• 콘크리트학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.902-912
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• 2003

전 세계적으로 콘크리트 구조물의 열화를 발생하는 가장 중요한 원인은 중성화와 염소이온이다. 대체적으로 많은 콘크리트 구조물에서 염소이온과 중성화로 인하여 철근이 부식되며 이에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 그러나 실구조물의 상황은 염소이온과 중성화가 복합적으로 발생함에도 불구하고 많은 연구들이 각각의 단일열화에 대한 연구가 이루어지고 있으며 복합열화에 대한 연구는 매우 드문 상황이다. 본 연구는 2중 복합 매체에 대한 확산모델을 이용하여 중성화된 콘크리트의 염소이온 프로파일을 예측하고자 하였다. 실험결과에 의하여 중성화 깊이로부터 3∼5 mm영역에 염소이온의 농축현상이 발생하였으며 2중 복합 구조체에 적용할 수 있는 확산 방정식에 중성화된 콘크리트와 비중성화된 콘크리트의 시간의존적인 염소이온 확산 계수를 고려하여 내구수명예측에 반영하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.709-718
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• 2008

본 논문에서는 온도 및 습도 등 환경조건의 변화와 염소이온의 확산, 이송 및 구속 현상을 고려하는 콘크리트 내부로의 염소이온 침투해석 프로그램을 개발하였다. 외부 환경조건의 변화를 고려하기 위하여 온도와 습도분포 해석을 동시에 수행할 수 있도록 하고, 확산계수의 온도, 습도 및 재령에 대한 변동성을 반영하였다. 실측데이터와의 비교를 통해 개발된 프로그램이 실측결과와 잘 일치함을 검증하였으며, 건습의 반복 등 외부 환경조건의 변화에 따라 콘크리트 내부 수분량이 변화하는 경우 염소이온이 표면부에 축적되는 현상의 기본 메커니즘과 그에 따른 철근부식 발생의 촉진과정을 예제해석을 통해 규명하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.90-96
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• 2014

콘크리트의 전기저항은 철근부식 개시 이전인 잠복기와 철근부식되는 진전기 두과정과 유관된다. 염소이온에 노출된 콘크리트 구조물의 전기저항은 초기 부식율의 위험도를 표현할 수 있는데, 낮은 전기저항은 빠른 염소이온 침투와 높은 부식속도를 의미하기 때문이다. 콘크리트의 전기저항은 인가된 전압과 전류간의 비율인 전기저항으로 표현된다. 이전의 연구에 의하면 콘크리트의 전기저항은 콘크리트내 수분량, 미세구조 및 탄산화 등에 크게 의존하였다. 습윤량과 전기저항의 관계를 다룬 연구가 적지만 존재하는 반면, 염소이온이 전기저항에 미치는 연구를 행한 연구는 매우 드물다. 본 연구의 목적은 염소이온이 콘크리트의 전기저항에 미치는 영향을 고찰하는 것이다. 실험결과에 의하면 염소이온량은 전기저항을 떨어뜨리는 것으로 나타났으며 이는 선형의 관계가 성립되었다. 초기 양생 50일 이전까지 전기저항의 감소추세는 뚜렷하였으며, 이후로는 염소이온량과 상관없이 일정하였다. 결과적으로 본 연구는 염소이온량을 함유한 콘크리트의 전기저항을 표현하는데 결정적인 방법을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.469-475
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• 2008

콘크리트에 존재하는 균열은 염소이온의 빠른 침투를 유도하여 콘크리트의 내구성을 크게 감소시키는 주요 요인임은 분명한 사실이다. 저자는 지난 연구에서 표면에서부터, 임계균열폭에 대응한 균열길이가 내구성 설계에 중요함을 제안하였다. 현 시점에서 균열에 영향을 미치는 다양한 콘크리트의 배합특성이 균열부를 통한 염소이온의 침투에 미치는 영향을 다룬 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 콘크리트의 굵은골재 최대치수, 콘크리트의 고강도화, 강섬유 보강 등의 다양한 배합특성이 균열을 통한 염소이온의 침투에 미치는 영향을 고찰하는 것이다. 연구 결과에 의하면, 굵은골재 최대치수가 작은 골재를 함유한 콘크리트는 많은 미세균열이 발생하지만, 염소이온 침투에 직접적인 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 그러나, 굵은골재 최대치수가 상대적으로 큰 콘크리트의 경우, 골재 표면을 통해 균열이 발전하여 서로 연결되기 쉽고 이는 빠른 염소이온 침투를 유도하는 것으로 판단된다. 또한, 고강도콘크리트는 균열이 없는 조건에서는 염소이온의 침투에 대한 저항성이 대단히 우수하였으나, 균열이 존재하면 보통콘크리트와 거의 유사한 수준으로 염소이온이 침투되므로 균열의 발생시, 내구성능이 매우 취약해짐을 알 수 있었다. 강섬유의 보강은 인장 응력 발생시 균열의 진전을 효과적으로 제어하여 균열길이가 감소하는 효과를 얻을 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4A호
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• pp.347-353
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• 2009

