• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.467-468
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• 2010

염소이온 침투에 의한 콘크리트의 내구성 저하를 고찰하기 위하여 빠른 시간 내에 염소이온의 침투성을 추정할 수 있는 실험 방법론 및 이론적 해석방법이 다수 제안되었으며 이를 고려한 콘크리트의 내구성 설계 시스템의 개발은 활발히 연구되어 왔다. 그러나, 실제 환경에서 공용 중인 대다수의 콘크리트 구조물에는 환경, 하중 조건, 재료 및 시공 상의 이유로 균열이 존재함에도 불구하고, 대부분의 연구들이 비균열된 콘크리트를 대상으로 염소이온 확산계수의 추정 및 염소이온 프로파일의 예측 등에 집중되었다. 그래서 본 연구에서는 콘크리트의 미세균열이 염소이온 침투에 미치는 영향을 고찰하기 위한 연구의 일환으로 장, 단기 침투 실험결과를 고찰하고 이를 토대로 해석기법 개발의 전략을 수립하고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.57-65
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• 2007

지난 수년간 콘크리트의 염소이온 침투와 유관되어 실험 방법론 및 해석적 모델 기법의 개발에 많은 발전이 있어 왔다. 그러나 실제 콘크리트 구조물에는 다소의 균열이 존재하며 이는 장기 내구성에 큰 영향을 줄 수 있음에도 불구하고 대부분의 연구들은 비균열의 콘크리트를 대상으로 연구되어 온 문제점이 있었으며 균열이 존재하는 콘크리트의 염소이온 침투에 대한 연구는 매우 드문 실정이다. 염소이온 침투에 대한 균열폭의 임계치는 유지관리 차원에서 필요하지만, 대부분 콘크리트 코드는 사용성의 견지에서 허용 균열폭을 보편적인 값 0.3mm로 제안하고 있을 뿐, 염소이온 침투 및 내구성의 견지에서 임계 균열폭에 대한 규정도 부재한 실정이다. 이미 제안된 값도 연구자들마다 상이하여 논란의 여지가 있다. 본 연구는 임계 균열폭의 도출을 목적으로 균열이 콘크리트의 염소이온 침투에 미치는 영향을 고찰하였다. 실험적 방법으로 다양한 균열폭과 균열 깊이를 실험 변수로 하여 급속 염소이온 침투 실험 (RCMT)를 행하였다. 한편, 임계 균열폭이 갖는 공학적 의미를 설명하고자, 균열폭에 따른 염소이온 침투의 현상학적 모델이 제안되었다. 즉, 균열된 콘크리트는 3 구간으로 나누어지며 내부 안쪽으로 들어갈수록 확산자유 영역, 확산경화 영역, 순수 확산 영역의 3가지 구간이 존재한다. 이는 균열폭에 따른 염소이온 확산계수를 산출하기 위한 해석적 방법론의 개발에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.11-17
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• 2011

항만콘크리트 구조물의 내구성 저하의 중요한 요인은 염소이온침투에 의한 철근의 부식이다. 따라서, 항만콘크리트 구조물의 염소이온 깊이와 깊이별 염소이온농도를 정량적으로 파악할 수 있다면, 구조물의 잔존수명을 사전에 비교적 정확하게 평가할 수 있다. 이러한, 구조물에서의 염소이온농도를 예측하기 위해서는 모델식의 개발이 필요하고 모델식은 정확한 현장데이타를 기반으로 한다. 이에 본 연구에서는 현장 항만구조물에 대한 코어시료를 채취하고 본 시료들에 대한 염소이온침투깊이와 깊이별 염소이온농도를 측정하고자 하였다. 시료는 1차로 완도항, 마산항, 인천항에서 채취하였고, 2차로 여수항과 동해항에서 채취하였다. 수직 높이별 영향을 파악하기 위해서 대기부, 비말대, 간만대로 나뉘어 각 층별 8개의 시료를 획득하였다. 채취된 시료중에서 4개는 강도 실험을 실시하였고, 나머지 4개로 내구성 실험을 실시하였다. 2개의 시료에 대해서는 질산은 변색법을 이용하여 염소이온 침투깊이를 측정 하였다. 나머지 2개의 시료는 깊이별로 5 mm 두께의 절편을 채취하고 이를 ASTM C 114의 시험법에 따라 염화물 이온농도를 측정하였다. 측정결과를 바탕으로 지역과 수직위치에 따른 염소이온 침투의 특성을 파악하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.100-109
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• 2002

본 연구에서는 콘크리트의 염화물이온 침투 저항성에 미치는 포졸란재의 사용 효과를 평가하고자 물-결합재비와 혼화재의 종류 및 치환율, 양생기간을 변수로 제작된 각 콘크리트에 대해 세공용적, 염화물이온 투과성, 10% 염화나트륨용액 침지실험을 실시하여 보통콘크리트와 비교ㆍ분석하였으며 염화물이온 투과성과 세공구조 및 염화물이온 침투깊이의 상호관계를 검토하였다. 연구결과, 포졸란재의 사용은 콘크리트 내 세공들의 전체용적의 감소보다 모세관공극(50nm이상) 용적의 큰 감소에 더욱 효과적이었으며 이러한 효과로부터 포졸란 함유 콘크리트의 염화물이온 침투 저항성은 동일 배합의 보통콘크리트보다 매우 우수하게 나타났다. 콘크리트의 염화물이온 투과성은 콘크리트의 전세공용적에 관련하고 있지만 상관계수가 낮았으며 오히려 침투 및 확산이 용이한 모세관공극의 용적비(세공경 분포)에 더욱 관련하고 있었으며 침지실험에 의한 염화물이온 침투 깊이와 높은 상관관계를 나타내어 콘크리트의 염화물이온 침투 저항성 평가에 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 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.

