1. 서    론

최근 지진, 바람, 태풍 등의 자연재해 또는 시설물의 노후화로 인한 콘크리트 구조물 손상을 감지하는 기술에 대한 연구들이 수행되고 있다. 기존에는 콘크리트 구조물의 손상을 감지하기 위해서 변형률 게이지(strain gauge), 광섬유센서(optic fiber sensor), 압전 세라믹 센서(piezoelectric ceramic sensor) 등의 부착식 또는 매립식 센서(Han et al. 2014), 또는 3D-레이저 스캐닝 시스템(3D-laser scanning system), 디지털 이미지 수집 시스템(digital image collecting system), 자동 레이저 토탈 스테이션(automatic laser total station) 등의 비부착식 또는 비매립식 센서(Gastineau et al. 2009)를 이용하였다. 하지만 이러한 기존 센서들은 센서 자체의 비용뿐만 아니라 낮은 내구성으로 인한 잦은 교체를 필요로하여 경제적 측면에서 비효율적이며, 콘크리트 기반 구조물과의 낮은 호환성으로 인해 구조물의 구조적 성능 저하를 야기하고, 주변 환경에 대한 민감성이 높고 감지 범위가 제한적이라는 한계점을 가지고 있다(Gastineau et al. 2009).

이에 많은 연구자들이 경제적으로 효율적이면서도 우수한 구조적 성능과 함께 손상에 대한 감지 능력을 가지는 자기감지 시멘트계 복합재료 개발을 위한 많은 연구들을 수행하고 있다(Wen and Chung 2000; Wen and Chung 2001; Han and Ou 2007; Kim 2010; Lin et al. 2011; Chung 2012; Ranade et al. 2014; Nguyen et al. 2015; Song et al. 2015; Loh and Gonzalez 2015; Chu and Chen 2016). 시멘트계 재료가 자가센싱 능력을 지니기 위해서는 전도성 물질(carbon fiber, steel fiber, carbon nanotube, carbon black, graphite powder 등)을 포함해야하며(Han et al. 2014), 전도성 요소는 복합체 내에서 전기적 네트워크 역할을 하여 복합체에 손상이나 변형이 가해졌을 때 전기적 저항률(Electrical resistivity)의 변화를 발생시킨다(Teomete 2016). 짧은 길이의 carbon fiber를 보강한 short carbon fiber reinforced cementitious composite은 일반적으로 상용화되어 있는 변형률 게이지의 gauge factor(2)에 비해 gauge factor가 700으로 변형감지능력이 매우 우수하며, carbon nanotube를 보강한 경우에도 비슷한 변형감지 능력을 지닌다고 보고된바 있다(Chung 2012). 다양한 하중(압축, 인장, 휨인장 등) 하에서의 carbon계 재료를 포함한 시멘트계 복합재료에 대한 기초 연구들이 많이 수행되었으며, 손상에 대한 감지 능력이 우수하다고 보고되고 있다(Wen and Chung 2000; Wen and Chung 2001; Han and Ou 2007; Loh and Conzalez 2015; Chu and Chen 2016). 하지만 carbon계 재료를 보강한 시멘트계 복합재료는 초기균열 이후에 인장저항능력이 저하되는 변형연화거동(strain-softening behavior)으로 인장하중에 매우 취약하며, 취성적인 carbon계 재료의 특성으로 탄성구간 이후에서의 손상은 감지할 수 없다는 한계점이 있다.

Carbon계 재료 외에도 탄성구간 이후에서도 인장 저항 능력이 유지되면서 손상 또는 변형에 대한 감지능력을 가지는 강섬유 보강 시멘트 복합재료(steel-fiber-reinforced cementitious composites, SFRCCs)의 자가센싱 능력에 대한 조사가 이루어진 바 있다(Lin et al. 2011; Teomete and Kocyigit 2013; Teomete 2014; Ranade et al. 2014; Nguyen et al. 2015; Song et al. 2015; Dong et al. 2016; Teomete 2016; Kim et al. 2016; Kim and Kim 2017). SFRCCs는 carbon계 시멘트 복합재료와 달리 초기균열 발생 이후에 다수의 미세균열을 생성하여 계속해서 인장저항능력을 보이는 변형경화거동(strain-hardening behavior)을 보이며(Kim 2010), 높은 인장강도(tensile strength)와 변형능력(strain capacity)을 가지고 탄성 구간 이후에서도 손상 또는 변형에 대한 감지능력이 유지된다(Lin et al. 2011; Ranade et al. 2014; Kim et al. 2016; Kim and Kim 2017).