콘크리트 내의 염소이온 침투에 영향을 미치는 정성적인 주요 인자로는 물-결합재비, 시멘트 종류, 재령, 주위 환경의 염소이온 농도 및 건습조건 등이 있다. 이에 따라 이 연구에서는 염소이온 확산실험을 통해 시멘트 종류 및 환경조건이 염소이온 확산특성에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위하여 물-결합재비 32%, 38% 및 43%에 대해서 보통 포틀랜드 시멘트(OPC), 2성분계 시멘트(BBC) 및 3성분계 시멘트(TBC) 각각을 사용한 콘크리트의 확산계수를 측정하였으며, 또한 물-결합재비 43%에 대해서 표준양생 및 해양환경에 폭로된 콘크리트의 확산계수를 측정하였다. 그 결과, 염소이온 침투 저항성은 물-결합재비가 감소함에 따라 증가하고, 2성분계 및 3성분계 시멘트를 사용한 콘크리트의 침투 저항성이 OPC 콘크리트에 비하여 우수한 것으로 나타났다. 따라서, 염해환경에 노출된 철근콘크리트 구조물의 내구수명을 증진시키기 위하여 광물질 혼화재를 혼입한 2성분계 혹은 3성분계 시멘트의 사용이 요구된다. 한편, 현장 폭로 시편의 염소이온 침투 저항성은 일정하지 않은 대기온도 하에서 염소이온의 침투, 파랑 및 건습반복의 영향으로 표준양생 시편의 경우보다 다소 저하되는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.381-390
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• 2023

본 연구에서는 염해를 받은 콘크리트의 역학적 성능 평가를 수행하고, 실험 결과를 바탕으로 염소이온 농도에 따른 압축응력변형률 모델을 제시하였다. 염해를 모사하기 위해 콘크리트 배합 시 CaCl₂ 용액을 첨가하였으며, 염소이온의 농도는 결합재의 중량 대비 0, 1, 2, 4 %가 되도록 하였다. 콘크리트의 최대 압축응력 이후의 응력-변형률 곡선을 조사하기 위해 변위 제어를 통해 압축강도를 측정하였다. 염소이온 농도가 1 %인 경우에는 최대 압축응력이 증가하였으나, 염소이온 농도가 2 % 이상인 경우에는 최대 압축응력이 감소하였다. 최대 압축응력에서의 변형률의 경우 재령 7일의 시편에서는 염소이온 농도에 따른 경향이 나타나지 않았다. 재령 28일의 시편에서는 염소이온 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 재령 28일의 최대 압축응력와 변형률의 변화를 이용하여 Popovics model에 기반한 응력-변형률 곡선 모델을 제시하였다. 염소이온의 농도 증가에 따른 역학적 성능 저하의 원인을 조사하기 위해 수화생성물 분석을 수행하였다. 염소이온의 농도가 증가함에 따라 Friedel's salt가 증가하고, portlandite가 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권3호
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• pp.260-265
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• 1999

보통 포틀랜드 시멘트와 플라이애쉬, 슬래그를 혼합한 혼합시멘트 경화체를 이용하여 이온 확산에 미치는 혼합재의 영향과 양이온 공존시 염소이온의 확산에 대하여 고찰하였다. 겉보기 이온확산계수가 보통 포틀랜드의 시멘트보다 플라이애쉬와 슬래그를 혼합한 시멘트 경화체가 약 10-3배로 매우 낮은 값을 나타내었다. 이것은 포졸란 반응에 의해 많은 CSH 수화물이 capillary pore에 형성되어 macro pore가 감소되고 micro pore가 증가되어 이온 확산에 대한 저항이 커졌기 때문이다. 또한, Mg2+이온 공존시에 염소이온의 확산은 증가되었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.21-31
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• 2011

본 연구에서는 실리카흄을 대체하고 경량 콘크리트의 성능 향상을 위하여 메타카올린을 사용한 고성능 경량 콘크리트를 제조하여 기초물성 및 염소이온 확산 특성에 대하여 분석하였다. 그 결과, 메타카올린을 사용한 경량 콘크리트는 압축강도와 염소이온 침투 저항성이 실리카흄을 사용한 경량 콘크리트보다 낮게 나왔지만, 실리카흄 대비 압축강도는 약 88~95%의 성능을 보였고, 염소이온 침투 저항성은 약 80~90%의 성능을 보여 만족할 만한 결과가 나왔다. 본 연구에서의 결과를 바탕으로 메타카올린의 적정 치환율은 10~15%가 적절하다고 사료된다. 메타카올린은 실리카흄과 유사한 특성을 갖고 있고, 비슷한 성능을 나타내기 때문에 대체재로의 가능성이 있다고 판단된다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2003년도 한국해안해양공학발표논문집
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• pp.307-314
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• 2003

해양콘크리트 구조물의 내구성에 가장 큰 영향은 미치는 요인 중의 하나가 염소 이온의 침투에 의한 철근부식이다. 염소이온이 콘크리트 구조물 내부로 확산되어 철근이 부식하게 되면 철근의 부피팽창으로 콘크리트 덮개에 균열이 발생하고 철근의 단면적도 줄어들게 된다. 따라서, 구조물은 사용연한을 채우지 못 하고 붕괴되거나 사용성에 큰 문제가 발생하게 된다. (중략)

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.413-416
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• 2008

콘크리트 내 공극수의 알칼리성으로 인해 일반적인 상황에서는 철근의 부식이 억제된다. 그러나 해양환경에 있는 콘크리트 구조물은 해수에 존재하는 염분에 의해 극심한 염해 환경에 놓이게 되고, 이에 의해 철근은 부식하기 쉬운 상태가 된다. 해수의 풍부한 염소이온으로 인한 철근부식 가능성이 콘크리트 구조물의 내구수명 결정에 큰 영향요소이며, 특히 교각은 해양환경 콘크리트 구조물의 대표적인 부재이므로 교각의 내구수명 예측은 매우 중요하다고 할 수 있다. 이 논문에서는 염소이온의 확산에 의한 이동과 이송에 의한 이동을 고려하여, 해양 콘크리트 교각에 대한 염소이온 침투해석을 수행하였다. 콘크리트가 항상 수중부에 위치하는 경우보다 건습반복을 받는 경우에 염소이온이 더 빨리 침투함을 확인하였다. 이는 염소이온의 확산속도 보다 수분의 이동속도가 더 빠르기 때문인 것으로 판단된다.