Abstract
The diffusivity of carbon dioxide in concrete is very important in that it directly affects the degree of carbonation in concrete structures. The purpose of the present study is to explore the diffusivity of carbon dioxide and to derive a realistic equation to estimate the diffusion coefficient of carbon dioxide in concrete. For this purpose, several series of concrete specimens have been tested. Major test variables were the water-cement ratios. The total porosities and the diffusion coefficients of carbon dioxide were measured for the specimens. The present study indicates that the measured porosities agree well with the calculated ones. The effects of porosity and relative humidity on the diffusion coefficient of carbon dioxide were examined. A prediction equation to estimate the diffusion coefficient of carbon dioxide was derived and proposed in this study. The proposed equation shows reasonably good correlation with test data on the $CO_2$ diffusion coefficient of concrete
콘크리트의 탄산화는 콘크리트 구조물의 내구성과 관련하여 매우 중요한 부분을 차지하고 있으며, 시간에 따른 탄산화 정도는 이산화탄소 확산계수의 영향을 크게 받는다. 이에 따라 본 연구에서는 콘크리트에 대한 이산화탄소 확산계수 실험을 통해 합리적인 실험식을 도출하고자 하였다. 실험은 상대습도에 따른 이산화탄소 확산계수 영향 실험 이외에 공극률 측정실험을 병행하였으며 이를 통해 이론적으로 산정한 공극률과 비교하였다. 실험결과 측정된 공극률은 이론적인 결과와 유사하게 나타났다. 한편, 상대습도에 따른 이산화탄소 확산계수 변화량은 물-시멘트비가 낮을수록 감소하였다. 본 연구에서 도출한 콘크리트 중의 이산화탄소 확산계수에 대한 실험식은 상대습도, 공극률 및 골재-시멘트비를 매개변수로 하였으며 본 실험결과와 비교적 일치하는 결과를 나타내었다. 한편, 본 연구에서 도출한 결과와 타 연구자의 연구에 의한 이산화탄소 확산계수 실험식을 비교한 결과 콘크리트, 모르타르 및 시멘트 페이스트에 대해 서로 다른 식을 사용하는 것이 합리적일 것으로 판단되었다. 본 연구에서 수행한 이산화탄소 확산계수에 대한 연구결과를 통해 콘크리트 구조물의 탄산화 과정에 대한 연구가 더욱 합리적으로 이루어질 수 있을 것으로 사료된다.