자가센싱 시멘트계 복합재료의 손상감지능력은 보강된 섬유와 섬유 사이의 연결과 섬유와 매트릭스 사이 계면의 부착과 밀접한 연관이 있다(Teomete 2016). SFRCCs에 보강된 강섬유의 형상 및 길이 등의 종류와 보강량은 자가센싱 능력에 영향을 미치며(Nguyen et al. 2011), carbon black 또는 고로슬래그 미분말(ground granulated blast furnace slag, GGBS)의 치환 역시 자가센싱 능력을 향상시킨다(Song et al. 2015). 또한 시멘트계 복합재료 자체의 전기저항에 미치는 다양한 요인들 중 물-시멘트비, 즉 매트릭스의 압축강도가 높은 SFRCCs일수록 높은 초기 전기저항률과 매우 많은 다수 균열의 생성으로 손상 발생 시 전기저항률 변화량(Δρ)이 가장 크게 나타난다(Kim et al. 2016; Kim and Kim 2017). 하지만 손상감지능력 향상을 위해 SFRCCs에 강섬유의 보강량을 증가시키거나, 일반 몰탈 매트릭스 대신 높은 압축강도의 초고강도 콘크리트 등을 사용할 경우에 높은 비용이 발생하게 된다.

따라서 이 연구에서는 일반 몰탈 매트릭스에서도 높은 손상감지능력을 지니며, 강섬유 보강량의 증가 없이도 손상감지능력이 우수할 뿐만 아니라, 기존 강섬유 보강 콘크리트의 높은 인장강도와 변형능력 또한 유지 또는 향상시킬 수 있는 자가센싱 강섬유 보강 콘크리트(self-sensing steel-fiber-reinforced concrete, SS-SFRC)를 개발하고자 기존 시멘트 기반 센서들보다 물-시멘트비가 낮은 매트릭스 몰탈을 사용하여 초기전기저항이 높은 SFRCCs에 시멘트 중량 대비 초단유리섬유(milled glass fiber, MGF)를 치환한 SFRCCs의 1) 역학적 거동(인장강도, 변형능력, 미세균열 등)을 조사하고, 2) 직접 인장 하중 하에서 손상에 따른 전기적 거동을 조사하여 손상감지능력을 평가하였다.

2. 직접 인장 하중 하에서의 강섬유 보강 콘크리트의 전기-역학적 거동

직접 인장 하중 하에서의 SFRCCs의 일반적인 전기-역학적 거동을 Fig. 1에 나타내었다. 인장 변형률(ε)이 0에서 초기균열 지점에서의 인장 변형률(ε_cc)까지 증가함에 따라 인장강도(σ) 또한 0에서 초기균열 인장강도(first cracking tensile strength, σ_cc)까지 증가하며, 전기저항률(ρ)은 초기 전기저항률(ρ₀)에서 초기균열 지점에서의 전기저항률(ρ_cc)까지 약간 감소하는 거동을 보이며, 이 때의 감소량을 Δρ₁이라한다. SFRCCs는 초기균열이 발생한 이후에도 인장 변형률이 최종균열 지점에서의 최종변형률(ε_pc)까지 증가함에 따라, 즉 미세균열이 증가함에 따라 인장강도가 최종균열 인장강도(post cracking tensile strength, σ_pc)까지 증가하며, 이 때 전기저항률은 최종균열 지점에서의 전기저항률(ρ_pc)까지 급격하게 감소하고, 이 때의 전기저항률 감소량은 Δρ₂라한다. Δρ는 인장 하중이 증가하기 시작한 시점부터 최종 균열 발생 시점까지의 전체적인 전기저항률 감소량(Δρ₁+ Δρ₂)이며, 이러한 직접 인장 하중 하에서의 SFRCCs의 전기-역학적 거동은 인장 변형률이 증가함에 따라 발생하는 다수의 미세균열과 관련이 있다(Fig. 2 참조).

