하여 감지하는 보강재용 광센서모듈; 및 상기 FRP보강재 및 상기 광센서모듈에 대한 외부 열기의 차폐를 위해 상기 FRP보강재를 둘러싸듯이 상기 장홈에 고정되는 내열소재의 장형내화부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 변형감지가 가능한 복합콘크리트물에 의해 달성된다.Another object of the above, is a concrete product in which a long groove is formed along the longitudinal direction of one or more reinforcing surfaces; FRP reinforcement fixed to the inside of the long groove by epoxy bonding to support and supplement the bending load applied to the concrete; A ladder-shaped support that is in contact with the FRP reinforcing material and is disposed along its longitudinal direction and deformed together with the FRP reinforcing material, and the support and the FRP reinforcing material in contact therewith, are coated with a predetermined thickness in the inner space partitioned by the FRP reinforcing material. A first epoxy layer fixed to the reinforcing material, an optical fiber sensor installed so that a grating part that reflects a portion of the light projected therein is located on the first epoxy layer, and the first epoxy layer so that the grating part is buried The change in the reflected light reflected by the grating is determined whether the concrete or the FRP reinforcement is deformed, including the support, the first epoxy layer, and the second epoxy layer integrated with the optical fiber sensor, applied to a predetermined thickness. Optical sensor module for reinforcing material to sense based on; and an elongated fire resistant member made of a heat-resistant material fixed to the long groove as if surrounding the FRP reinforcing material for shielding the FRP reinforcing material and external heat to the optical sensor module. is achieved

본 발명에 의하면, FRP보강재의 길이방향을 따라 배치되고 함께 변형되는 사다리형상의 지지체에 소정 두께로 도포되어 지지체를 FRP보강재에 고정하는 제1 에폭시층과, 제1 에폭시층의 상부에 위치하도록 설치되어 투사광의 일부를 반사하는 광섬유센서의 격자부가 지지체의 내측에 매몰되도록 제1 에폭시층의 상부에 소정 두께로 도포되어 지지체, 제1 에폭시층 및 광섬유센서를 일체화시키는 제2 에폭시층으로 인해 광섬유센서의 격자부는 안전하게 보호되며 충분한 부착 길이로 FRP보강재에 견고하게 고정되어 쉽게 탈락되지 않게 됨에 따라 콘크리트물이나 FRP보강재에 대한 변형여부가 정확하고 신뢰성 있게 감지될 수 있게 된다.According to the present invention, the first epoxy layer that is disposed along the longitudinal direction of the FRP reinforcement and is applied to a ladder-shaped support that is deformed together with a predetermined thickness to fix the support to the FRP reinforcement, and the first epoxy layer. The optical fiber sensor is coated with a predetermined thickness on top of the first epoxy layer so that the grating part of the optical fiber sensor that reflects part of the projected light is buried inside the support, and the second epoxy layer that integrates the support, the first epoxy layer and the optical fiber sensor The lattice part of the lattice part is safely protected and it is firmly fixed to the FRP reinforcing material with sufficient attachment length so that it does not come off easily, so that the deformation of the concrete or FRP reinforcing material can be accurately and reliably detected.

또한, 지지체와 제1,2 에폭시층과 같이 단순하고 간소화된 구성을 이용한 간이한 시공을 통해 광섬유센서의 격자부를 FRP보강재에 미리 일체로 모듈화할 수 있고, 현장조건에 따라 변형된 신속한 맞춤 시공으로 구조물 안전시스템을 용이하게 구축할 수 있는 효과가 있다.In addition, through simple construction using a simple and simplified configuration such as the support and the first and second epoxy layers, the lattice part of the optical fiber sensor can be integrated into the FRP reinforcing material in advance. It has the effect of easily constructing a structural safety system.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보강재용 광센서모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A 절단선에 따른 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 제조과정을 순서대로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 현장조건에 대응한 부착 길이로 지지체의 길이를 가변시킨 상태를 각각 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1을 이용하여 변형감지가 가능한 복합콘크리트물을 구성하기 위한 전체 구성도이다.
1 is a perspective view of an optical sensor module for reinforcement according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 .
3 and 4 are views sequentially illustrating the manufacturing process of FIG. 1 .
5 is a view showing a state in which the length of the support is varied by the attachment length corresponding to the field conditions of FIG. 1, respectively.
FIG. 6 is an overall configuration diagram for constructing a composite concrete material capable of detecting deformation using FIG. 1 .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, descriptions of already known functions or configurations will be omitted in order to clarify the gist of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보강재용 광센서모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A 절단선에 따른 단면도이고, 도 3 및 도 4는 도 1의 제조과정을 순서대로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 1의 현장조건에 대응한 부착 길이로 지지체의 길이를 가변시킨 상태를 각각 나타낸 도면이고, 도 6은 도 1을 이용하여 변형감지가 가능한 복합콘크리트물을 구성하기 위한 전체 구성도이다.1 is a perspective view of an optical sensor module for reinforcement according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are views sequentially showing the manufacturing process of FIG. , FIG. 5 is a view showing a state in which the length of the support body is varied with the attachment length corresponding to the field conditions of FIG. am.

발명의 설명 및 청구범위 등에서 방향을 지칭하는 상(위쪽), 하(아래쪽), 좌우(옆쪽 또는 측방), 전(정,앞쪽), 후(배,뒤쪽) 등은 권리의 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 도면 및 구성 간의 상대적 위치를 기준으로 정한 것으로, 특별히 다르게 한정하는 경우 외에는 이에 따른다.Top (top), bottom (bottom), left and right (side or lateral), front (front, front), back (back, back), etc., which refer to directions in the description and claims of the invention, are not used for limiting rights. For convenience of explanation, the relative positions between the drawings and the components are determined as a reference, and are followed unless otherwise specifically limited.

본 발명에 따른 보강재용 광센서모듈(100)은, 콘크리트물(210)의 변형을 지지보완하기 위해 콘크리트물(210)의 길이방향을 따라 구비되는 FRP보강재(10)에 결합되어 사용되는 센서로서, FRP보강재(10)에 대한 견고한 고정이 간이하게 이루어지고, FRP보강재(10)의 변형을 감지하는 광섬유센서(130)의 격자부(132)에 대한 안전한 보호가 함께 이루어지도록 구성되어 콘크리트물(210)이나 FRP보강재(10)와 같은 구조물에 대한 변형여부를 더욱 정확하고 신뢰성 있게 감지할 수 있게 된다.The optical sensor module 100 for reinforcement according to the present invention is a sensor used by being coupled to the FRP reinforcement 10 provided along the longitudinal direction of the concrete object 210 in order to support and supplement the deformation of the concrete object 210. , the solid fixing to the FRP reinforcing material 10 is made simply, and the safe protection for the grid portion 132 of the optical fiber sensor 130 that detects the deformation of the FRP reinforcing material 10 is made together, so that the concrete ( 210) or FRP reinforcement (10), it is possible to more accurately and reliably detect the deformation of the structure.

여기서 FRP보강재(10)는, 에폭시(E) 접합에 의해 콘크리트물(210)의 내측에 고정되어 콘크리트물(210)에 가해지는 휨하중 등을 지지하고 보완하는 구성요소로서, 하중에 대한 내구성ㆍ경량ㆍ내식성ㆍ성형성 등이 뛰어난 고성능ㆍ고기능성 재료인 유리나 카본섬유로 강화된 플라스틱계 복합재료(FRP, fiber reinforced plastics )를 성형하여 이루어질 수 있다.Here, the FRP reinforcing material 10 is a component that is fixed to the inside of the concrete object 210 by epoxy (E) bonding and supports and supplements the bending load applied to the concrete object 210. It can be made by molding fiber-reinforced plastics (FRP) reinforced with glass or carbon fiber, which are high-performance, high-functional materials with excellent light weight, corrosion resistance, and moldability.

이러한 FRP보강재(10)는, 도 6에 도시된 바와 같이 콘크리트물(210)의 보강면(210a)(하면)에 형성된 장홈(212)의 내측에 삽입 및 매립될 수 있는 대응형상인 긴 막대형상으로 성형되어 콘크리트물(210)의 하부를 지지하도록 내설되는데, 형상은 이에 제한되지 않고 다양하게 변형될 수 있다.This FRP reinforcing material 10 is, as shown in FIG. 6, a long rod shape that is a corresponding shape that can be inserted and embedded in the long groove 212 formed on the reinforcing surface 210a (lower surface) of the concrete 210. It is molded to be built to support the lower portion of the concrete 210, the shape is not limited thereto and may be variously deformed.

