• 대한토목학회논문집
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• 제29권4A호
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• pp.365-371
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• 2009

콘크리트 중의 염화물이온 확산특성의 평가는 농도 차에 의한 방법이 보통이지만, 이 방법은 보통 수개월에서 수년으로 많은 시간이 소요된다. 따라서 최근의 연구는 주로 전위차를 이용하여 염화물이온의 이동을 전기적으로 촉진시켜 전기화학적 이론으로 해석하는 촉진 염화물 확산계수 평가 방법들이 주로 연구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 촉진시험 방법 중 하나인 Tang 등의 방법을 이용하여 구한 염화물이온 확산계수와 인공해수 침지시험을 통하여 구한 농도차 염화물이온 확산계수와의 비교 평가를 실시하였다. 포틀랜드시멘트 콘크리트 및 고로슬래그미분말을 시멘트 질량의 40 및 60% 혼합한 고로슬래그미분말 혼합 콘크리트에 대하여 각각 물-결합재비 40, 45, 50 및 60%로 하여 촉진 염화물이온 침투깊이 및 염화물이온의 확산계수를 평가하였다. 염화물이온의 확산계수 및 침투깊이는 시멘트의 수화가 진행될수록, 물-결합재비가 작을수록 크게 감소하였다. 또한 시험 방법별 염화물이온 확산계수의 회귀분석 결과에 의하면, 촉진 및 침지시험으로부터 구한 염화물이온의 확산계수 사이에는 선형함수 형태의 상관관계가 있었으며 결정계수 0.96으로 좋은 상관성을 나타내었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.617-620
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• 2008

구조물의 열화부위를 제거하고 단면수복재로 되메우는 단면수복공법의 합리적인 시공을 위해서는 외부로부터 침투되는 염화물이온에 대한 단면수복재 및 이를 시공한 철근콘크리트구조물의 염화물이온 침투예측의 선행이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 단면수복재 시공이후의 구조물의 염해상태를 예측하고, 염화물이온의 침투 및 그에 의한 철근부식을 예측하기위해 단면수복재를 시공한 콘크리트의 염화물이온 확산계수를 정확히 파악하고자 한다. 본 연구에서는 실제 염화물이온 급속침투실험(Rapid Chloride Permeability Test)를 통한 단면수복재의 염화물이온 확산계수를 실험적으로 산정하고 단면수복재의 두께가 염화물이온 확산에 미치는 영향 또한 수치적으로 규명하였다. 실험에서 도출된 콘크리트 및 단면수복재의 염화물이온 확산계수를 일본토목학회에서 제시한 식 및 유한요소해석(Finite Element Method)를 이용하여 단면수복재로 보수시공한 구조물의 위치별 염화물이온농도를 산출하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권5호
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• pp.421-429
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• 2019

양생조건이 GGBFS를 사용한 시멘트 콘크리트의 염화물이온 확산계수에 미치는 영향에 대한 연구를 진행하였다. 양생조건은 기중양생 ($20{\pm}2^{\circ}C$, RH $60{\pm}5%$)과 수중양생 ($20{\pm}2^{\circ}C$)으로 구분하였으며, GGBFS 치환율은 0%(대조군), 30%, 60%로 구분하여 3가지 배합의 콘크리트를 W/B 40%, 50%, 60%로 구분하여 제작하였다. 시험은 콘크리트 압축강도평가, 염화물이온확산계수 평가를 실시하였다. 콘크리트의 압축강도는 GGBFS 치환율이 증가할수록 수중양생 대비 기중양생 시험체의 압축강도의 발현율이 감소하였다. 염화물이온확산계수 측정결과 GGBFS치환율이 증가할수록 염화물이온 확산계수가 감소하였지만, 수중양생대비 기중양생 시험체의 콘크리트 염화물이온 확산계수는 증가하여 최대 111%까지 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.138-143
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• 2010