Fig. 1

Typical electro-mechanical behavior of SFRCCs in direct tension (Kim et al. 2018)

Fig. 2

Model describing the reduction of electrical resistivity of SFRCCs with multiple micro-cracks (Kim et al. 2018)

전기저항은 기본적으로 ρ=R*(A/L)로 계산되며, 전기저항 R은 전극 사이의 거리(L)과 시험체의 단면적(A)에 영향을 받지만 전기저항률 ρ 는 재료의 특성으로써 시험체의 형상 등에 영향을 받지 않는 재료 고유의 값이다. SFRCCs의 전기저항은 균열이 발생하지 않은 복합체 부분(part C)의 전기저항과 균열이 발생한 섬유 부분(part F)의 전기저항으로 구성된다. Part C와 part F의 전기저항을 식 (1)에 나타내었다.

 (1)

n_cr은 다수 미세균열의 수, ΔL_debond는 섬유의 탈착 길이, A_c는 복합체의 단면적, ρ_c와 ρ_f는 각각 복합체와 섬유의 전기저항률, 그리고 V_f는 섬유의 보강량이다.

강섬유의 높은 전기전도성으로 인하여 R_f는 R_c에 비해 매우 낮아 거의 무시되어 결과적으로 미세균열이 발생함에 따라 SFRCCs의 전기저항은 감소하게 된다. 인장변형 발생 이전의 전기저항(R₀)에서부터 인장 변형 증가에 따른 전기저항의 변화량(ΔR)은 식 (2)와 같이 계산된다. 식 (2)에 따르면 인장 변형률이 증가함에 따른 n_cr의 증가는 ΔR을 증가시키는데 주요인이 된다.

 (2)

3. 실험프로그램

3.1 재료 및 시험체 준비

이 연구에서는 일반 몰탈 매트릭스에서도 손상에 따른 높은 전기저항률 변화를 도출하기 위하여 일반 몰탈 매트릭스(94 mPa과 122 mPa)에 대하여 시리즈 별로 각각 3개의 시험체로 실험을 수행하였다. 각 매트릭스에 평균 입경 13.5µm, 평균 길이 300µm, 그리고 평균 입도 약 50µm의 분말 형식의 초단유리섬유(Table 1과 Fig. 3 참조)를 시멘트 중량 대비 0와 5 % 치환하였으며, 사용된 매트릭스의 배합 구성 및 압축강도를 Table 2에 나타내었다(Kim and Kim 2017). 보강된 강섬유는 long smooth 강섬유와 medium smooth 강섬유이고, long smooth 강섬유의 직경은 0.3 mm, 길이는 30 mm이며, medium smooth 강섬유의 직경은 0.2 mm, 길이는 19 mm이다(Table 3 참조). 강섬유는 모든 매트릭스에 long smooth 강섬유 1 vol.%와 medium smooth 강섬유 1 vol.%로 총 2 vol.% 보강하였다.

Table 1 Chemical composition of milled glass fibers

Table 2 Composition of matrix mixture by weight ratio and compressive strength

Table 3 Properties of steel fibers

* D: fiber diameter; L: fiber length

Fig. 3

Detail of milled glass fibers

직접 인장실험을 위한 시험체는 폭 50 mm, 두께 50 mm의 덤벨형 시험체를 사용하였다. 시험체의 신장량 측정을 위하여 변위 측정범위는 50 mm로 제한하였으며, 측정 범위 외에서의 손상 및 균열을 방지하기 위하여 강재 와이어 매쉬를 인장 시험체의 양단부에 보강하였다. 제작된 모든 시험체는 14일간 24 °C에서 습윤 양생을 실시하였다. 전기저항은 멀티미터(Keysight 3458A Multimeter, Keysight Technologies, USA)를 사용하여 4 탐침 저항성 방식(4-probe method)으로 측정하였다. 내‧외부 전극은 구리테이프를 사용하였으며, 시험체 표면에 실버페이스트를 바른 후에 구리테이프를 그 위에 부착하였다. 전극은 input current(5µA)의 직류 전원(Direct Current, DC)을 흘리는 외부 전극 2개 사이의 거리를 110 mm, 전압을 측정하는 내부 전극 2개는 전류용 외부 전극에서 안쪽으로 30 mm 거리에 위치하도록 하였다(Fig. 4 참조).

