• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제28권1호
• /
• pp.53-60
• /
• 2024

콘크리트의 압축강도는 다양한 영향인자가 있으며, 노출환경에 따라 변화한다. 동일한 배합을 가진 콘크리트라도 노출환경에 따라 콘크리트 특성은 변화하며, 특히 해수의 영향을 받는 지역은 간만대, 비말대, 해수중과 같이 세가지 영역으로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 7년 동안 습윤양생된 OPC 콘크리트를 대상으로 강도 변화를 분석하였으며, 기존의 이론식(KDS, CEB, ACI, JSCE)과의 비교를 수행하였다. 또한 7년동안 비말대, 간만대, 해수중에 장기 폭로된 시편을 대상으로 강도 특성 및 탄산화 특성을 평가하였다. 콘크리트의 배합은 3수준의 물-시멘트비(0.37, 0.42, 0.47)를 가지고 있으며, 환경조사를 수행하여 침지대, 간만대, 비말대 3 수준의 해양환경을 고려하였다. 7년동안 습윤양생된 시편의 경우 기존의 제안식들에 비하여 높은 강도를 가지고 있었으며, 옥외 폭로된 시편(간만대, 비말대, 해수중)의 강도는 습윤양생한 시편의 강도보다 낮게 평가되었다. 또한 물-시멘트비가 증가할수록 뚜렷한 강도저하가 발생하였으며, 해수중에서 가장 낮은 강도가 평가되었다. 기존의 강도 제안식에서는 물-시멘트비에 따른 변화를 고려하지 못하므로 기존 이론식에 적용할 수 있는 실험상수를 회귀분석을 통하여 도출하였다. 탄산화 평가결과, 물-시멘트비의 증가에 따라 높은 탄산화 깊이가 평가되었으며, 비말대, 침지대, 간만대 순서로 탄산화 진행이 발생하였는데, 침지대 및 간만대에서도 황산염 및 용존 이산화탄소 영향으로 상당한 중성화 깊이가 발생하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제22권6호
• /
• pp.607-615
• /
• 2009

본 논문에서는 염소이온의 확산과 이송해석이 가능한 유한요소해석 프로그램을 개발하였으며, 해양 간만대의 건습 반복 조건을 고려하여 염소이온 침투해석을 수행하였다. 염소이온 침투에 영향을 미치는 열과 수분의 전달을 동시에 고려하였으며, 특히 염소이온 이송을 생성항 또는 소멸항으로 처리하여 온도, 상대습도, 염소이온농도를 순차적으로 풀 수 있도록 하였다. 건습 반복 주기를 변수로 한 유한요소해석 결과와 ACI Life-365방법에 의한 침투 프로파일의 비교를 통하여, Life-365 방법은 해중에서의 염소이온 침투에 대해서는 정확한 결과를 주지만 간만대의 해석결과는 건습 주기의 영향을 고려하지 못하는 것을 확인하였다. 실제 해양 콘크리트는 다양한 건습 주기의 간만대 환경에 노출되어 있으므로, 정밀한 염소 이온 침투해석을 위해서는 확산-이송 해석을 수행해야 할 것으로 생각된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제29권3호
• /
• pp.299-306
• /
• 2017

본 연구에서는 비말대, 간만대, 침지대의 해양환경 폭로에 의한 슬래그 치환 콘크리트와 슬래그 콘크리트의 염화물 이온 침투 저항성을 검토하였다. 설계기준강도 24 MPa의 슬래그 치환 콘크리트의 슬래그 콘크리트를 제조하여, 압축강도, 주사전자현미경에 의한 미세구조의 관찰, 실내 촉진실험을 통한 비정상상태의 염화물 이동계수, 해양환경 폭로 조건에 따른 염화물 이온 침투 깊이, 탄산화 깊이를 평가하였다. 실험결과, 실내 촉진실험과는 다르게 간만대, 침지대에 폭로한 시험체의 염화물 이온 침투 깊이가 단계적으로 감소되는 것을 확인하였다. 또한, 간만대에 폭로한 시험체가 조수간만에 의한 해수의 건습작용에 의해 염화물 이온 침투 깊이가 가장 큰 것으로 나타났다. 한편, 비말대에서는 간만대와 침지대와는 다르게 고로슬래그 미분말의 치환율이 증가할수록 염화물 이온 침투 깊이가 증가하는 경향을 보였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제1권3호
• /
• pp.211-218
• /
• 2013