상술한 바와 같은 기능 내지 작용을 구체적으로 구현하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 보강재용 광센서모듈(100)은, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 지지체(110), 제1 에폭시층(120), 광섬유센서(130) 및 제2 에폭시층(140) 등을 포함하여 구성될 수 있다.In order to specifically implement the above-described function or action, the optical sensor module 100 for a reinforcement according to an embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 to 5, the support 110, the first epoxy The layer 120 , the optical fiber sensor 130 , and the second epoxy layer 140 may be included.

이하에서는 앞서 언급한 각 구성들에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, each of the aforementioned components will be described in detail.

먼저, 지지체(110)는, FRP보강재(10)와 접하며 그 길이방향을 따라 배치되어 외력 작용시 FRP보강재(10)와 함께 변형되는 사다리형상의 구성요소로서, 후술할 광섬유센서(130)가 상술한 FRP보강재(10)로부터 일정하게 이격된 상태로 지지될 수 있도록 FRP보강재(10)와 광섬유센서(130) 사이에 개재되는 구조로 설치될 수 있다.First, the support 110 is a ladder-shaped component that is in contact with the FRP reinforcing material 10 and is disposed along its longitudinal direction and deforms together with the FRP reinforcing material 10 when an external force is applied. The optical fiber sensor 130 to be described later is described above. It may be installed in a structure interposed between the FRP reinforcing material 10 and the optical fiber sensor 130 so as to be supported in a state of being uniformly spaced from one FRP reinforcing material 10 .

여기서 지지체(110)를 사각의 판상으로 제작하지 않고 사다리형상으로 특별히 한정한 이유는, 외력에 따른 FRP보강재(10)의 변형에 저항하지 않고 원활하게 함께 변형되면서 광섬유센서(130)의 변형을 안내하기 위한 것으로, 이로 인해 격자부(132)의 반사광 특성 변화는 변형의 정도에 대응하여 정확, 정밀하게 이루어질 수 있게 된다.Here, the reason that the support 110 is not manufactured in a rectangular plate shape and is specifically limited to a ladder shape is guided by the deformation of the optical fiber sensor 130 while smoothly deforming together without resisting the deformation of the FRP reinforcing material 10 according to an external force. In order to do this, the change in the reflected light characteristic of the grating unit 132 can be accurately and precisely made in response to the degree of deformation.

즉, 위와 같은 광섬유센서(130)에 대한 원활한 변형 안내와 이격 지지를 위해 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 지지체(110)는, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제1 프레임(112) 및 복수의 제2 프레임(114) 등을 포함하여 구성될 수 있다.That is, specifically, the support 110 according to the embodiment of the present invention for smooth deformation guidance and spacing support for the optical fiber sensor 130 as described above, as shown in FIGS. 3 and 5, a pair of It may be configured to include one frame 112 and a plurality of second frames 114 .

한 쌍의 제1 프레임(112)은, FRP보강재(10)의 길이방향을 따라 각각 형성되어 서로 마주보도록 이격배치되는 막대형상의 구성요소로서, 서로 이격되어 이루게 되는 내측공간(S)에는 후술할 광섬유센서(130)의 격자부(132)가 제1 프레임(112)의 길이방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다.A pair of first frames 112 are rod-shaped components that are respectively formed along the longitudinal direction of the FRP reinforcement 10 and are spaced apart to face each other. The gratings 132 of the optical fiber sensor 130 may be arranged in parallel along the longitudinal direction of the first frame 112 .

이때, 제1 프레임(112)은, 제1 프레임(112)의 방향으로 가해지는 외부 충격으로부터 상술한 내측공간(S)에 배치된 격자부(132)가 직접 손상되지 않도록 하기 위해, 적어도 후술할 광섬유센서(130)보다 두꺼운 막대형상으로 제작하게 된다.At this time, the first frame 112 is at least described later in order to prevent the grid portion 132 disposed in the inner space S from being directly damaged from an external impact applied in the direction of the first frame 112 . It is manufactured in a rod shape thicker than the optical fiber sensor 130 .

복수의 제2 프레임(114)은, FRP보강재(10) 또는 상술한 제1 프레임(112)의 길이방향을 따라 이격배치되며 한 쌍의 제1 프레임(112) 사이를 연결하도록 결합되어 후술할 격자부(132)를 직접 지지하게 되는 막대형상의 구성요소이다.A plurality of second frames 114 are spaced apart along the longitudinal direction of the FRP reinforcing material 10 or the above-described first frame 112 and coupled to connect between a pair of first frames 112, a grid to be described later It is a bar-shaped component that directly supports the part 132 .

이러한 복수의 제2 프레임(114)의 배치로 인해 지지체(110)는 전체적으로 사다리 형상을 이루게 됨에 따라 상술한 내측공간(S)에 배치된 광섬유센서(130)의 격자부(132)는, 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 제2 프레임(114)을 가로지르는 형태로 제2 프레임(114) 상에 견고하게 지지될 수 있다.Due to the arrangement of the plurality of second frames 114, the support 110 as a whole forms a ladder shape, and thus the grating 132 of the optical fiber sensor 130 disposed in the above-described inner space S is shown in FIG. As shown in FIG. 2 , the plurality of second frames 114 may be firmly supported on the second frame 114 .

또한, 이격배치된 복수의 제2 프레임(114)은 판형상에 비해 지지체(110) 자체의 원활한 자유 변형을 허용하는 구조여서 후술할 격자부(132)는 지지체(110)와 함께 자유롭게 변형되며 반사광의 특성 변화를 정밀하게 유도하게 된다.In addition, since the plurality of second frames 114 spaced apart have a structure that allows smooth free deformation of the support 110 itself compared to the plate shape, the grating 132 to be described later is freely deformed together with the support 110 and reflected light to precisely induce the characteristic change of

이때, 제2 프레임(114)에는 격자부(132)의 안착위치를 안내하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 중앙부에 거치홈(118)이 더 형성될 수 있는데, 이로 인해 격자부(132)는 제2 프레임(114)으로부터 이탈이 저지된 상태로 정확한 위치에 설치될 수 있게 된다.At this time, in the second frame 114 , a mounting groove 118 may be further formed in the central portion as shown in FIG. 3 to guide the seating position of the grid portion 132 , which causes the grid portion 132 to The second frame 114 can be installed in an accurate position in a state in which separation is prevented.

제2 프레임(114)의 두께(T2)는, 상술한 내측공간(S)에 배치된 격자부(132)가 제1 프레임(112)의 바깥쪽으로 직접 노출되지 않도록 하기 위해, 적어도 제1 프레임(112)보다 얇은 막대형상으로 제작하게 된다.The thickness T2 of the second frame 114 is at least the first frame ( 112) will be manufactured in a thinner rod shape.

그리고 격자부(132)가 안착되는 제2 프레임(114)의 상면은, 도 5에 도시된 바와 같이, 내측공간(S)에 위치하고, FRP보강재(10)와 접하는 제2 프레임(114)의 하면은 제1 프레임(112)과 동일면에 놓이도록 배치하게 된다.And the upper surface of the second frame 114 on which the grid part 132 is seated, as shown in FIG. 5, is located in the inner space (S), the lower surface of the second frame 114 in contact with the FRP reinforcement (10) is arranged to be on the same plane as the first frame 112 .

결국, FRP보강재(10)를 기준으로 상술한 제1 프레임(112)은, 위와 같이 배치된 제2 프레임(114)에 지지된 격자부(132)를 외측으로 돌출시키지 않으며 최소화된 저항으로 변형이 가능한 두께(T1) 범위(일례로, 안착된 격자부(132) 위로 1mm ~ 3mm)에서 제2 프레임(114)보다 두껍게 형성될 수 있다.As a result, the first frame 112 described above based on the FRP reinforcement 10 does not protrude outwardly the grid portion 132 supported by the second frame 114 disposed as above, and deformation with minimal resistance is possible. It may be formed to be thicker than the second frame 114 in the possible thickness T1 range (eg, 1 mm to 3 mm above the seated grid portion 132 ).