Fig. 4

Specimens and test set-up for direct tension

3.2 실험방법

정적 인장 하중 하에서 강섬유 보강 시멘트 복합재료의 손상에 따른 전기저항 변화를 측정하기 위한 정적 인장 실험은 로드셀의 최대 용량 5tonf의 만능 재료 시험기(universal testing machine, UTM)를 사용하여 수행하였다. 시험체의 경계조건은 편심에 의한 휨 영향을 최소화하기 위하여 힌지-힌지 경계조건으로 실험을 진행하였다. 변위는 시험체 양면에 두 개의 LVDT를 설치하여 1 mm/min의 속도로 측정하였다.

시멘트계 복합재료에 전류를 흘려주게 되면 분극화 현상(polarization effect)이 발생하게 된다. 분극화 현상이란 유전물질이 전기장에 노출되었을 때 발생하는 현상으로써, 전기장의 반대방향으로 재료에 전가된 전기장의 분극화로 인하여 전기저항을 측정하는 시간동안 전기저항이 증가하는 현상을 말한다. 본 실험에서는 강섬유를 보강한 시멘트 복합재료를 사용함으로써 내부에 보강된 강섬유의 current charge로 인해 전기 분극화 현상이 나타나는 것으로 판단되며, 전기저항률의 안정화를 통해 분극화 현상에 의한 영향을 최소화하기 위하여 전기저항 측정 시작 20분 후에 인장응력을 가하였다.

4. 실험결과

초단유리섬유의 치환 유무에 따른 강섬유 보강 시멘트 복합재료의 손상감지능력을 조사하기 위하여 직접 인장 하중 하에서 전기-역학적 거동을 평가하였다. 각 시리즈에 대한 초단유리섬유 치환 유무에 따른 강섬유 보강 시멘트 복합재료의 전기-역학적 거동과 인장 변형에 따른 역학적 특성과 전기적 변화를 Table 4와 Fig. 5에 나타내었다.

Table 4 Effects of milled glass fiber on the electro-mechanical parameters of SFRCCs

Fig. 5

The electro-mechanical response of SFRCCs in tension; tensile stress versus strain curve (full line), and electrical resistivity versus strain (dotted line)

4.1 초단유리섬유가 강섬유 보강 시멘트 복합재료의 역학적 거동에 미치는 영향

초단유리섬유는 SFRCCs의 역학적 특성에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 유리섬유를 보강한 시멘트 몰탈 매트릭스의 압축강도는 유리섬유를 보강하지 않은 시멘트 몰탈이 가장 높은 압축강도를 가진다고 보고된 바 있으며(Mahdi 2014), 본 연구에서 사용된 몰탈 매트릭스 역시 초단유리섬유를 보강하였을 때 압축강도가 약간 감소하는 경향을 보였다. Table 2에 나타낸 바와 같이 매트릭스 압축강도 94 mPa의 A0.0에 초단유리섬유를 5 % 치환한 경우(A0.05) 매트릭스 압축강도가 86 mPa로 약 8.5 % 저하되었으며, 매트릭스 압축강도 122 mPa의 B0.0은 B0.05에서 97 mPa로 매트릭스 압축강도가 약 20.5 % 저하되었다.

초단유리섬유는 직접 인장 하중 하에서의 초단유리섬유를 치환한 SFRCCs의 역학적 거동(ε_cc, ε_pc, σ_cc, 그리고 σ_pc)에도 밀접한 영향을 미친다. Matrix A series(A0.0과 A0.05)의 ε_cc는 0.02 %에서 0.03 %로 약간 증가하였으며, σ_cc는 6.1 mPa에서 4.5 mPa로 약 26 % 감소하였다. 반면에 ε_pc와 σ_pc는 각각 0.75 %에서 0.88 %, 9.7 mPa에서 10.3 mPa로 증가하는 경향을 보였다. Matrix B series(B0.0과 B0.05)의 초단유리섬유 치환에 따른 역학적 거동은 matrix A series와 비슷한 경향을 보였다. ε_cc는 평균 0.04 %에서 0.05 %로 증가하였으며, σ_cc는 평균 8.0 mPa로 동일하게 나타났다. 반면에, ε_pc는 0.83 %에서 1.01 %로 증가하였으며, σ_pc 또한 11.7 mPa에서 13.1 mPa로 약 12 % 증가하였다.

