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A Study on the Carbonation Characteristics of Fly Ash Concrete by Accelerated Carbonation Test

급속 촉진 탄산화 시험을 통한 플라이애쉬 콘크리트의 탄산화 특성 연구

  • Choi, Sung (Dept. of Civil and Environmental Engineering System, Sungkyunkwan University) ;
  • Lee, Kwang-Myong (Dept. of Civil and Environmental Engineering System, Sungkyunkwan University) ;
  • Jung, Sang-Hwa (Construction Material Research Center, Korea Institute of Construction Materials) ;
  • Kim, Joo-Hyung (Construction Material Research Center, Korea Institute of Construction Materials)
  • 최성 (성균관대학교 건설환경시스템공학과) ;
  • 이광명 (성균관대학교 건설환경시스템공학과) ;
  • 정상화 (한국건자재시험연구원 건설기반기술센터) ;
  • 김주형 (한국건자재시험연구원 건설기반기술센터)
  • Published : 2009.08.31

Abstract

The increase of industrial carbonic dioxide emissions has accelerated the carbonation of reinforced concrete structures, which drops off their durability. Although advanced countries have already taken safety control measures against the carbonation of RC structures, it is still difficult now to accurately predict the actual carbonation depth. Additionally, it requires much time and efforts. Recently, it is possible to get the data more rapidly through accelerated carbonation test with the $CO_2$ concentration of 100%. In this paper, the carbonation test results obtained by two test methods such as the normal carbonation test method and the accelerated carbonation test method, were compared to investigate the carbonation characteristics of fly ash concrete. The accelerated carbonation test on concrete specimens with the pre-curing age of 180 days was also carried out to examine the carbonation characteristics of fly ash concrete at long-term age. Consequently, fly ash concrete at early age was vulnerable to carbonation and however, its carbonation resistance at long-term ages was improved compared with OPC concrete.