이상에서 살펴본 바와 같이 제1,2 프레임(112,114)으로 구성된 본 발명의 지지체(110)는, 외력에 따라 콘크리트물(210)과 함께 변형하는 FRP보강재(10)에 대응하여 격자부(132)의 변형이 원활히 이루어질 수 있도록 하기 위해, 적어도 FRP보강재(10)보다 작은 굴곡탄성률을 갖는 소재를 이용하여 일체로 제작될 수 있다.As described above, the support 110 of the present invention composed of the first and second frames 112 and 114 corresponds to the FRP reinforcing material 10 that deforms together with the concrete 210 according to an external force. In order to be able to deform smoothly, it may be integrally manufactured using at least a material having a flexural modulus smaller than that of the FRP reinforcing material 10 .

여기서 굴곡탄성률(Flexural modulus)이란, 충격적인 하중에 의해서 재료를 파괴하는 데 필요한 에너지를 재료의 단위 면적으로 나눈 물리량(kg/mm2)으로, 굴곡탄성률의 값이 클수록 강성(Stiffness)이 큰 소재이고, 낮을수록 유연한(Flexible) 소재라 할 수 있다. Here, the flexural modulus is a physical quantity (kg/mm 2 ) obtained by dividing the energy required to destroy a material by an impact load by the unit area of the material. , the lower it is, the more flexible the material.

이때, 적어도 FRP보강재(10)보다 작은 굴곡탄성률을 갖는 소재란, 상대적으로 FRP보강재(10)보다 연질이고, 후술할 제1,2 에폭시층(120,140)보다 강성이 큰 금속 소재일 수 있고, 플라스틱이나 실리콘 등과 같은 합성수지 소재일 수 있다.At this time, the material having a flexural modulus at least smaller than the FRP reinforcing material 10 is relatively softer than the FRP reinforcing material 10 and may be a metal material having greater rigidity than the first and second epoxy layers 120 and 140 to be described later, and plastic or a synthetic resin material such as silicone.

한편, 적어도 하나의 제1 프레임(112)의 양측 단부에는, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상보적 계합구조인 체결홈(116a)과 체결돌기(116b)가 각각 형성될 수 있는데, 이는 복수의 사다리형 지지체(110)가 길이방향을 따라 나란하게 연이어 조립되도록 하기 위함이다.On the other hand, at both ends of the at least one first frame 112, as shown in Figs. 3 and 5, a fastening groove 116a and a fastening protrusion 116b, which are complementary engaging structures, may be formed, respectively. This is to ensure that the plurality of ladder-type supports 110 are assembled in parallel in parallel along the longitudinal direction.

이러한 지지체(110)의 상호 간 결합구조로 인해 지지체(110)는 다양한 길이와 형상의 격자부(132)나 현장의 구조물에 대응하여 길이가 자유자재로 가변될 수 있게 됨에 따라 구조물 안전시스템의 용이한 구축이 이루어질 수 있게 된다.Due to the mutual coupling structure of the support 110, the support 110 can freely change the length in response to the grid portion 132 of various lengths and shapes or structures on the site, so that the structure safety system is easy. A build can be made.

제1 에폭시층(120)은, 지지체(110)와 이에 접하는 FRP보강재(10)에 의해 구획되는 내측공간(S)에 소정 두께로 도포되는 구성요소로서, 이로 인해 지지체(110)는 FRP보강재(10)에 견고하게 고정될 수 있다.The first epoxy layer 120 is a component that is applied to a predetermined thickness in the inner space S partitioned by the support 110 and the FRP reinforcement 10 in contact with it, whereby the support 110 is made of FRP reinforcement ( 10) can be firmly fixed.

이러한 제1 에폭시층(120)은, 소정 두께의 제1 몰드(미도시)를 지지체(110)에 위치시킨 다음 졸이나 겔 상태의 주제와 경화제를 섞은 혼합물을 내측공간(S)에 도포하여 경화시킴으로써 형성될 수 있다.The first epoxy layer 120 is cured by placing a first mold (not shown) of a predetermined thickness on the support 110 and then applying a mixture of a sol or gel-type main agent and a curing agent to the inner space S. It can be formed by

여기서 소정 두께의 제1 몰드(미도시)는, 지지체(110)의 내측공간(S) 밖으로 제1 에폭시층(120)이 유출되는 것을 막는 마스킹테이프와 같은 기능을 수행하는 구성요소로서, 적어도 제2 프레임(114)의 일부를 덮으며 상술한 바와 같은 제2 프레임(114)의 거치홈(118)이 노출될 수 있는 두께로 제작될 수 있다.Here, the first mold (not shown) of a predetermined thickness is a component that performs the same function as a masking tape to prevent the first epoxy layer 120 from leaking out of the inner space S of the support 110, 2 It may be manufactured to a thickness that covers a portion of the frame 114 and exposes the mounting groove 118 of the second frame 114 as described above.

물론, 제1 몰드(미도시)가 없더라도 상술한 제1 프레임(112)과 제2 프레임(114)을 각각 제1 에폭시층(120)의 외부 유출을 막고 도포 두께를 가이드하는 기준으로 활용할 수 있다.Of course, even if there is no first mold (not shown), the above-described first frame 112 and second frame 114 can be used as a reference to prevent leakage of the first epoxy layer 120 and guide the coating thickness, respectively. .

본 발명의 실시예에 따른 제1 에폭시층(120)은, 상대적으로 FRP보강재(10) 및 지지체(110)보다 연질이고, 후술할 제2 에폭시층(140)보다 강성이 큰 굴곡탄성률을 갖는 플라스틱이나 실리콘 등과 같은 합성수지 소재로 형성될 수 있다.The first epoxy layer 120 according to the embodiment of the present invention is relatively softer than the FRP reinforcing material 10 and the support 110 , and a plastic having a flexural modulus of greater rigidity than the second epoxy layer 140 to be described later. Or it may be formed of a synthetic resin material such as silicon.

이때, 제1 에폭시층(120)의 굴곡탄성률의 조절은, 주제와 경화제의 종류나 함량의 조절을 통해 용이하게 이루어질 수 있다.In this case, the adjustment of the flexural modulus of the first epoxy layer 120 can be easily made by adjusting the type or content of the main agent and the curing agent.

광섬유센서(130)는, 내부로 투사되는 광의 특정한 파장 성분만을 반사시키고 나머지 파장 성분은 그대로 투과시키되, 휨변형 등의 외력에 의해 변형되면 반사광의 특성 변화를 유발하는 격자부(132)(FBG, Fiber Bragg Grating)가 광섬유의 일측에 형성되어 이루어지는 구성요소이다.The optical fiber sensor 130 reflects only a specific wavelength component of the light projected therein and transmits the remaining wavelength components as it is, but when it is deformed by an external force such as bending deformation, a grating unit 132 (FBG, FBG, Fiber Bragg Grating) is a component formed on one side of an optical fiber.

이러한 광섬유센서(130)는, 도 6에 도시된 바와 같이 양단과 각각 연결된 상태로 반사광의 특성 변화를 수신하는 인터로케이터(20)를 통해 콘크리트물(210)이나 FRP보강재(10) 등에 대한 변형여부 등을 판별 내지 감지할 수 있는 상용화된 제품이면 충분하므로, 그 형상이나 격자의 배열 등은 특별히 제한되지 않는다.As shown in FIG. 6 , the optical fiber sensor 130 is deformed to the concrete 210 or the FRP reinforcing material 10 through the interlocator 20 that receives the characteristic change of the reflected light while connected to both ends, respectively. Since a commercially available product capable of discriminating or detecting, etc. is sufficient, the shape or arrangement of the grid is not particularly limited.