SFRCCs의 변형경화거동에 가장 큰 영향을 미치는 미세균열의 수(n_cr) 또한 초단유리섬유의 영향을 받는다. 미세균열의 수는 최종균열 인장강도 이전에 발생한 균열의 수로써 미세균열의 폭은 최종균열 인장강도 이후에 계속하여 균열 폭이 증가하는 하나의 최종균열과 달리 그 굉장히 미세하고, 그 균열 폭이 크게 증가되지 않는다. A0.05의 n_cr은 3.2개로 A0.0 대비 약 28 % 증가하였지만, 반면에 B0.05는 4.9개로 B0.0 대비 약 37 % 감소하였다(Fig. 6 참조).

Fig. 6

Effects of milled glass fiber on the multiple micro-cracking behavior of SFRCCs in direct tension

4.2 초단유리섬유가 강섬유 보강 시멘트 복합재료의 인장 변형에 따른 전기적 거동에 미치는 영향

초단유리섬유의 치환은 손상에 따른 전기저항률의 변화량(Δρ, Δρ₁, 그리고 Δρ₂)을 향상시켰으며, 더 낮은 매트릭스 압축강도를 가지는 matrix A series에서 더 큰 영향성을 보였다. 전체적인 전기저항률의 감소량(Δρ)은 matrix A series가 16.0kΩ･cm에서 94.5kΩ･cm(약 491 %)까지 향상되었으며, matrix B series는 181.1kΩ･cm에서 309.0kΩ･cm(약 71 %)까지 향상되었다. 변형률 0에서 ε_cc까지의 전기저항률 감소량(Δρ₁)은 matrix A, B series가 각각 초단유리섬유를 치환한 경우에 약 110 %와 25 % 향상되었으며, ε_cc에서 ε_pc까지의 전기저항률 감소량(Δρ₂)은 matrix A series가 11.8 kΩ･cm에서 85.6kΩ･cm으로 약 625 % 향상되어 matrix B series의 78 %보다 훨씬 높은 향상률을 보였다. 시리즈 별 시험체 3개에 대한 Δρ의 평균 표준편차는 A0.0이 3.19kΩ･cm, 그리고 A0.05이 17.11 kΩ･cm로 나타났으며, B0.0은 27.13kΩ･cm, 그리고 B0.05는 46.26kΩ･cm로 나타났다. 초단유리섬유를 치환한 경우에 더 높은 표준편차가 나타나는 이유는 매트릭스 내의 초단유리섬유의 분산율에 영향을 받기 때문이라고 판단된다.

5. 고    찰

초단유리섬유의 치환은 SFRCCs의 손상감지능력 향상뿐만 아니라 역학적 거동의 향상에도 영향을 미치며 더 낮은 압축강도의 매트릭스 일수록 그 영향성이 더 크게 나타나는 것을 확인하였다(Table 4 참조). 이는 매트릭스 구성성분 중 탄성계수가 매우 높은 SiO₂를 가지는 silica fume에 의한 영향으로 판단된다. Silica fume은 시멘트 몰탈 매트릭스 내의 공극을 메꾸어주는 역할을 한다(Park et al. 2005). 따라서 이미 silica fume이 포함된 matrix B series는 공극이 matrix A series에 비해 적어 압축강도가 더 높게 나타나며, 작은 입자 크기의 초단유리섬유는 공극을 메꾸어주는 역할이 아닌 자기감지 능력 향상 역할만을 하게된다. 반면에, matrix A series의 경우에는 silica fume을 포함하고 있지 않아 작은 입자의 초단유리섬유가 매트릭스 내의 공극을 메꾸어주는 역할과 자기감지 능력 향상과 동시에 섬유와 매트릭스 사이의 계면부착강도를 향상시키는 것으로 판단된다. 뿐만 아니라, 계면부착강도의 향상은 미세균열의 수에도 영향을 미쳤으며, 이 결과로 matrix A series는 초단유리섬유를 치환한 경우에 초단유리섬유로 인한 영향만으로 미세균열의 수가 증가하였지만, matrix B series는 silica fume과 초단유리섬유의 혼합으로 각 균열 폭이 증가하여 오히려 B0.0보다 B0.05의 균열 수가 적은 경향성을 보이는 것으로 판단되며, silica fume과 초단유리섬유의 혼합에 대한 추가 실험이 필요하다.

섬유와 매트릭스 사이의 계면 부착강도는 SFRCCs의 역학적 거동 뿐만 아니라 인장 변형에 따른 전기저항률 감소량에 큰 영향을 미친다. 식 (2)에서와 같이 전기저항의 감소량(ΔR)은 미세균열의 수(n_cr)에 영향을 받으며, 미세균열의 수는 Namman(1987)이 제안한 식 (3)에 나타낸 바와 같이 등가부착강도(equivalent bond strength between fiber and matrix, τ_eq)에 영향을 받기 때문이다.

