콘크리트 표면매립보강용 FBG-FRP 보강재의 온도와 응력 변화에 따른 변형 감지성능
Sensing Capacity of FBG-FRP Strip for Near-Surface-Mounting in Concrete Corresponding to the Change of Temperature and Tensile Stress
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초록
본 연구에서는 레이저 격자기반의 광섬유 센서 (Fiber Bragg Grating Optical Fiber Sensor)를 결합한 섬유 보강 폴리머 (Fiber Reinforced Polymer, FRP), 즉 FBG-FRP 보강재의 온도에 따른 영향을 규명하고 단순인장 및 반복인장응력작용시 변형률 계측성능을 규명하였다. FBG-FRP 보강재는 두 개의 CFRP 판 사이에 FBG 기반 광섬유를 에폭시로서 광섬유 격자부 표면을 비부착하거나 완전부착하는 방식으로 제작한 뒤, 일련의 실험을 실시하여 변형성능을 평가하였다. 연구를 통하여 에폭시로서 광섬유센서를 CFRP판에 완전부착방식으로 결합시, -10℃~50℃의 온도변화에 따른 선형적인 변형률변화관계가 제시되었으며 단조 증가 및 반복응력에 대하여 광섬유센서의 변형률이 CFRP 보강재와 거의 같은 값을 보이는 것이 확인되었다.
Abstract
In this study, the sensing capacity of FBG-FRP reinforcement, a Fiber Reinforced Polymer (FRP) reinforcement combined with a Fiber Bragg Grating (FBG) optical fiber (OF) sensor, was investigated through temperature test, simple tensile and repeated tensile test. FBG-FRP reinforcements were manufactured by debonding or fully bonding the surface of measuring part of optical fiber using epoxy between two CFRP plates, and the sensing capacity of each method was evaluated through the tests. As results, when an OF sensor is fully bonded to a CFRP plate using epoxy, a linear strain change relationship according to temperature changes was presented, and it was confirmed that the strain of the OF sensor showed almost the same value as the CFRP reinforcement with respect to monotonic increase and repetitive stress.