확산과 이송을 고려한 해양 콘크리트 교각의 염소이온 침투해석

Chloride penetration in the marine concrete pier considering diffusion and convection

콘크리트 내 공극수의 알칼리성으로 인해 일반적인 상황에서는 철근의 부식이 억제된다. 그러나 해양환경에 있는 콘크리트 구조물은 해수에 존재하는 염분에 의해 극심한 염해 환경에 놓이게 되고, 이에 의해 철근은 부식하기 쉬운 상태가 된다. 해수의 풍부한 염소이온으로 인한 철근부식 가능성이 콘크리트 구조물의 내구수명 결정에 큰 영향요소이며, 특히 교각은 해양환경 콘크리트 구조물의 대표적인 부재이므로 교각의 내구수명 예측은 매우 중요하다고 할 수 있다. 이 논문에서는 염소이온의 확산에 의한 이동과 이송에 의한 이동을 고려하여, 해양 콘크리트 교각에 대한 염소이온 침투해석을 수행하였다. 콘크리트가 항상 수중부에 위치하는 경우보다 건습반복을 받는 경우에 염소이온이 더 빨리 침투함을 확인하였다. 이는 염소이온의 확산속도 보다 수분의 이동속도가 더 빠르기 때문인 것으로 판단된다.

Reinforcement corrosion is generally prohibited under normal condition by the alkalinity of the pore water in the concrete. However, concrete structures in marine environment are subjected to chloride attack due to the high salinity of the sea water. Thus the probability of steel corrosion becomes higher when the chloride ions are introduced into the concrete. Steel corrosion is a decisive factor for the determination of service life of the marine concrete structure because chloride ions are abundant in the sea, and piers are the typical construction elements in concrete structures in marine environment. Hence, it is of great importance to evaluate the service life of the piers. In this paper, chloride penetration analysis for the rectangular pier in the marine environment is performed considering the diffusion and convection movement of chlorides. Result reveals that the service life of the reinforcement with drying-wetting cycles is much shorter than that of the reinforcement with saturated condition. This may be due to the fact that moisture movement is much faster that chloride diffusion.