 (3)

L은 gauge length(=50 mm), η은 균열 폭 보정계수, d_f는 섬유의 직경, V_f는 섬유 보강량, σ_m은 매트릭스의 인장강도, 그리고 α₂는 섬유 분산 보정계수이다.

초단유리섬유의 치환으로 n_cr의 경우 매트릭스 압축강도에 따라 다른 거동을 보였다. Matrix A series는 n_cr이 증가하였지만, 오히려 matrix B series는 n_cr이 감소하였다. 하지만 미세균열 하나 당 전기저항률의 감소량(Δρ /n_cr)은 매트릭스 압축강도와 상관없이 초단유리섬유를 치환한 경우에 더 높게 나타났다(Fig. 7 참조). Matrix B series는 초단유리섬유의 치환으로 n_cr은 감소하였지만, 오히려 최종인장강도(σ_pc), 변형능력(ε_pc)뿐만 아니라 Δρ /n_cr 또한 증가하였다.

Fig. 7

Influence of multiple micro-cracks on the reduction in the electrical resistivity in tension

시멘트 복합재료의 손상 감지 능력의 정도를 나타내는 gauge factor(GF, GF₁, 그리고 GF₂)를 식 (4)와 같이 계산하여 Fig. 8에 나타내었다. GF는 직접 인장 응력이 가해진 직후부터 최종균열 지점까지의 gauge factor, GF₁은 초기균열 이전까지 gauge factor, 그리고 GF₂는 초기균열 이후부터 최종 균열까지의 gauge factor이다.

Fig. 8

Effects of milled glass fiber on gauge factors of SFRCCs in direct tension

 (4)

더 높은 압축강도를 가지는 매트릭스가 초단유리섬유의 치환 유무와 상관없이 더 높은 gauge factor를 가졌으며, 초단유리섬유의 치환은 전기저항률 감소량의 향상과 동시에 gauge factor 또한 향상시켰다. GF는 Matrix A series와 matrix B series는 초단유리섬유 치환에 따라 각각 3에서 17, 그리고 23에서 32까지 향상되었다. 뿐만 아니라, gauge factor에서도 초단유리섬유의 영향성이 silica fume을 포함하고 있지 않은 matrix A series에서 더 크게 나타났다. Silica fume을 포함하고 있지 않은 matrix A series는 GF₂가 2에서 16으로 약 700 % 향상되었으며, 반면에 matrix B series는 약 52.38 %로 matrix A series의 증가율에 비해 훨씬 낮은 증가율을 보였다.

6. 결    론

본 연구에서는 일반몰탈 매트릭스를 사용한 SFRCCs의 손상감지능력을 향상시키기 위한 방안으로써 매트릭스에 초단유리섬유를 시멘트 대비 치환하여 다수 균열의 발생에 따른 전기저항률의 변화를 극대화하고자 하였다. 두 가지 종류의 몰탈 매트릭스의 시멘트 중량의 5 %를 초단유리섬유로 치환하여 실험한 결과를 토대로 아래와 같은 결론을 얻을 수 있었다.

1)초단유리섬유의 치환은, 인장하중 하에서 SFRCCs의 전기 저항률의 감소량을 크게 향상하였다: 압축강도가 94 mPa의 몰탈 매트릭스에서 시멘트 중량의 5 %를 초단유리 섬유로 치환한 경우, SFRCCs의 미세균열 하나 생성 시 전기저항률의 감소량이 16.0kΩ･cm에서 94.5 kΩ･cm로 증가하였다.

2)초단유리섬유의 치환은 섬유와 매트릭스 사이 계면의 미세공극을 채우는 역할을 하여 부착강도의 증가를 유발하였으며, 결과적으로 SFRCCs의 역학적 저항성능 즉 최종인장강도와 변형능력도 향상시켰다.

매트릭스의 전기저항률을 초단유리섬유의 혼입을 통해 높임으로써 자가 손상 감지 능력을 향상시킬 수 있었고, 추가연구로써 섬유보강재의 전기전도성 향상을 통한 자가 손상 감지 능력 향상 방안에 대하여 연구를 수행 중이다.