• 건설안전기술
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• 제2권1호통권3호
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• pp.65-77
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• 1992

철근콘크리트 건물에 발생하는 균열은 그 원인이 크게 표1과 같이 콘크리트의 재료성질과 시공 그리고 외적요인과 하중으로 분류되고 있다. 그중 외벽에 발생하는 균열의 원인은 콘크리트 수축에 기인하는 것외에 다짐불량에 의한 코올드 조인트와 철근 부식 등에 의한 팽창균열 등 여러가지가 있다. 본고는 특히 중요한 수축균열에 한정하여 그 실태와 대책의 동향을 설명한다.「수축에 의해 발생하는 균열」의 원인은 콘크리트의 건조수축, 수화열에 의한 열수축 및 외기온의 변동에 의한 온도수축으로 대별될 수 있다. 실제의 건물 외벽균열은 이들이 복합적으로 작용하여 발생한다. 따라서 본 고에서는 이러한 종류의 균열실태에 대해 조사사례와 연구보고를 소개함과 동시에 균열 메카니즘. 방지대책 등에 대해 이해를 돕기 위한 자료를 제공한다. 본고는 1992년 2월에 소유가 발표한 일본 콘크리트 공학의 "RC건물외벽의 수축균열의 실태와 그 대책"을 중심으로 요약한 내용이다.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권6호
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• pp.651-662
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• 2022

이 연구에서는 전기화학적 임피던스분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)을 활용하여 콘크리트 속 철근 부식의 개시, 전파 및 이로 인한 콘크리트의 손상을 관찰하기 위한 실험을 수행하였다. 먼저, 직경 25mm, 높이 70mm 원주형 콘크리트 실험체 중심에 지름 5mm의 탄소강봉을 매입한 실험체를 제작하였다. 실험체에 사용된 콘크리트는 물-시멘트 비 0.4, 0.5, 0.6을 갖는 세 가지 배합을 제작하였다. 촉진부식시험을 수행하여 위하여 철근 콘크리트 실험체는 0.5M NaCl 수용액에 침지한 후 0C, 13C, 65C, 130C의 네 가지 수준의 전하량을 인가하였다. 이 연구에서는 부식촉진 및 이 과정에서 EIS의 주기적 모니터링을 자동화하여 실험의 효율을 향상시켰다. 이 연구의 실험 결과를 통하여 EIS 주요 특성인자를 활용하여 콘크리트 속 철근의 부식상태를 효과적으로 평가할 수 있음을 확인하였다. 전하이동저항(R_c)값은 전하인가량이 0C에서 13C로 증가함에 따라 급격히 감소하여 대략 10kΩcm² 값을 나타내었다. 하지만 부식개시 이후 전하인가량을 13C에서 130C로 증가하였을 때 R_c값의 민감도는 현저히 감소하는 것을 확인하였다. 한편 이중층용량값(C_dl)값은 전하인가량이 0C에서 130C로 증가함에 따라 대략 50×10^-6μF/cm² 에서 250×10^-6μF/cm² 수준으로 선형비례관계를 보였다. 이러한 결과는 C_dl 모니터링을 통하여 부식물질에 팽창에 따라 유발된 콘크리트 내부 손상의 진전을 효과적으로 평가할 수 있음을 보여준다. 이 연구의 결과는 EIS를 활용하여 콘크리트 속 철근 부식의 확산 및 이에 따른 콘크리트 손상의 실시간 모니터링을 위한 매입형 센서 및 EIS 신호 분석방법의 고도화를 위한 기본 데이터를 제공하는데 의미가 있다.

• 한국건축시공학회지
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• 제10권4호
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• pp.41-47
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• 2010

본 연구는 철근콘크리트 흄관의 내구성을 개선시킬 목적으로 흄관 내부에 폴리머 시멘트 모르타르로 라이닝 처리한 부분에 황산니켈 6수화물을 혼입시켜, 하수용으로 사용되는 철근콘크리트 흄관의 열화에 크게 영향을 미치는 황산화 세균의 번식을 억제하기 위하여 실시하였다. 본 연구에서는 황산화세균의 증식을 억제시키기 위하여 황산니켈 6수화물의 농도에 따른 성능을 평가하였으며, 방균제에 함유된 황산이온이 시멘트 모르타르의 팽창요인 되어 역학적성질에 영향을 미칠 수 있기 때문에 팽창성 시험과, 니켈의 중금속의 용출로 환경오염은 물론 흄관의 내구성에 영향을 미치기 때문에 용출시험도 실시하였다. 본 연구 결과, 니켈계 방균제가 시멘트 콘크리트의 부식균인 Thiobacillus novellus의 증식을 억제하기 위해서는 20mM 이상을 사용하여야 효과가 있는 것으로 평가되었으며, 방균제를 혼입한 시멘트 모르타르의 압축강도 및 휨강도는 방균제의 혼입여부에 따라 크게 영향을 받지 않았다. 또한 방균제 혼입에 따른 특별한 팽창현상은 발견되지 않았으며, 모든 종류의 시멘트 모르타르에서 니켈성분이 전혀 용출되지 않았다. 본 연구를 통하여 철근콘크리트 흄관의 내구성 개선을 위하여, 흄관 내부의 라이닝과 함께 방균제를 혼입한다면, 두가지 방식재료의 성능이 서로 보완효과를 일으킬 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.661-664
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• 2008