최근 각종 산업화에 따른 탄산가스 배출량의 증가는 철근콘크리트구조물의 탄산화를 촉진시켜 구조물의 내 구성을 저하시키고 있다. 이미 선진 각국에서는 탄산가스 증가량을 고려하여 철근콘크리트구조물의 탄산화에 관한 안 전 관리 대책을 마련하고 있지만 현재까지도 실 구조물의 탄산화를 정확하게 예측하기 어렵고 탄산화 측정하기 위해서 는 많은 시간과 노력이 소요된다. 최근에 개발된 급속 촉진 탄산화 시험은 대기 중 $CO_2$농도를 100%로 하여 보다 신속 하게 탄산화 시험 결과를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 플라이애쉬 콘크리트의 탄산화 특성을 알아보기 위하여 기존 에 주로 사용된 촉진 탄산화 시험과 급속 촉진 탄산화 시험에 의한 탄산화 결과를 비교, 분석하였다. 또한 장기재령에 서 플라이애쉬 콘크리트의 탄산화 특성을 알아보기 위하여 급속 촉진 탄산화 시험을 이용하여 재령 180일의 콘크리트 시편의 탄산화 실험을 수행하였다. 그 결과 플라이애쉬 콘크리트는 초기재령에서 탄산화에 다소 취약하였지만, 장기재 령에서는 OPC에 비하여 탄산화 저항성이 향상됨을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. 권성준, 박상순, 남상혁, “국내 탄산화 실태자료를 이용한 탄산화 예측식의 제안,” 한국구조물진단학회지, 11권, 5호, 2007, pp. 81-88
  2. CEB, “Durable Concrete Structures,” CEB Design Guide, Thomas Telford, UK, 1992, pp. 3-7, 27
  3. 한국콘크리트학회, 콘크리트 표준시방서 내구성편, 한국콘크리트학회, 2004, pp. 60
  4. 최영준, 이광명, 김주형, 정상화, 이명규, “콘크리트 급속 촉진 탄산화 장비의 적용성 연구,” 한국콘크리트학회 가을학술발표회논문집, 18권, 2호, 2006, pp. 601-604
  5. 유성원, 방기성, 정상화, 장승필, “급속탄산화시험기에 의한 플라이 애쉬 콘크리트의 탄산화 특성 연구,” 대한토목학회논문집, 27권, 4A호, 2007, pp. 601-607
  6. 오병환, 고재군, “플라이애쉬 콘크리트의 강도 및 역학적 특성에 관한 연구,” 콘크리트학회논문집, 3권, 2호, 1991, pp. 87-95
  7. 조명석, 송영철, 류금성, 고경택, 김성욱, “플라이애쉬 혼합 시멘트 모르타르의 내구성에 관한 연구,” 대한토목학회 학술발표회논문집, 2001, pp. 1-4
  8. Nasser, K. W. and Lai. P. S. H., “Effect of Fly Ash on the Microstructure and Durability of Concrete,” American Society of Civil Engineers, Serviceability and Durability of Construction Materials, pp. 688-697
  9. 이명규, 정상화, 김도현, 장봉석, “콘크리트 이산화탄소 확산계수에 대한 실험연구,” 대한토목학회논문집, 23권, 3A호, 2003, pp. 413-420
  10. Walton, J. C., Plansky, L. E., and Smith, R. W., “Models for Estimation of Service Life of Concrete Barriers in Low-Level Radioactive Waste Disposal,” US Department of Energy, 1990, pp. 22-23
  11. 한국콘크리트학회, 염해 및 탄산화에 대한 철근콘크리트 구조물의 내구성 설계/시공/유지관리 지침(안), 한국콘크리트학회, 2001, pp. 29-31
  12. 김규용, 김영선, 조봉석, 김무한, “탄산화를 고려한 콘크리트구조물의 내구성능 설계,” 콘크리트학회지, 18권, 4호, 2006, pp. 24-30
  13. 서치호, 이한승, “콘크리트 탄산화 메커니즘 및 제반 영향 인자,” 한국콘크리트학회 봄 학술발표회 연구위원회 발표집, 2002, pp. 3-12
  14. Papadakis. V. G., Vayenas, C. G., and Fardis, M. N., “Physical and Chemical Characteristics Affecting the Durability of Concrete,” J. of ACI Material, ACI, 1991, pp. 186-196
  15. Khunthougkeaw, J. and Tangtermsirikul, S., “Model for Simulating Caronation of Fly Ash Concrete,” Journal of Materials in Civil Engineering ASCE, September/October, 2005, pp. 570-578
  16. 권성준, 송하원, 박상순, “수화물 및 공극률 관측 실험을 통한 시멘트모르타르의 탄산화 특성 변화에 대한 연구,” 콘크리트학회 논문집, 19권, 5호, 2007, pp. 613-621 https://doi.org/10.4334/JKCI.2007.19.5.613
  17. Ishida, T. and Maekawa, K., “Modeling of pH Profile in Pore Water Based on Mass Transport and Chemical Equilibrium Theory,” Concrete Library of JSCE, No. 37, 2001, pp. 151-166
  18. Houst. Y. F. and Wittmann. F. H., “Influence of Porosity and Water Content on the Diffusivity of CO2 and O2 through Hydrated Cement Paste,” Cement and Concrete Research, Vol. 24, No. 6, 1994, pp. 1165-1176 https://doi.org/10.1016/0008-8846(94)90040-X

Cited by

  1. Long-term Durability Characteristics of Fly ash Concrete Containing Lightly Burnt MgO Powder vol.33, pp.3, 2013, https://doi.org/10.12652/Ksce.2013.33.3.909
  2. Durability Assessment of High Strength Concrete with High Volume Mineral Admixture vol.27, pp.6, 2015, https://doi.org/10.4334/JKCI.2015.27.6.641
  3. Field Evaluation and Durability Analysis of an Eco-Friendly Prestressed Concrete Sleeper vol.27, pp.7, 2015, https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0001109
  4. Evaluation of Durability Performance of Fly Ash Blended Concrete due to Fly Ash Replacement with Tire Derived Fuel Ash vol.28, pp.6, 2016, https://doi.org/10.4334/JKCI.2016.28.6.647