최근 들어 대형 해양콘크리트 구조물의 건설이 빈번해짐에 따라 콘크리트의 염화물이온확산계수를 정확히 평가할 필요성이 대두되고 있으나, 콘크리트의 염화물이온 확산계수 평가는 장시간이 소요되는 단점 때문에 전기화학적인 전위차 촉진에 의해 단시간에 염화물이온의 확산계수를 추정하기 위한 여러 촉진 시험방법들이 제안되고 있으나 이에 대한 체계적인 연구가 아직은 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 시멘트의 성분이 다른 3종류의 시멘트를 대상으로 대표적인 3가지 전기적인 촉진시험에 의해 콘크리트중의 염화물이온의 침투 및 확산특성을 평가하고 이 방법간의 상관성을 분석하였다. 평가결과 시멘트의 성분에 따라 염화물이온의 확산특성은 크게 달라졌으며, 그 중 고로 슬래그 미분말과 플라이애시를 일정비율로 혼합한 3성분계 시멘트의 확산특성이 가장 우수하였으며, 염화물이온 확산 특성은 결과로부터 시험방법간의 상관성은 양호한 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.71-78
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• 2014

사용후핵연료의 중간저장시설인 콘크리트 캐스크(cask)는 해안부근에 입지할 가능성이 크기 때문에 염해에 대한 문제가 크게 우려된다. 그리고 염해에 의한 철근의 부식 및 균열발생은 철근콘크리트구조물의 방사선 차폐기능뿐 아니라 구조성능 저하의 주요 원인이기 때문에 염해에 대한 평가는 매우 중요한 사항이다. 특히 염해환경과 함께 콘크리트 캐스크 내부에서는 사용후핵연료의 발열에 의해 $60^{\circ}C$정도의 고온 환경이 예상되기 때문에 고온에서의 염해에 대한 검토가 요구되지만, 기존 콘크리트 구조물의 염해평가에서는 온도에 대한 영향이 전혀 고려되어 있지 않아 고온에서 염해에 노출된 철근콘크리트구조물들의 내구설계 및 수명예측을 위해 참고할 만한 자료가 거의 없다. 이 연구에서는 다양한 온도환경에서의 염수(NaCl)침지시험을 통해 콘크리트의 염화물이온 확산계수를 측정하고 염화물이온 확산계수와 온도의 관계를 규명하고자 하였다. 실험 결과, 콘크리트의 염화물이온 확산계수는 온도의 증가에 따라 현저히 증대하여 고온환경에서의 염해 발생가능성이 매우 큰 것으로 조사되었다. 또한 크리트의 염화물이온 확산계수는 물시멘트(W/C)비가 낮아질수록 감소하였고, 이 경향은 온도가 증가(고온환경)하여도 동일하게 나타났다. 염화물이온 확산계수의 온도의존성은 아레니우스식(Arrhenius equation)으로 나타내어졌고 회귀분석 결과, 확산계수의 대수 값은 절대온도의 역수와 선형관계를 나타내었다. 또한 온도의존성을 나타내는 활성화에너지(activation energy)는 물시멘트(W/C)비가 낮을수록 높게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.481-490
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• 2012

염화물 이온은 콘크리트 내부로 유입되어 철근부식을 야기하므로 염화물 침투 평가는 매우 중요하다. 전기영동실험을 통한 촉진확산계수가 현실적으로 많이 쓰이고 있지만, 이는 자유염화물 이온에 대한 전기장 내의 이온속도를 나타낼 뿐이므로 염화물량에 대한 명확한 해를 제공하지 못한다. 겉보기 확산계수는 단순한 Fick의 이론을 배경으로 엔지니어에게 전염화물의 확산을 명확하게 제공할 수가 있다. 이 연구는 인공신경망이론을 이용하여 최적의 확산계수를 도출하고 시간의존성 확산계수를 이용하여 염화물 침투를 평가할 수 있는 기법을 제시하는 것이다. 이를 위해 기존의 연구에서 30개의 배합 및 염소이온 겉보기 염화물 확산계수를 인용하였으며, 배합인자(물결합재비, 단위시멘트량, 슬래그, 플라이애쉬, 실리카퓸, 단위 잔골재 및 굵은 골재)를 뉴런으로 선택하여 확산계수에 대한 학습을 훈련하였다. 또한 시간의존성 확산계수를 고려하여 단순한 Fick 법칙으로 염화물 침투를 평가할 수 있는 기법을 제시하였다. 장기침지실험 및 실태조사 결과를 이용하여 제안된 기법의 결과와 비교를 수행하였으며, 그 적용성을 평가하였다. 이 기법은 다양한 배합 및 관련 확산계수의 입수 및 학습을 통하여 더욱 합리적인 기법으로 발전할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.84-91
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• 2014