해양환경 조건 중 건습반복환경인 간만대는 구조물내 철근부식이 가장 빨리 일어나는 것으로 알려져 있다. 때문에 부식촉진시험 방법 중 간만대 환경을 재현한 시험방법이 가장 활발하게 진행되어왔다. 그러나 많은 연구들이 부식임계농도 추정이나 염화물침투해석에 집중되어 있는 상황이다. 본 논문에서는 건습반복조건의 환경을 재현하여 구조물내 철근부식촉진시험과 염화물 침투해석을 실시하였다. 배합에 사용된 재료의 종류를 변수로 시험을 실시하였으며, 철근부식모니터링 방법으로 갈바닉 전위측정법과 반전지전위법을 사용하여 철근부식의 유무를 판단하였다. 부식촉진시험결과 각 배합별로 부식기간이 차이가 났으며, 순서는 OPC > FA > BS > 고강도 순으로 나타났다. 부식촉진시험과 동일한 조건으로 FEM 내구성 해석 프로그램인 DuCOM, RCPT 시험을 실시하여 실험결과 값에 대한 타당성을 입증하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.351-351
• /
• 2015

음극방식법은 피방식체에 외부전원을 인가하거나 보다 활성 금속을 전기적으로 연결하여 피방식체를 일정 전위까지 음극분극 되도록 하여 부식을 억제하는 방법이다. 해수 중 음극방식을 실시할 경우 생성되는 석회질 피막(Calcareous deposit)은 소요전류밀도 감소로 인한 희생양극의 수명연장 및 물리적 방호벽 역할을 한다. 그러나 일반적인 석회질 피막은 세라믹과 같은 화합물로써 밀착력이 매우 약하며, 적지 않은 피막 형성 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 해수 중 음극전류 프로세스를 응용하여 실제 강관의 해중부 및 간만대 영역까지 석회질 피막을 균일-치밀하게 형성시키기 위한 최적의 조건을 찾고자 하였다. 각 조건별로 제작된 석회질 피막은 SEM, EDS 및 XRD를 통해 막의 모폴로지, 조성원소 및 결정 구조를 분석하였으며, 이를 바탕으로 희생양극 종류(Al, Zn) 및 1, 3, $5mA/m^2$의 전류밀도 조건에서 부위-기간별 형성된 석회질 피막의 메커니즘을 해명하였다. 또한 밀착성과 내식특성을 평가하기 위해 테이핑 테스트, 침지-자연전위 거동을 분석 및 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제23권3호
• /
• pp.119-126
• /
• 2019

해안 지역에 시공된 철근 콘크리트 구조물은 해수 중의 염소 이온에 의해 내부 철근이 부식하게 된다. 특히 해안지역에서는 해수에 침지되는 경우뿐만 아니라 조수간만 및 비래염분의 영향을 받기 때문에 이에 대한 고려가 필수적이다. 본 연구에서는 3가지 수준의 노출 환경(침지대, 간만대, 비말대)과 노출기간 180일, 365일, 730일을 고려하여 해양환경노출실험을 실시하였다. 대상 배합은 3가지 수준의 물-결합재비 및 2가지 수준의 플라이애시 치환률(0 %, 30 %)을 고려하여 설정하였다. 모든 노출조건에서 플라이 애시 치환 배합이 OPC 배합 대비 낮은 겉보기 염화물 확산계수를 나타내었으며, 이는 플라이애시의 포졸란 반응이 원인으로 사료된다. 플라이애시 배합은 노출 기간 180일에서는 플라이애시 치환 배합이 OPC 배합 대비 최대 63 5 %의 감소율을, 노출 기간 730일 에서는 최대 55.8 %의 감소율을 나타내었다. 노출 조건에 따른 확산계수 거동을 평가한 결과, 플라이애시 치환 배합에서는 간만대, 침지대, 비말대 순으로 확산계수가 평가되었다. 간만대에서는 건습이 반복되어 염화물 이온의 침투가 빠르게 일어나는 것으로 보인다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제20권4호
• /
• pp.136-143
• /
• 2016