한편, 인터로케이터(20)에 연결된 컴퓨터(30)를 통해 사용자는 콘크리트물(210)이나 FRP보강재(10)와 같은 구조물에 대한 변형여부를 실시간 모니터링할 수 있고, 임의로 세팅된 한계를 넘어서는 변형이 발생하게 되면 알림을 제공받을 수 있으며, 필요한 경우 모니터링된 정보를 저장할 수 있게 된다.On the other hand, through the computer 30 connected to the interlocator 20, the user can monitor in real time whether the deformation of the structure such as the concrete 210 or the FRP reinforcement 10, and the deformation beyond the arbitrarily set limit is When it occurs, you can receive a notification, and if necessary, you can save the monitored information.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 광섬유센서(130)는, 상술한 지지체(110) 및 제1 에폭시층(120), 후술할 제2 에폭시층(140)과 함께 FRP보강재(10)에 일체화될 수 있도록, 격자부(132)가 제1 에폭시층(120)의 상부에 위치하도록 설치하게 된다.However, the optical fiber sensor 130 according to the embodiment of the present invention is to be integrated into the FRP reinforcement 10 together with the support 110 and the first epoxy layer 120 and the second epoxy layer 140 to be described later. so that the grid portion 132 is installed so as to be located on the first epoxy layer (120).

이때, 광섬유센서(130)는 상술한 제2 프레임(114)의 거치홈(118)으로 인해 FRP보강재(10)로부터 일정하게 이격된 상태로 정확한 위치에 정렬될 수 있게 된다.At this time, the optical fiber sensor 130 can be aligned in an accurate position in a state that is spaced apart from the FRP reinforcement 10 due to the mounting groove 118 of the second frame 114 described above.

상술한 광섬유센서(130)나 인터로케이터(20)의 구체적인 구조나 작동원리 등은 이미 널리 알려진 기술이므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Since the detailed structure and operation principle of the above-described optical fiber sensor 130 or interlocator 20 are well known techniques, a detailed description thereof will be omitted.

제2 에폭시층(140)은, 상술한 광섬유센서(130)의 격자부(132)가 매몰되도록 제1 에폭시층(120)의 상부에 소정 두께로 도포되어 부착의 대상인 FRP보강재(10)의 최외곽에 배치되는 구성요소로서, 이를 통해 지지체(110), 제1 에폭시층(120) 및 광섬유센서(130)는 일체화된 상태로 FRP보강재(10)에 결합될 수 있게 된다.The second epoxy layer 140 is applied to a predetermined thickness on the upper portion of the first epoxy layer 120 so that the grid portion 132 of the above-described optical fiber sensor 130 is buried. As a component disposed outside, the support 110, the first epoxy layer 120, and the optical fiber sensor 130 can be coupled to the FRP reinforcement 10 in an integrated state.

이러한 제2 에폭시층(140)은, 소정 두께의 제2 몰드(미도시)를 제1 에폭시층(120)이 도포된 지지체(110)에 위치시킨 다음 졸이나 겔 상태의 주제와 경화제를 섞은 혼합물을 내측공간(S)에 적층 도포하여 경화시킴으로써 형성될 수 있다.The second epoxy layer 140 is a mixture in which a second mold (not shown) of a predetermined thickness is placed on the support 110 on which the first epoxy layer 120 is applied, and then a sol or gel-type main agent and a curing agent are mixed. It can be formed by laminating and curing the inner space (S).

여기서 소정 두께의 제2 몰드(미도시)는, 지지체(110)의 내측공간(S) 밖으로 제2 에폭시층(140)이 유출되지 않고 제1 에폭시층(120)의 상부에 적층되게 하는 마스킹테이프와 같은 기능을 수행하는 구성요소로서, 제1 프레임(112)의 두께에 대응하거나 제1 프레임(112)을 얇게 덮을 수 있는 두께로 형성할 수 있다.Here, the second mold (not shown) of a predetermined thickness is a masking tape that allows the second epoxy layer 140 to be laminated on top of the first epoxy layer 120 without leaking out of the inner space S of the support 110 . As a component performing the same function, it may be formed to a thickness that corresponds to the thickness of the first frame 112 or can cover the first frame 112 thinly.

본 발명의 실시예에 따른 제2 에폭시층(140)은, FRP보강재(10), 지지체(110), 제1 에폭시층(120) 및 격자부(132)의 자유 변형을 억제하지 않도록, 이들보다 연질인 굴곡탄성률을 갖는 플라스틱이나 실리콘 등과 같은 합성수지를 소재로 형성하게 된다.The second epoxy layer 140 according to the embodiment of the present invention, the FRP reinforcement 10, the support 110, the first epoxy layer 120 and the lattice portion 132, so as not to suppress the free deformation of these, A synthetic resin such as plastic or silicone having a soft flexural modulus is formed as a material.

이때, 제2 에폭시층(140)의 굴곡탄성률의 조절은, 제1 에폭시층(120)과 마찬가지로 주제와 경화제의 종류나 함량의 조절을 통해 용이하게 이루어질 수 있다.In this case, the adjustment of the flexural modulus of the second epoxy layer 140 can be easily made through adjustment of the type or content of the main agent and the curing agent, as in the first epoxy layer 120 .

물론, 제2 에폭시층(140)과 제1 에폭시층(120)은, 편의상 동일한 소재를 이용하여 각각 형성될 수도 있다.Of course, the second epoxy layer 140 and the first epoxy layer 120 may be respectively formed using the same material for convenience.

한편, 본 발명에 따른 보강재용 광센서모듈(100)은, FRP보강재(10)와 함께 콘크리트물(210)에 적용되어 하나의 복합콘크리트물(200)을 형성할 수 있다.On the other hand, the optical sensor module 100 for reinforcement according to the present invention is applied to the concrete 210 together with the FRP reinforcement 10 to form a single composite concrete 200 .

이러한 복합콘크리트물(200)은 상술한 바와 같은 보강재용 광센서모듈(100)이 적용됨으로써 그 변형여부가 감지될 수 있게 된다.As the composite concrete 200 is applied with the optical sensor module 100 for reinforcing material as described above, its deformation can be detected.

위와 같이 변형감지가 가능한 복합콘크리트물(200)은, 변형감지 외에 콘크리트물(210)에 대한 구조적인 안정성을 도모하고, 고온 환경에서도 보강재로 사용되는 FRP와 이를 고정하는 에폭시(E)의 열변형을 최소화하는 한편, 최적화된 구조와 최소화된 구성으로 범용성과 함께 과도한 작업공수나 대규모의 설비 동원 없이 단순 외부 작업만으로 신속하고 손쉬운 보강 및 내화처리가 이루어지도록 하기 위해 안출된 발명이다.As described above, the composite concrete material 200 capable of detecting deformation promotes structural stability for the concrete object 210 in addition to deformation detection, and thermal deformation of FRP used as a reinforcing material even in a high-temperature environment and epoxy (E) fixing it It is an invention devised to enable quick and easy reinforcement and fire-resistance treatment with only simple external work without excessive man-hours or large-scale facility mobilization, along with versatility with an optimized structure and minimized configuration.

위와 같은 기능 내지 작용을 구체적으로 구현하기 위해, 본 발명에 따른 변형감지가 가능한 복합콘크리트물(200)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 콘크리트물(210), FRP보강재(10), 광센서모듈(100), 장형내화부재(230) 등을 포함하여 구성될 수 있다.In order to specifically implement the above functions or actions, the composite concrete 200 capable of detecting deformation according to the present invention, as shown in FIG. It may be configured to include a module 100, a long fire resistant member 230, and the like.

여기서 광센서모듈(100)은, 콘크리트물(210)의 변형을 지지보완하기 위해 콘크리트물(210)의 길이방향을 따라 구비되는 FRP보강재(10) 또는 부FRP보강재(12)의 일면에 결합되어 사용되는 센서로서, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 지지체(110), 제1 에폭시층(120), 광섬유센서(130) 및 제2 에폭시층(140) 등을 포함하여 구성되는데, 구체적인 설명은 앞서 언급한 내용으로 대체하기로 한다.Here, the optical sensor module 100 is coupled to one surface of the FRP reinforcing material 10 or the sub FRP reinforcing material 12 provided along the longitudinal direction of the concrete material 210 to support and supplement the deformation of the concrete material 210. As a sensor used, as shown in FIGS. 1 to 5 , it is configured to include a support 110 , a first epoxy layer 120 , an optical fiber sensor 130 and a second epoxy layer 140 , and the like. The description will be replaced with the above-mentioned content.

콘크리트물(210)은, 건물이나 토목 구조물을 형성하기 위해 골재를 시멘트풀과 혼합하여 소정의 형태로 타설되는 구성요소로서, 도 6에 도시된 바와 같이 상부의 슬래브와 이를 지지하기 위한 보 형태로 이루어질 수 있고, 도시되지 않았지만 상부 슬래브와 하부 슬래브 사이를 지지하는 기둥 형태로도 이루어질 수도 있다.Concrete 210 is a component that is poured in a predetermined shape by mixing aggregate with cement paste to form a building or civil structure, and as shown in FIG. Although not shown, it may also be formed in the form of a column supporting between the upper slab and the lower slab.