본 연구에서는 콘크리트 구조물의 강도 향상을 위하여 혼입하고 있는 메타카올린의 내구성능 향상 효과를 규명하기 위하여 염화물이온 확산계수 및 단열온도상승량을 측정하였다. 그 결과, 메타카올린의 혼입으로 인하여 염화물이온 확산계수가 작아짐이 확인되었으며 플라이 애쉬의 첨가를 통하여 유동성의 저하를 억제할 수 있었다. 따라서 염분침투저항성을 확보하면서 물결합재비를 크게 하는 것이 가능하므로 메타카올린의 혼입으로 발생되는 단열온도상승량을 억제할 수 있어 콘크리트의 내구성능이 향상될 수 있음을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.409-412
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• 2008

본 연구에서는 라텍스개질 콘크리트 내에서 보강철근의 부식개시시기를 평가하였다. 촉진시험은 LMC 배합의 확산계수와 시간의존적 확산계수를 결정하기 위하여 실시하였으며, 평균염화물확산계수를 평가하였다. 평균 염화물이온 확산계수로부터 보강철근의 깊이에서의 임계염화물량에 도달하는 시간을 계산하였다. 임계염화물량에 도달하는 시간을 통하여 부식개시시를 계산하였으며, 이를 통하여 보수시기를 계산하였다. 시험결과 LMC 내에서 염화물 이온확산, 보강철근의 부식개시시기는 라텍스첨가비 및 물-시멘트비에 의하여 영향을 받았다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.307-314
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• 2017

콘크리트는 경제적이고 내구성을 가진 건설재료지만, 염해에 노출될 경우 내부 철근부식으로 인한 성능저하를 나타낸다. 콘크리트로 침투하는 염화물 이온은 수화물의 생성, 공극률 감소 등으로 인해 감소하게 되며, 주로 시간에 따라 감소하는 염화물 확산계수를 통하여 염화물 거동이 구현되고 있다. 본 연구에서는 고로슬래그 미분말(GGBFS: Ground Granulated Blast Furnace Slag)과 보통포틀랜트 시멘트(OPC: Ordinary Portland Cement)를 사용한 고성능 콘크리트를 대상으로 염화물 확산계수, 통과전하, 강도를 재령효과를 고려하여 평가하였다. 이를 위해 물-결합재비를 3가지 수준(0.37, 0.42, 0.47), 치환률을 3가지 수준으로 (0%, 30%, 50%)를 고려한 콘크리트를 제조하였으며, 28일 및 180일 재령에 따라 시험을 수행하였다. OPC를 사용한 콘크리트에서는 물-결합재비가 낮은 배합에서 염화물 확산이 감소하였으며, GGBFS를 50% 혼입한 배합에서는 물-결합재비가 높은 경우 염화물 확산성이 크게 감소하였다. 28일 재령에서 GGBFS 치환률이 50%인 경우 강도의 증가보다 빠르게 염화물 확산계수와 통과전하의 감소가 평가되었으며, 이는 초기재령에서도 효과적으로 염화물 침투에 저항할 수 있음을 나타낸다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.44-49
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• 2016

철근 콘크리트 구조물의 철근에 대한 부식을 발생시키는 다양한 유해 열화인자 중 염화물 이온(Cl-)은 침투로 인한 확산속도가 빠르고, 철근에 직접적으로 관여하여 부식을 야기시켜 매우 중요한 열화원인이다. 대형 콘크리트 구조물의 타설에서 불가피하게 발생하는 콜드 조인트는 전단력에 취약하여, 이는 내구적 열화에 대한 피해를 증가시키는 경향을 보인다. 본 연구에서는 콜드조인트를 가진 OPC(Ordinary Portland Cement) 콘크리트와 GGBFS(Ground Granulated Blast Furnace Slag) 염화물 촉진 실험으로 염화물 확산계수를 정량적으로 평가하였다. GGBFS 콘크리트에서는 $6.6{\times}10^{-12}m^2/sec$의 확산계수가 측정되었는데. 이는 OPC 콘크리트에 비하여 약 30% 수준의 낮은 확산계수값을 나타내었으며, 콜드조인트를 가진 콘크리트에서도 비슷한 경향이 관측되었다. OPC 건전부 콘크리트에 비하여 GGBFS 콘크리트의 염화물 확산계수는 건전부에서 0.30배, 콜드조인트부에서 0.39배 정도의 우수한 염해 저항성을 나타내었다.