A Service Life Prediction for Unsound Concrete Under Carbonation Through Probability of Durable Failure

Generally, steel corrosion occurs in concrete structures due to carbonation in down-town area and underground site and it propagates to degradation of structural performance. In general diagnosis and inspection, only carbonation depth in sound concrete is evaluated but unsound concrete such as joint and cracked area may occur easily in a concrete member due to construction process. In this study, field survey of carbonation for RC columns in down-town area is performed and carbonation depth in joint and cracked concrete including sound area is measured. Probability of durable failure with time is calculated through probability variables such as concrete cover depth and carbonation depth which are obtained from field survey. In addition, service life of the structures is predicted based on the intended probability of durable failure in domestic concrete specification. It is evaluated that in a RC column, various service life is predicted due to local condition and it is rapidly decreased with insufficient cover depth and growth of crack width. It is also evaluated that obtaining cover depth and quality of concrete is very important because the probability of durable failure is closely related with C.O.V. of cover depth.

탄산화에 노출된 콘크리트 취약부의 확률론적 내구수명 평가

대도시 및 지하구조물에서 주로 발생하는 탄산화는 사용기간의 증가에 따라 철근부식이 발생하며, 이러한 철근부식은 구조물의 성능저하로 진전된다. 하나의 RC 구조물이라 하더라도, 콘크리트 시공에 의해 건전부뿐 아니라 시공이음부 또는 균열부와 같은 취약부가 발생하기가 쉽지만, 진단시에는 일반적으로 건전부만을 대상으로 탄산화 거동을 분석하고 있다. 본 연구에서는 대도시에서 사용중인 고가교의 RC 교각을 대상으로 하여 건전부, 균열부, 시공이음부 콘크리트의 탄산화 실태조사를 수행하였다. 조사된 탄산화 깊이와 측정된 피복두께를 확률변수로 하여, 사용기간에 따라 증가하는 내구적 파괴확률을 도출하였다. 한편 국내 시방서에서 제시하는 목표파괴확률을 기준으로 대상구조물의 내구수명을 평가하였다. 동일한 기둥부재라 하더라도 건전부, 균열부, 시공이음부 콘크리트에 따라 도출된 내구수명은 각각 다르게 평가되었으며, 피복두께가 작고 균열폭이 큰 경우에서는 매우 빠르게 감소함을 알 수 있었다. 피복두께의 변동계수에 따라서도 내구적 파괴확률의 변화가 크므로 적절한 시공과 품질확보가 중요함을 알 수 있다.