이러한 콘크리트물(210)에는, 콘크리트물(210)을 여러 방향에서 보강하기 위한 복수의 FRP보강재(10)가 콘크리트물(210)의 내측에 매설되도록 하는 장홈(212) 및 단홈(214)이 콘크리트물(210)의 타설과 동시에 또는 사후적인 절삭작업을 통해 형성될 수 있다.In this concrete object 210, a plurality of FRP reinforcing materials 10 for reinforcing the concrete object 210 in various directions are embedded in the inside of the concrete object 210. A long groove 212 and a short groove 214 are formed in the concrete. It may be formed simultaneously with the pouring of the water 210 or through a post-cutting operation.

여기서 장홈(212)은, 하나 이상인 보강면(210a)의 길이방향을 따라 형성되는 홈형상의 구성요소로서, 도 6에 도시된 바와 같이 슬래브의 하부를 지지하는 보형 콘크리트물(210)의 경우 그 하면을 보강면(210a)으로 하여 길이방향을 따라 길게 형성된다.Here, the long groove 212 is a groove-shaped component formed along the longitudinal direction of one or more reinforcing surfaces 210a. The lower surface is formed to be elongated along the longitudinal direction with the reinforcing surface 210a.

그리고 단홈(214)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 하부 보강면(210a)의 길이방향으로 이격배치되며 보강면(210a)과 이에 인접한 면에 걸쳐서 복수 개가 '」'형태로 서로 마주보도록 대칭(또는 교차) 배치될 수 있다. And the short groove 214 is spaced apart in the longitudinal direction of the lower reinforcing surface 210a, as shown in FIG. 6, and a plurality of the reinforcing surface 210a and the adjacent surface thereof are symmetrical to face each other in a ''' shape. (or intersecting) may be placed.

이러한 단홈(214)은, 후술할 부FRP보강재(12)의 매설을 통해 콘크리트물(210)을 부가적으로 보강하기 위해 마련된 것으로, 과도한 개수로 형성하게 되면, 작업성 등이 현저하게 저하될 수 있으므로, 콘크리트물(210)의 설치환경 등에 따라 필요한 보강의 정도를 고려하여 적정한 개수로 형성하게 된다.These short grooves 214 are provided to additionally reinforce the concrete 210 through the burial of the secondary FRP reinforcement 12 to be described later. Therefore, in consideration of the degree of reinforcement required according to the installation environment of the concrete object 210, an appropriate number is formed.

상술한 바와 같은 장홈(212)과 단홈(214)은 FRP보강재(10)와 부FRP보강재(12)가 원활히 삽입되어 매설되도록, FRP보강재(10)와 부FRP보강재(12)의 부피보다 큰 수용부피를 갖도록 형성하게 된다.The long groove 212 and the short groove 214 as described above are accommodated larger than the volume of the FRP reinforcement 10 and the auxiliary FRP reinforcement 12 so that the FRP reinforcement 10 and the sub FRP reinforcement 12 are smoothly inserted and buried. to form a volume.

앞서 기술한 FRP보강재(10)는 콘크리트물(210)의 보강면(210a)(하면)에 형성된 장홈(212)의 내측에 삽입 및 매립될 수 있는 대응형상인 긴 막대형상으로 성형되어 콘크리트물(210)의 하면을 지지함으로써 콘크리트물(210)에 가해지는 휨하중을 보완 내지 보강하게 된다.The above-described FRP reinforcing material 10 is molded into a long rod shape that is a corresponding shape that can be inserted and embedded inside the long groove 212 formed on the reinforcement surface 210a (lower surface) of the concrete material 210, and the concrete material ( By supporting the lower surface of the 210), the bending load applied to the concrete 210 is supplemented or reinforced.

한편, 부FRP보강재(12)는, 에폭시(E)의 충진에 의해 상술한 단홈(214)의 내측에 고정되어 콘크리트물(210)에 가해지는 다방향 전단하중을 지지보완하는 구성요소로서, 상술한 FRP보강재(10)와 마찬가지로, 하중에 대한 내구성ㆍ경량ㆍ내식성ㆍ성형성 등이 뛰어난 고성능ㆍ고기능성 재료인 유리나 카본섬유로 강화된 플라스틱계 복합재료(FRP, fiber reinforced plastics)를 성형하여 이루어지게 된다.On the other hand, the secondary FRP reinforcing material 12 is fixed to the inside of the above-mentioned short groove 214 by filling of the epoxy (E) and is a component supporting and supplementing the multidirectional shear load applied to the concrete 210, as described above. As with the FRP reinforcing material 10, it is made by molding fiber-reinforced plastics (FRP) reinforced with glass or carbon fiber, which are high-performance and high-functional materials with excellent load durability, light weight, corrosion resistance, and moldability. will lose

이러한 부FRP보강재(12)는 콘크리트물(210)의 보강면(210a)(하면과 인접면(210b)인 양측면 중 어느 하나)에 걸쳐 형성된 단홈(214)의 내측에 삽입 및 매립될 수 있는 대응형상인 '」'형태로 성형되어 콘크리트물(210)에 가해지는 다방향 전단하중을 보완 내지 보강하게 된다.This sub FRP reinforcing material 12 is a corresponding that can be inserted and embedded inside the short groove 214 formed over the reinforcing surface 210a (either the lower surface and the adjacent surface 210b) of the reinforcing surface 210 of the concrete object 210 . It is molded in the shape of '" to supplement or reinforce the multidirectional shear load applied to the concrete 210.

이때, 부FRP보강재(12)는, 도 6 등에 도시된 바와 같이 단홈(214) 내측에 삽입시, 그 상단부가 슬래브(또는 보형 콘크리트의 상단부)에 앵커결합 또는 끼움결합되도록 하여 콘크리트물(210)에 대한 지지력 증대와 시공위치에서의 신속하고 견고한 조립성 등이 도모될 수 있게 된다.At this time, when the sub FRP reinforcement 12 is inserted into the short groove 214 as shown in FIG. 6, the upper end is anchored or fitted to the slab (or the upper end of the reinforced concrete), so that the concrete object 210 It is possible to increase the bearing capacity for the construction and to achieve quick and strong assembly at the construction site.

FRP보강재(10)와 부FRP보강재(12)는, 콘크리트를 이루는 구성, 매립조건이나 사용환경 등에 따라 조성물의 함량을 조절하거나 첨가물 등을 부가 변경하여 필요한 기능성을 강화하고 특화할 수 있다.The FRP reinforcing material 10 and the sub FRP reinforcing material 12 can be reinforced and specialized in necessary functionality by adjusting the content of the composition or by additionally changing additives, etc. according to the composition of the concrete, the embedding conditions, the use environment, and the like.

FRP보강재(10)와 부FRP보강재(12)를 장홈(212)이나 단홈(214)에 고정하는 에폭시(E)는, 점성이 있는 액상상태에서 경화과정을 통해 콘크리트 석재와 FRP 간에 견고한 접합이 이루어지도록 하는 구성요소로서, 콘크리트를 이루는 구성, 매립조건이나 사용환경, 사용되는 FRP보강재(10)와의 친화성 등에 따라 다양한 첨가제가 혼합되어 사용될 수 있다.Epoxy (E) for fixing the FRP reinforcing material 10 and the sub FRP reinforcing material 12 to the long groove 212 or short groove 214 is a solid bonding between the concrete stone and FRP through a curing process in a viscous liquid state. As a component to be used, various additives may be mixed and used according to the composition of the concrete, the buried condition or use environment, affinity with the FRP reinforcing material 10 used, and the like.