• 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.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.525-528
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• 2008

건전하게 시공된 콘크리트는 충분한 내구성으로 장기수명을 갖는 것으로 알려졌다. 그러나 대다수의 콘크리트 표면에 존재하는 균열은 염소이온의 침투에 대한 빠른 침투 통로가 되어 내구성능을 저하시키는 것은 분명하다. 균열이 발생한 콘크리트의 수명을 연장하기 위한 중요한 사항은 염소이온으로 인한 부식의 위험성을 재고하는 것이다. 균열폭은 높은 철근비로 감소시킬 수 있으나, 실질적으로 균열이 발생한 콘크리트의 내구성 저하이다. 이처럼 균열폭이 작은 경우, 표면도장공법은 균열이 발생한 콘크리트의 내구성을 간단히 향상시킬 수 있는 하나의 방안으로 고려될 수 있다. 따라서, 다양한 표면도장공법이 균열이 발생한 콘크리트를 실링할 수 있는지에 대한 검토가 필요하다. 본 연구는 이와 같이 표면도포공법이 미세균열을 통한 염소이온 침투에 미치는 영향을 실험적 측면에서 고찰하고자 하였다. 실험변수로 침투재와 도포재의 단일 적용과 복합적용이 실험변수로 고려되었으며, 급속염소이온 침투 실험을 통하여 균열대비 염소이온 침투깊이를 검토하였다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.137-142
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• 2008

염소이온 침투로 인해 철근 부식에 가장 큰 영향을 끼치는 인자는 염소이온 표면농도이다. 본 연구에서는 염소이온 표면농도에 따른 염해 진행 정도를 개발한 프로그램을 통하여 해석적으로 접근하였다. 또한 해석 프로그램을 통하여 염소이온 표면농도에 따른 내구수명을 산정하였다. 염소이온 표면농도가 600ppm인 경우도 염소이온 침투 깊이가 32.3mm 정도로 나타났다. 콘크리트의 피복두께를 40mm를 유지한다면 염소이온 표면농도가 600ppm일 때 콘크리트의 내구수명은 167년으로 검토되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.16-23
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• 2018

본 연구에서는 표면 침투 및 코팅형 흡수방지재인 Polydimethylsiloxane(PDMS)을 고인성 섬유복합체(ECC)에 적용하여 적용성, 강도 평가 및 염화물이온 침투 저항성능에 대한 연구를 수행하였다. PDMS 적용 방법에 따른 침투깊이를 분석한 결과 모든 방법에서 KS F 4930 의 기준을 만족하는 것을 확인하였다. 적용 방법 중, 침지 방법이 가장 우수한 침투깊이를 보였으나 현장적용성을 고려할 경우 스프레이 방법이 적용 가능한 것으로 확인되었다. ECC 배합에 따른 PDMS 침투깊이 실험 결과 배합강도가 감소할수록 침투깊이는 최대 70% 이상 증가하는 경향을 나타났다. 압축강도 시험 결과에서는 PDMS 침투 깊이가 큰 M4-A, M4-B 시험체의 압축강도는 PDMS를 적용하지 않은 M4 시험체와 비교하여 9.6%, 8.0% 압축강도가 감소하였다. 또한, 침투깊이가 작은 M1-A와 M1-B 시험체의 압축강도는 M1 시험체와 비교하여 4%, 2.2% 감소하여 PDMS 침투깊이가 클수록 강도감소율이 증가하였다. 염소이온침투 저항성능 평가 시험결과, PDMS의 침투깊이가 클수록 염소이온 침투 저항성능이 향상되는 것을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.173-182
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• 2003

최근 영종도신공항, 서해대교, 원자력발전소 등 열악한 환경에 노출되는 구조물들의 건설이 증가되면서 구조물의 내구성 확보에 관한 관심이 커지고 있는 실정이다. 특히 철근부식과 관련하여 콘크리트 구조물의 성능저하에 가장 큰 영향을 미치는 염해에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 그 동안 주로 염소이온 단일열화에 대한 연구는 많았으나 염소이온과 황산염 등이 복합으로 작용하는 경우 등 복합열화에 대한 연구는 찾아보기 어려운 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 단일염소이온 만이 아니라 염소이온과 황산염 이온이 복합된 환경하에서 콘크리트 구조물의 성능저하 현상을 규명하고 이들의 상호영향을 연구하는데 목적을 두고 두 가지 경우에 대한 실험을 수행하였다. 단일 염소이온이 존재하는 경우보다 황산염 이온이 동시에 작용하는 경우 염소이온 침투량이 증가하였으며, 모든 조건에서 표면염소이온의 농도는 시간에 따라 증가하고 반면에 확산계수는 시간에 따라 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 플라이애시를 사용한 경우 모든 배합과 노출환경에서 확산계수가 줄어드는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 실험결과에 따라 표면염소이온의 농도와 확산계수의 시간의존성을 예측하는 식을 제시하였으며, 이들의 영향을 고려한 염소이온 침투 예측식을 제시하였다. 본 연구의 결과는 해수 등과 같이 염소이온 및 황산염 이온이 복합 작용하는 경우 장기적인 염소이온 침투량을 예측하는 데 참고자료가 될 것으로 사료되며, 정확한 예측을 위해서는 이를 통한 진전된 복합환경하의 연구가 필요하다.