한국콘텐츠학회논문지 (The Journal of the Korea Contents Association)

  • 제14권12호
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  • Pages.999-1009
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  • 2014
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  • 1598-4877(pISSN)
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  • 2508-6723(eISSN)
한국콘텐츠학회 (The Korea Contents Association)
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탄산화 환경에 노출된 RC 지하구조물의 내구수명과 플라이애쉬 배합 특성을 고려한 탄소 배출 및 흡착 평가

CO2 Emission and Storage Evaluation of RC Underground Structure under Carbonation Considering Service Life and Mix Conditions with Fly Ash

  • 김성준 (한남대학교 건설시스템공학과) ;
  • 문진만 (한남대학교 건설시스템공학과) ;
  • 이학수 (한남대학교 건설시스템공학과) ;
  • 권성준 (한남대학교 건설시스템공학과)
  • 투고 : 2014.09.02
  • 심사 : 2014.10.09
  • 발행 : 2014.12.28
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초록

본 연구에서는 실제 지하구조물에 사용되었던 제원과 배합에 대하여, 자재생산단계, 운송단계, 시공단계, 탄소저장량, 보수단위 탄소배출량을 고려하여 RC 지하구조물의 탄소배출 및 흡수량을 내구수명에 따라 평가하였다. 혼화재료를 포함한 4가지 배합이 고려되었고, 마이크로 모델을 이용하여 이산화탄소 확산계수를 도출하였다. 탄산화 내구한계상태를 고려하여 탄소 배출 및 흡수량을 평가하였는데, 단위 시멘트량이 높은 배합에서 초기탄소배출량이 높게 평가되었으며, 탄산화 진행속도가 증가함에 따라 이산화탄소 저장량은 증가하였다. 또한 대기 중의 이산화탄소 농도인 실측치(600ppm)이외에 다양한 이산화탄소 농도를 고려하여 RC 지하구조물의 탄소배출 및 흡수량을 평가하였다. 이산화탄소 농도의 증가로 탄산화 진행속도가 증가함에 따라 보수횟수가 증가하여 탄소배출량이 높게 평가되었다. 사용수명동안 전체 탄소 발생량을 감소하기 위해서는 OPC사용을 통해 탄소 흡착량을 늘리는 것보다 플라이애쉬와 같은 혼화재료를 치환하여 초기 탄소배출량을 줄이는 것이 결정적이다. OPC 생산시 과다한 $CO_2$가 발생하고 사용중의 탄소 흡착은 피복콘크리트에 국한하여 큰 효과를 나타내지 못하기 때문이다.

In this paper, $CO_2$ emission and storage amount are evaluated for real RC (Reinforced Concrete) underground structure considering $CO_2$ amount including material manufacturing, moving, and construction, repairing timing stage regarding extended service life. Four mix proportions with mineral admixtures are prepared and $CO_2$ diffusion coefficient are obtained based on a micro modeling. Referred to carbonation durability limit state, $CO_2$ emission and storage amount are evaluated, which shows higher initial $CO_2$ emission is caused due to larger unit content of cement and the storage increases with more rapid carbonation velocity. Furthermore various $CO_2$ concentration is adopted for simulation of $CO_2$ evaluation including measured $CO_2$ concentration (600ppm). With higher concentration of $CO_2$ outside, carbonation velocity increases. In order to reduce $CO_2$ emission through entire service life, reducing initial $CO_2$ emission through mineral admixture like fly ash is more effective than increasing $CO_2$ storage through OPC since $CO_2$ is significantly emitted under manufacturing OPC and $CO_2$ storage in cover concrete of RC structure is not effective considering initial concrete amount in construction.

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