에폭시(E)에 의한 접합을 통해 FRP보강재(10)와 부FRP보강재(12) 모두가 콘크리트물(210)과 일체화되면, 콘크리트물(210)에 대한 구조적 안정성이 확보될 수 있게 된다. 그러나 에폭시(E)는 열에 의한 변형이 발생하면 접착력을 상실하게 되는 취약점이 있어 이를 보완할 필요가 있다.When both the FRP reinforcing material 10 and the sub FRP reinforcing material 12 are integrated with the concrete 210 through bonding with the epoxy (E), structural stability for the concrete 210 can be secured. However, the epoxy (E) has a weakness in that it loses adhesive strength when deformation by heat occurs, so it is necessary to compensate for this.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 에폭시(E)는, 유리전이온도가 대략 65℃로 고온 저항성이 부족한 제품은 물론이고, 유리전이온도가 120℃로 고온 저항성이 우수한 제품 등을 구별하지 않고 사용할 수 있다.However, the epoxy (E) according to the embodiment of the present invention can be used without distinguishing between products having a glass transition temperature of about 65 ° C. can

이렇게 열에 대한 저항성을 특별히 고려하지 않고 에폭시(E)를 선택 사용할 수 있는 이유는, 에폭시(E)의 외측에 구비된 후술할 장형내화부재(230)와 단형내화부재(240)가 외부로부터 전달되는 열을 효과적으로 차폐하여 에폭시(E)의 열변형이 최소화 내지 방지될 수 있기 때문이다.The reason that the epoxy (E) can be selectively used without considering the resistance to heat in this way is that the long fire resistant member 230 and the short fire resistant member 240 provided on the outside of the epoxy (E) are transmitted from the outside. This is because the thermal deformation of the epoxy (E) can be minimized or prevented by effectively shielding heat.

에폭시(E)에 의한 접합공정은, 장형내화부재(230)와 단형내화부재(240)를 FRP보강재(10)와 부FRP보강재(12)가 각각 안착된 장홈(212)이나 단홈(214) 내에 삽입고정한 후, 장홈(212)이나 단홈(214)의 양단에 개방된 공간을 통해 에폭시(E)를 주입 내지 충진시키는 방식으로 이루어질 수 있다.In the bonding process by epoxy (E), the long refractory member 230 and the short refractory member 240 are placed in the long groove 212 or the short groove 214 in which the FRP reinforcement 10 and the sub FRP reinforcement 12 are respectively seated. After insertion and fixation, the epoxy (E) may be injected or filled through the open space at both ends of the long groove 212 or the short groove 214 .

또는, 에폭시(E)에 의한 접합공정은, 콘크리트물(210)의 장홈(212)이나 단홈(214)에 에폭시(E)를 적당량 도포한 후 FRP보강재(10)와 부FRP보강재(12)가 경화시간 동안 장홈(212)이나 단홈(214) 내에서 정위치 되도록 가압하는 방식으로 이루어질 수도 있다. Alternatively, in the bonding process by epoxy (E), after applying an appropriate amount of epoxy (E) to the long grooves 212 or short grooves 214 of the concrete 210, the FRP reinforcement 10 and the sub FRP reinforcement 12 are During the curing time, the long groove 212 or the short groove 214 may be made in a way that is pressed so that it is positioned properly.

장형내화부재(230)는, FRP보강재(10)와 에폭시(E)를 화재 등의 외부 열기로부터 차폐시키기 위해 FRP보강재(10)를 둘러싸며 장홈(212)에 삽입고정되는 내열소재로 된 구성요소로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 주가림판(232) 및 끼움부(234) 등을 포함하는 모듈화된 구조로 이루어질 수 있다.The long fire resistant member 230 surrounds the FRP reinforcing material 10 in order to shield the FRP reinforcing material 10 and the epoxy (E) from external heat such as fire. As shown in FIG. 6 , it may have a modular structure including a main rim plate 232 and a fitting part 234 .

주가림판(232)은, 장홈(212)이 외부에 노출되지 않도록 외측에서 장홈(212)을 덮어 차폐하는 내열소재로 된 구성요소로서, 상술한 장홈(212)에 대응하는 길이(또는 취급이 용이한 단위길이로 분할된 길이)로 형성되고, 장홈(212)에 꼭 맞게 끼워지는 일부(232a)가 판부재에서 돌출되어 단면형상이 전체적으로 '⊥' 또는 'T' 형태를 이루게 된다.The main rim plate 232 is a component made of a heat-resistant material that covers and shields the long groove 212 from the outside so that the long groove 212 is not exposed to the outside, and has a length corresponding to the long groove 212 (or easy handling). length divided by one unit length), and a portion 232a fitted to fit the long groove 212 protrudes from the plate member to form a '⊥' or 'T' cross-sectional shape as a whole.

여기서 '꼭 맞게 끼워진다.'라는 의미는 장홈(212)의 내측과 주가림판(232)의 돌출된 일부(232a)의 외형이 물리적으로 완전히 일치한다는 의미가 아니고, 양측의 접촉면에서 마찰력이 발생하여 별도의 외력이 가해지지 않는 상태에서는 쉽게 빠지지 않을 정도로 유격이 최소화된 것을 포괄하는 의미로 이해될 수 있다.Here, the meaning of 'fitted tightly' does not mean that the outer shape of the inner side of the long groove 212 and the protruding part 232a of the main rim plate 232 physically matches perfectly, but frictional force is generated on the contact surfaces of both sides. It can be understood as encompassing the fact that the play is minimized to the extent that it does not easily fall out in a state where a separate external force is not applied.

이러한 주가림판(232)은, 외부의 열기가 장홈(212) 내측으로 전달되는 것을 효과적으로 차단할 수 있는 내열소재 내지 내화소재를 이용하여 장홈(212)에 대응한 형태로 제작 가능한 것이면 충분하므로, 구체적인 조성성분이나 세부적 형상 등은 특별히 제한되지 않는다.The main rim plate 232 is sufficient as long as it can be manufactured in a shape corresponding to the long groove 212 using a heat-resistant or fire-resistant material that can effectively block the transfer of external heat to the inside of the long groove 212, so a specific composition Components, detailed shapes, etc. are not particularly limited.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 주가림판(232)은, 점토질, 규석질, 샤오테질(이상 고온에서 산성화), 크롬, 알루미나(고온에서 중성화), 크롬마그네시아(고온에서 염기성화) 중 적어도 어느 하나를 포함한 것을 주재료로 내화벽돌 또는 내화모르타르 제조공법에 의해 모듈형태로 제작 및 양산하게 된다. However, the main plate 232 according to the embodiment of the present invention, clay, silicate, xiaoteil (acidified at an abnormal high temperature), chromium, alumina (neutralized at high temperature), chromium magnesia (basicized at high temperature) at least any one of It is manufactured and mass-produced in the form of a module by the refractory brick or refractory mortar manufacturing method as the main material including one.

위와 같은 주재료는 콘크리트물(210)의 조성성분과 콘크리트물(210)이 타설되어 사용되는 주변환경에 따라 적절하게 선택되고 조합될 수 있다.The above main material may be appropriately selected and combined according to the composition of the concrete object 210 and the surrounding environment in which the concrete object 210 is poured and used.

끼움부(234)는, 주가림판(232)에서 돌출형성되거나 주가림판(232)에 결합되어 이격공간(235)에 배치된 FRP보강재(10)가 정위치에 놓이도록 가이드하며 장홈(212)에 압입고정되는 핀형상의 구성요소로서, 철근과 같은 금속 또는 내열성 합성수지 등을 소재로 제작될 수 있다.The fitting part 234 is formed to protrude from the main rim plate 232 or is coupled to the main rim plate 232 to guide the FRP reinforcement 10 disposed in the separation space 235 to be placed in the correct position, and to the long groove 212 . As a pin-shaped component that is press-fitted and fixed, it may be made of a metal such as a reinforcing bar or a heat-resistant synthetic resin.

위와 같은 끼움부(234)의 기능 내지 작용을 구체적으로 구현하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 끼움부(234)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 서로 마주보도록 배치된 한 쌍의 막대부재가 주가림판(232)의 길이방향을 따라 이격배치된 상태로 주가림판(232)과 일체로 매립성형됨으로써 이루어질 수 있다.In order to specifically implement the function or operation of the fitting portion 234 as described above, the fitting portion 234 according to an embodiment of the present invention is, as shown in FIG. 6 , a pair of bar members disposed to face each other. It can be made by embedding molding integrally with the main rim plate 232 in a state of being spaced apart along the longitudinal direction of the main rim plate 232 .

