A Case Study for Deterioration due to Alkali-Silica Reaction in the Cement Concrete Pavement

The Alkali-Silica Reaction(ASR) may cause a serious failure in the concrete pavements and structures. Several researches in some nations have conducted the continuous studies to prevent failure of the concrete structures by the ASR distress as well as the studies to manifest the mechanism. The researches on the ASR have not been performed affluently in Korea because the distress due to ASR has seldom been reported literarily. In this study, we tried to set up the systematic scheme practically for verifying the cause of distress due to ASR by using the visual inspections in field, the chemical method, petrographic analysis, and Electron Dispersive X-ray Spectrometer(EDX) method of Scanning Electron Microscopy(SEM) in laboratory. The chemical method, petrographic method using SEM, and X-ray method were used to verify the cause of pattern crack on the surface and internal crack in the plain concrete pavement. It can be concluded that the distress of a specific site in plain concrete pavement was mainly due to ASR. The chemical method, the petrographic method and EDX method using SEM may be the effective tools for verifying the cause of AAR distresses.

알칼리-실리카 반응에 의한 시멘트 콘크리트 포장 파손 사례

알칼리-실리카 반응은 시멘트 콘크리트 포장 및 구조물에 매우 심각한 손상을 일으킬 수 있다. 국내의 경우 알칼리-실리카 반응에 의한 피해 사례가 거의 보고되지 않아 연구는 적게 수행되고 있는 실정이다. 본 연구는 국내 고속도로 일부 노선의 시멘트 콘크리트포장에서 발생한 불규칙균열과 스폴링의 발생 원인을 분석하기 위해 수행되었다. 본 연구에서는 현장조사, 화학적인 방법 및 전자현미경(SEM)의 에너지 분석기(EDX)를 사용하여 파손 원인을 분석하였다. 조사 대상 시멘트 콘크리트 포장의 파손 유형은 불규칙 균열과 스폴링이다. 코어 시편의 균열 절단면에서 편암과 편마암 골재 주위로 백색으로 변색된 반응환이 관찰되었고, 반응 생성물에서는 $Si^{4+}>K^+$성분이 주로 분석되었다. 254nm 파장의 자외선 광선을 비추게 되면 알칼리-실리카 반응부에 화학반응에 의하여 노란색 형광 빛을 나타나는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통하여 조사 대상 시멘트 콘크리트 포장에 발생한 불규칙 균열 및 스폴링은 주로 알칼리-실리카 반응에 의해 유발된 것으로 판정하였다.