콘크리트의 염소이온 확산계수 평가를 위한 시험방법 비교

Comparison of Test Methods for Evaluation of Chloride Diffusion Coefficient in Concrete

염해환경에 건설되는 콘크리트 구조물은 염소이온과 같은 유해이온이 외부로부터 콘크리트 중으로 침투, 확산하여 철근을 부식시킴으로써 구조물의 내구성을 크게 저하시키기 때문에 구조물의 내구성 평가 또는 설계시 중요한 고려사항이 된다. 콘크리트 중의 염소이온 확산계수를 추정하는 방법은 Fick의 제1법칙으로부터 유도되는 정상상태(steady state)에서의 확산계수 평가방법과 Fick의 제2법칙으로부터 유도되는 비정상상태(non-steady state)에서의 확산계수 평가방법이 있다. 그러나, 실제 노출환경에서와 같은 비정상상태의 확산계수를 평가하는 것은 매우 어려우므로 실내에서 촉진방법에 의해 콘크리트의 확산특성을 간접적으로 평가하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 국내 또는 외국의 시험규격에 근거한 촉진 시험방법 중 4가지를 선정하여 동일 재령의 콘크리트 배합에 적용하여 그 결과를 비교 하였다. 실험결과에 따르면, ASTM C 1202 시험법은 콘크리트 배합간의 상대적인 구분만이 가능하며, 정상상태의 확산계수는 비정상 상태의 확산계수에 비해 1/10 정도 수준으로 작게 평가됨을 알 수 있다. 또한 침지시험에 의한 확산계수는 NT Build 492에 의한 결과와 유사한 값을 나타내었다.

Generally, durability of concrete structures under marine environment is grossly declined by detrimental ions such as chlorides, which penetrate concrete and was diffused to corrode reinforcing rod. Therefore, chloride diffusion properties in concrete are important for durability evaluation and design of concrete structure. For estimation of chloride diffusion coefficient in concrete, both evaluation methods are used for steady state and non-steady state derived from Fick's 1st and 2nd law, respectively. However, as it is very difficult to evaluate diffusion coefficient for non-steady state like service environment where concrete is actually exposed, indirect evaluation method by laboratory accelerated test is generally used. In this study, comparison of chloride diffusion behavior was investigated for fixed mix proportion and age of concrete using four accelerated test methods based on domestic and foreign standards. From test results, only relative comparison between concrete mixtures was possible using ASTM C 1202 test, and diffusion coefficient for steady state was estimated as low as 1/10 of that for non-steady state. In addition, diffusion coefficient estimated by immersion test was similar to result by NT build 492 test.