이렇게 주가림판(232)과 일체로 매립성형되는 끼움부(234)로 인해 이격공간(235)에 안착된 FRP보강재(10)는 서로 이격된 끼움부(234) 사이에 놓이며 정위치를 유지할 수 있고, 장홈(212)과 장형내화부재(230) 간의 결합력이 견고해질 수 있게 된다.The FRP reinforcing material 10 seated in the separation space 235 due to the fitting portion 234 that is integrally formed with the main rim plate 232 is placed between the fitting portions 234 spaced apart from each other and can maintain the correct position. And, the coupling force between the long groove 212 and the long fire resistant member 230 can be strengthened.

단형내화부재(240)는, 상술한 부FRP보강재(12) 및 에폭시(E)를 외부 열기로부터 차폐시키기 위해, 부FRP보강재(12)를 둘러싸며 단홈(214)에 고정되는 내열소재로 된 구성요소이다.The short fire resistant member 240 is made of a heat-resistant material that surrounds the sub FRP reinforcing material 12 and is fixed to the short groove 214 in order to shield the sub FRP reinforcing material 12 and the epoxy (E) from external heat. is an element

이러한 단형내화부재(240)는, 도 6에 도시된 바와 같이 보강면(210a)(콘크리트물(210)의 하면) 쪽의 단홈(214)에 고정되는 판상의 제1 내화부재(240a)와, 인접면(210b) 쪽의 단홈(214)에 고정되는 판상의 제2 내화부재(240b)로 구성되어 부FRP보강재(12)나 단홈(214)에 대응되는 '」'형태를 이루게 된다.The short fire resistant member 240 is a plate-shaped first fire resistant member 240a fixed to the short groove 214 on the side of the reinforcing surface 210a (the lower surface of the concrete 210) as shown in FIG. 6, It is composed of a plate-shaped second fire resistant member 240b fixed to the short groove 214 on the side of the adjacent surface 210b and forms a ''' shape corresponding to the sub FRP reinforcement 12 or the short groove 214 .

제1 내화부재(240a)는, 부가림판(242a,242b) 및 부끼움부(244a,244b)등을 포함하는 모듈화된 구조로 이루어지게 되는데, 부가림판(242a,242b)은 단홈(214)이 외부로 노출되지 않도록 외측에서 단홈(214)을 덮어 차폐하는 내열소재로 된 판상의 구성요소로서, 보강면(210a) 쪽 단홈(214)에 대응하는 길이로 형성된다.The first fire resistant member 240a is made of a modular structure including additional rim plates 242a and 242b and buchim portions 244a and 244b, and the additional rim plates 242a and 242b have a short groove 214. It is a plate-shaped component made of a heat-resistant material that covers and shields the short groove 214 from the outside so as not to be exposed to the outside, and is formed to have a length corresponding to the short groove 214 on the side of the reinforcing surface 210a.

이러한 부가림판(242a,242b)은, 상술한 바와 같은 주가림판(232)과 유사하게 외부의 열기가 단홈(214) 내측으로 전달되는 것을 효과적으로 차단할 수 있는 내열소재 내지 내화소재를 이용하여 단홈(214)에 대응한 형태로 제작 가능한 것이면 충분하므로, 구체적인 조성성분이나 세부적 형상 등은 특별히 제한되지 않는다.These additional rim plates 242a and 242b, similar to the main rim plate 232 as described above, use a heat-resistant material or fire-resistant material that can effectively block external heat from being transmitted to the inside of the short groove 214. ) is sufficient as long as it can be manufactured in a form corresponding to the ), so specific compositional components or detailed shapes are not particularly limited.

본 발명의 실시예에 따른 부가림판(242a,242b)도, 점토질, 규석질, 샤오테질(이상 고온에서 산성화), 크롬, 알루미나(고온에서 중성화), 크롬마그네시아(고온에서 염기성화) 중 적어도 어느 하나를 포함한 것을 주재료로 내화벽돌 또는 내화모르타르 제조공법에 의해 모듈형태로 제작 및 양산하게 된다.Bugarimpan (242a, 242b) according to an embodiment of the present invention is also at least one of clay, silicate, xiaoteil (acidified at a high temperature), chromium, alumina (neutralized at high temperature), chromium magnesia (basified at high temperature) It is manufactured and mass-produced in the form of a module by the refractory brick or refractory mortar manufacturing method as the main material including one.

이때, 상술한 주재료는 콘크리트물(210)의 조성성분과 콘크리트물(210)이 타설되어 사용되는 주변환경에 따라 적절하게 선택되고 조합될 수 있다.At this time, the above-mentioned main material may be appropriately selected and combined according to the composition of the concrete object 210 and the surrounding environment in which the concrete object 210 is poured and used.

부끼움부(234)는, 내측 이격공간(245)에 부FRP보강재(12)가 정위치에 놓이도록 가이드하며 단홈(214)에 압입고정되는 핀형상의 구성요소로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 서로 마주보도록 배치된 한 쌍의 막대부재가 부가림판(242a,242b)의 길이방향을 따라 이격배치된 상태로 부가림판(242a,242b)과 일체로 매립성형됨으로써 이루어질 수 있다.The sub-fitting part 234 is a pin-shaped component that guides the sub-FRP reinforcement 12 to be placed in the proper position in the inner spaced space 245 and is press-fitted and fixed to the short groove 214, as shown in FIG. Likewise, a pair of rod members disposed to face each other may be formed by integrally embedding with the additional rim plates 242a and 242b in a state in which they are spaced apart along the longitudinal direction of the additional rim plates 242a and 242b.

이렇게 부가림판(242a,242b)과 일체로 매립형성되는 부끼움부(234)로 인해 이격공간(245)에 안착된 부FRP보강재(12)는 서로 이격된 부끼움부(244a,244b)사이에 놓이며 정위치를 유지할 수 있고, 단홈(214)과 단형내화부재(240) 간의 결합력이 견고해질 수 있게 된다.The sub-FRP reinforcement 12 seated in the spaced space 245 due to the sub-fitting portion 234 formed integrally with the additional rim plates 242a and 242b is formed between the sub-fitting portions 244a and 244b spaced apart from each other. It is placed and can maintain its original position, and the coupling force between the short groove 214 and the short fire resistant member 240 can be strengthened.

제2 내화부재(240b)는, 제1 내화부재(240a)와 설치위치 즉, 인접면(210b) 쪽의 단홈(214)에 적용되는 구성이라는 점에서 차이가 있을 뿐이고, 제1 내화부재(240a)와 마찬가지로 부가림판(242a,242b) 및 부끼움부(244a,244b)등을 포함하는 모듈화된 구조로 이루어지는바, 구체적인 설명은 앞서 기술한 내용으로 대체하기로 한다.The second fire resistant member 240b is only different from the first fire resistant member 240a in that it is a configuration applied to the installation position, that is, the short groove 214 on the adjacent surface 210b side, and the first fire resistant member 240a ), as well as the additional rim plates (242a, 242b) and the buchim portion (244a, 244b), such as made of a modular structure, the detailed description will be replaced with the above-described content.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.In the foregoing, specific embodiments of the present invention have been described and shown, but it is common knowledge in the art that the present invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It is self-evident to those who have Accordingly, such modifications or variations should not be individually understood from the technical spirit or point of view of the present invention, and the modified embodiments should belong to the claims of the present invention.