염해에 의한 철근콘크리트 구조물의 내구수명을 평가하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 가장 확실한 방법은 염해환경에 노출된 시편에 대한 철근 부식시험을 시행하는 것이다. 그러나 이러한 방법은 장기간이 소요된다는 단점이 있으며 이를 보완한 촉진부식시험 결과는 장기시험과의 상관성이 규명되지 않아 적용에 한계가 따른다. 따라서 본 연구에서는 부식촉진시험과 장기폭로시험간의 상관성을 분석하는 것을 연구의 목표로 한다. 부식속도가 가장 빠른 간만대 환경을 모사한 최적 건습반복시험방법을 찾고 해양환경폭로시험장의 간만대에 장기간 노출된 시편의 철근부식모니터링 시험결과와의 비교를 통해 촉진부식시험과 장기폭로시험간의 상관계수를 도출하였다. 또한 재료의 배합별 특성을 파악하기 위해 물,결합재비 60%를 기준으로 플라이애시를 20% 치환한 배합과 고로슬래그 미분말을 30% 치환한 배합을 비교하였으며, 물-결합재비가 35%인 고강도 배합에 대해서도 시험을 실시하였다. 반전지전위법에 의한 부식 모니터링 결과 일정기간의 건조와 습윤의 반복 조건보다는 염수를 시편 상부에 침지시켜 염수 및 산소의 공급이 계속되는 염수 ponding 시험법이 24~36% 정도 부식을 촉진시키는 것으로 나타났다. 각 배합별로는 모든 시험법에서 OPC60, FA, BS, OPC35 순으로 부식이 발생하였다. 간만대의 장기폭로시험과의 상관성 분석 결과 건습반복 부식촉진시험의 경우 4.23~5.52의 상관계수를 가지고 있었으며, 염수 ponding 시험법의 경우 6.54~7.82의 상관계수를 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제26권2호
• /
• pp.18-27
• /
• 2022

본 연구에서는 해양 폭로 조건과 배합 사항을 고려하여 GGBFS 콘크리트의 시간의존적 염화물 확산 거동을 분석하였다. 사용 콘크리트 배합은 3 수준의 물-결합재 비 및 고로슬래그 미분말 치환률을 고려한 콘크리트 배합이며 노출 조건으로는 침지대, 간만대, 비말대 총 3 수준을 고려하여 옥외 폭로 시험을 수행하였다. 겉보기 염화물 확산계수 평가 결과, 고로슬래그 미분말의 치환률이 증가할수록 노출 기간 730일(2년)을 기준으로 평가한 확산계수의 감소율이 감소하였다. 또한 노출 조건에 따른 확산거동을 평가한 결과, 침지대, 간만대, 비말대 순으로 확산계수가 평가되었다. 비말대에서는 해수의 건습 반복으로 인해 비교적 높은 확산계수가 평가되었다. 본 연구에서는 고로슬래그 미분말 치환률이 겉보기 염화물 확산계수 감소 거동에 미치는 영향을 노출 조건 및 기간을 고려하여 분석하였다. 확산계수를 출력 값으로, 고로슬래그를 입력 값으로 설정한 선형 회귀분석을 수행하였으며, 노출 기간 730일 이후 고로슬래그 미분말이 확산계수에 미치는 영향이 크게 감소하였다. OPC 콘크리트라 할지라도 730일 이후 GGBFS 콘크리트 만큼 낮은 확산계수를 나타냈기 때문이며 고로슬래그 미분말의 사용을 통해 730일 이전에 뛰어난 초기 염해 내구성능 확보가 가능하다고 사료된다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
• /
• 한국해안해양공학회 2002년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
• /
• pp.177-183
• /
• 2002

우리나라의 서해안은 많은 도서가 산재해 있고 지형이 복잡하며 조석의 간만의 차가 크게 나타나 연안을 따른 조간대가 폭넓게 형성되어 있다. 연안해역에 대해 새만금과 시화호 같은 부영양화 환경문제나 군산지구 개발사업 같은 연안공사에 따른 퇴적물 이동 등 다양한 연구가 진행되고 있다. (중략)

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
• /
• pp.88-91
• /
• 2018

국내 연안에 설치된 항로표지(등부표,등대 등) 대부분이 철근 콘크리트 형식으로 제작 설치 되어 있다. 초기 구조물 제작시 파손 및 전단, 염해에의 한 콘크리트의 부식에 대한 인식 부족으로 일반적인 색상표시 도장방식으로 마감처리 하여 설치 하였다. 이로 인하여 콘크리트의 파손, 도장부의 탈락으로 인하여 매년 유지보수비용이 투입되고 있는 실정이다. 또한 부식진행 후 현장여건상 보수도장이 취약하고 보수 후에도 내구성 부족(방오수명 2년~3년)으로 지속적인 관리가 필요하다. 그러므로 항로표지의 신규 설치시 강관조 형식의 설계적용이 요구되며 강관조의 가장 큰 취약점인 부식(녹)에 대한 방오방법의 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 또한 기 설치된 해상 금속구조물의 경우 보수작업시 장비반입, 작업시간, 작업여건 등이 비말대, 간만대에 따라 변동 하므로 원칙적인 보수가 불가능한 상황에 있다. 그러므로 초기 제작시 부식에 대한 방오도장이 시행 되어야 한다. 기 설치된 콘크리트 구조물 등표는 원칙적인 구조보강 검토 후 염해, 중성화 방지 도장을 시행 하여야 하며 이에 대한 연구를 진행하고 있다.