10: FRP보강재 12: 부FRP보강재
20: 인터로케이터 30: 컴퓨터
100: 보강재용 광센서모듈 110: 지지체
112: 제1 프레임 114: 제2 프레임
T1,T2: 제1,2 프레임 두께 116a,116b: 체결홈, 체결돌기
118: 거치홈 S: 내측공간
120: 제1 에폭시층 130: 광섬유센서
132: 격자부(FBG) 140: 제2 에폭시층
200: 변형감지가 가능한 복합콘크리트물
210: 콘크리트물 210a: 보강면
210b: 인접면 212: 장홈
212a: 단턱 214: 단홈
E: 에폭시 230: 장형내화부재
232: 주가림판 232a: 주가림판의 일부
234: 끼움부 235,245: 이격공간
240: 단형내화부재 240a: 제1 내화부재
240b: 제2 내화부재 242a,242b: 부가림판
244a,244b: 부끼움부
10: FRP reinforcing material 12: Sub FRP reinforcing material
20: interlocator 30: computer
100: optical sensor module for reinforcement 110: support
112: first frame 114: second frame
T1, T2: first and second frame thickness 116a, 116b: fastening groove, fastening protrusion
118: mounting groove S: inner space
120: first epoxy layer 130: optical fiber sensor
132: grid portion (FBG) 140: second epoxy layer
200: Composite concrete that can detect deformation
210: concrete 210a: reinforcement surface
210b: proximal surface 212: long groove
212a: step 214: step groove
E: Epoxy 230: Long fireproof member
232: main rim plate 232a: part of the main rim plate
234: fitting portion 235,245: separation space
240: short fire resistant member 240a: first fire resistant member
240b: second fire-resisting member 242a, 242b: additional rim plate
244a, 244b: Buchium part

Claims (7)

콘크리트물의 변형을 지지보완하기 위해 콘크리트물의 길이방향을 따라 구비되는 FRP보강재에 결합되어 사용되는 광센서모듈로서,
상기 FRP보강재와 접하며 그 길이방향을 따라 배치되어 상기 FRP보강재와 함께 변형되는 사다리형상의 지지체;
상기 지지체와 이에 접하는 상기 FRP보강재에 의해 구획되는 내측공간에 소정 두께로 도포되어 상기 지지체를 상기 FRP보강재에 고정하는 제1 에폭시층;
내부로 투사되는 광의 일부를 반사하는 격자부가 상기 제1 에폭시층의 상부에 위치하도록 설치되는 광섬유센서; 및
상기 격자부가 매몰되도록 상기 제1 에폭시층의 상부에 소정 두께로 도포되어 상기 지지체, 상기 제1 에폭시층 및 상기 광섬유센서와 일체화되는 제2 에폭시층을 포함하여,
상기 콘크리트물이나 상기 FRP보강재에 대한 변형여부는, 상기 격자부에 의해 반사되는 반사광의 변화에 기초하여 감지하게 되는 보강재용 광센서모듈.
As an optical sensor module used in combination with FRP reinforcement provided along the longitudinal direction of the concrete to support and supplement the deformation of the concrete,
a ladder-shaped support that is in contact with the FRP reinforcing material and is disposed along its longitudinal direction and deformed together with the FRP reinforcing material;
a first epoxy layer applied to a predetermined thickness in an inner space partitioned by the support and the FRP reinforcing material in contact with the support to fix the support to the FRP reinforcing material;
an optical fiber sensor installed such that a grating portion reflecting a portion of the light projected therein is located on the first epoxy layer; and
Including a second epoxy layer that is applied to a predetermined thickness on top of the first epoxy layer so that the grid part is buried and integrated with the support, the first epoxy layer, and the optical fiber sensor,
Whether the concrete or the FRP reinforcing material is deformed is sensed based on a change in the reflected light reflected by the grating unit.
제1항에 있어서,
상기 지지체는,
상기 FRP보강재의 길이방향으로 각각 형성되어 서로 마주보도록 이격배치되는 한 쌍의 제1 프레임; 및 상기 FRP보강재의 길이방향을 따라 이격배치되며 한 쌍의 제1 프레임 사이를 연결하도록 결합되어 상기 격자부를 지지하는 복수의 제2 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강재용 광센서모듈.
According to claim 1,
The support is
a pair of first frames respectively formed in the longitudinal direction of the FRP reinforcement and spaced apart to face each other; and a plurality of second frames spaced apart along the longitudinal direction of the FRP reinforcing material and coupled to connect between a pair of first frames to support the grid portion.
제2항에 있어서,
상기 FRP보강재를 기준으로 한 상기 제1 프레임의 두께는,
상기 제2 프레임에 지지된 상기 격자부가 외측으로 돌출되지 않도록 상기 제2 프레임보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 보강재용 광센서모듈.
3. The method of claim 2,
The thickness of the first frame based on the FRP reinforcement is,
An optical sensor module for reinforcement, characterized in that the second frame is formed thicker than the second frame so that the grid part supported by the second frame does not protrude outward.
제2항에 있어서,
적어도 하나의 상기 제1 프레임의 양측 단부에는,
복수의 상기 지지체가 길이방향을 따라 나란하게 연이어 조립되도록, 상보적 계합구조인 체결홈과 체결돌기가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 보강재용 광센서모듈.
3. The method of claim 2,
At both ends of the at least one first frame,
An optical sensor module for reinforcing material, characterized in that a fastening groove and a fastening protrusion, which are complementary engaging structures, are respectively formed so that a plurality of the supports are sequentially assembled in parallel along the longitudinal direction.
제3항에 있어서,
상기 제2 프레임은,
상기 격자부의 안착위치를 안내하기 위해 중앙부에 거치홈이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 보강재용 광센서모듈.
4. The method of claim 3,
The second frame is
An optical sensor module for reinforcement, characterized in that a mounting groove is further formed in the central part to guide the seating position of the grid part.
제1항에 있어서,
상기 보강재용 광센서모듈은,
상기 FRP보강재의 변형에 대응하여 상기 격자부의 변형이 원활히 이루어지도록 하기 위해, 상기 FRP보강재, 상기 지지체, 상기 제1 에폭시층 및 상기 제2 에폭시층의 순서로 작아지는 굴곡탄성률(Flexural modulus)을 갖는 소재로 각각 제작되어 일체화되는 것을 특징으로 하는 보강재용 광센서모듈.
According to claim 1,
The optical sensor module for the reinforcement,
In order to smoothly deform the grid portion in response to the deformation of the FRP reinforcing material, the FRP reinforcing material, the support, the first epoxy layer, and the second epoxy layer have a flexural modulus that decreases in the order of having a flexural modulus. Optical sensor module for reinforcing material, characterized in that each is made of material and integrated.
하나 이상인 보강면의 길이방향을 따라 장홈이 형성된 콘크리트물;
에폭시 접합에 의해 상기 장홈의 내측에 고정되어 상기 콘크리트물에 가해지는 휨하중을 지지보완하는 FRP보강재;
상기 FRP보강재와 접하며 그 길이방향을 따라 배치되어 상기 FRP보강재와 함께 변형되는 사다리형상의 지지체와, 상기 지지체와 이에 접하는 상기 FRP보강재에 의해 구획되는 내측공간에 소정 두께로 도포되어 상기 지지체를 상기 FRP보강재에 고정하는 제1 에폭시층과, 내부로 투사되는 광의 일부를 반사하는 격자부가 상기 제1 에폭시층의 상부에 위치하도록 설치되는 광섬유센서와, 상기 격자부가 매몰되도록 상기 제1 에폭시층의 상부에 소정 두께로 도포되어 상기 지지체, 상기 제1 에폭시층 및 상기 광섬유센서와 일체화되는 제2 에폭시층을 포함하여 상기 콘크리트물이나 상기 FRP보강재에 대한 변형여부를 상기 격자부에 의해 반사되는 반사광의 변화에 기초하여 감지하는 보강재용 광센서모듈; 및
상기 FRP보강재 및 상기 광센서모듈에 대한 외부 열기의 차폐를 위해 상기 FRP보강재를 둘러싸듯이 상기 장홈에 고정되는 내열소재의 장형내화부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 변형감지가 가능한 복합콘크리트물.
Concrete in which a long groove is formed along the longitudinal direction of one or more reinforcing surfaces;
FRP reinforcing material fixed to the inside of the long groove by epoxy bonding to support and supplement the bending load applied to the concrete;
A ladder-shaped support that is in contact with the FRP reinforcing material and disposed along its longitudinal direction and deformed together with the FRP reinforcing material, and the support and the FRP reinforcing material in contact therewith, are coated with a predetermined thickness in an inner space partitioned by the FRP reinforcing material to form the support. A first epoxy layer fixed to the reinforcing material, and an optical fiber sensor installed so that a grating part that reflects a part of the light projected therein is located on the first epoxy layer, and the grating part is buried on the upper part of the first epoxy layer The change in the reflected light reflected by the grating is determined whether the concrete or the FRP reinforcement is deformed, including the support, the first epoxy layer, and the second epoxy layer integrated with the optical fiber sensor applied to a predetermined thickness. Optical sensor module for reinforcing material to sense based on; and
Composite concrete capable of detecting deformation, characterized in that it comprises an elongated fire resistant member of a heat-resistant material fixed to the long groove as if surrounding the FRP reinforcing material for shielding the FRP reinforcing material and external heat to the optical sensor module.
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