해양환경과 같이 특수한 환경에 위치한 구조물은 해수 및 염해 등에 의해 물리적 화학적 침식을받아 철근부식과 그 팽창압으로 인해 콘크리트 구조물의 성능저하가 가속화되고 있으며, 이러한 성능저하로 인해 콘크리트 구조물은 균열 박리되어 내구성이 현저히 저하된다. 이러한 염해대책으로는 염해침투를 억제하는 혼합시멘트를 사용하거나, 수화과정에서 염화물을 화학적으로 고정화 시키는 등의연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고강도 혼합재가 첨가된 해양콘크리트의 특성을 검토하기 위하여 저발열 혼합시멘트에 고강도 혼합재(오메가2000)를 0, 5, 10, 15% 치환 첨가하여 해양콘크리트를 제조하였다. 제조한 해양콘크리트의 재령별 압축강도는 증가하는 경향을 나타내었으며, 재령에 따른 염소이온 침투저항성은 향상되는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.593-596
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• 2008

제설제는 눈이나 얼음을 제거하기 위해 사용되는 것이므로, 언제나 결빙과 융해 현상이 함께 일어나는 환경에서 사용된다. 물은 온도가 저하되어 콘크리트 내부에서 얼음으로 생성되고, 이로 인한 팽창효과가 콘크리트 내부의 공극에 의해 해소되지 않는 경우 파괴를 일으킨다. 이러한 결빙 현상이 제설제 살포와 함께 일어나는 경우 콘크리트의 열화 요인에서 알 수 있듯이 순수한 물의 결빙보다 훨씬 복잡하고 심각한 피해를 일으킨다. 특히, L형측구, 다이크, 난간방호벽, 중분대, 방음벽등의 소구조물은 염화물과 동결융해 환경에 직접적으로 노출되어 있어 콘크리트 표면이 박리되는 현상(scaling)과 철근부식 등을 일으켜 손상의 가속화로 구조물의 내구성이 급격하게 저하되어 콘크리트 표면에 표면보호재를 사용하고 있다. 본 연구에서는 콘크리트 소구조물의 동해 및 염해에 의한 중성화, 스켈링, 단면손실 등 피해에 대한 적정 보수방안 수립을 위해 콘크리트 표면보호재를 염수침지에 의한 동결융해시험 후와 촉진탄산화시험을 실시하여 부착강도 및 중성화깊이를 비교분석 하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.3-10
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• 2005

콘크리트 구조물은 다양한 요인으로 인하여 골재노출, 탈락, 표면박리, 균열발생, 철근노출 및 부식, 강도저하, 염소이온침투, 공극률 증가, 팽창 및 수축 등과 같은 여러가지 열화현상이 나타나는 문제점을 가지고 있다. 특히 상$\cdot$하수도 시설을 포함한 수처리 구조물의 경우에는 일반적인 콘크리트 구조물보다 더욱 가혹한 환경에 노출되어있기 때문에 콘크리트의 열화는 더욱 심하다고 볼 수 있다. 본 연구는 시멘트 혼입 폴리머와 에폭시수지를 복합한 내균열성 방수$\cdot$방식재를 이용한 콘크리트구조물용 방수$\cdot$방식공법을 개발하여 실용화하는데 목적이 있다. 콘크리트구조물용 방수$\cdot$방식공법의 평가를 위하여 흡수 및 투수성, 부착성, 인장강도, 내잔갈림성, 내충격성, 냉온반복성능, 내화학성능, 음용수 용출성 등 방수$\cdot$방식재에 요구되는 성능을 평가하였다. 그 결과 KS의 규격에서 규정하는 성능기준을 모두 만족하는 것으로 나타났으며, 특히 부착성능이 우수한 것으로 확인되었다. 또한 본 탄성층을 보완한 방수$\cdot$방식공법의 적용에 의해서 최대 1.49mm까지의 균열에 대하여 저항성이 있는 것으로 평가되어 내균열성 측면에서 높은 성능을 확보하고 있는 것으로 평가되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.23-32
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• 2022

PSCB 거더교는 고속도로에서 공용중인 교량의 4%로 많은 비중을 차지하고 있지는 않지만, PSCB 거더교의 약 98%가 1·2종 교량이며 전체 교량 연장의 약 16%(192km)를 차지하는 만큼 유지관리가 매우 중요한 교량 형식 중 하나이다. PSCB 거더교의 손상유형을 분석하기 위해 고속도로 공용중 교량의 가설공법, 제설환경 노출등급 비율을 고려한 62개소(477경간) 정밀안전진단 보고서를 선정하여 상세 분석을 수행함과 동시에 실제 열화·손상이 발생한 교량의 현장조사를 수행하였으며, 그 결과 대부분의 열화·손상 원인은 교면포장으로 유입된 우수(염수)가 상부플랜지와 계면 사이에 체수되어 콘크리트가 열화되고, 이후 교면포장의 균열 및 파손, 철근의 부식·팽창으로 인한 콘크리트 박락 등으로 진전되어 나타난 것으로 조사되었다. 또한, 상부플랜지 하면에 발생한 교축방향 균열 원인은 수화열, 건조수축 등으로 인한 균열로 판단된다. 결론적으로 PSCB 거더교의 특성을 고려한 합리적인 유지관리를 위해서는 시공초기 발생되는 상부플랜지 하면 교축방향 균열 제어를 위한 설계측면의 개선 방안이 제시되어야 할 것이며, 공용중 발생되는 열화는 상부플랜지 열화 이전 교면포장의 유지관리를 통한 선제적 대응과 제설환경 노출등급에 따른 차별화된 유지관리 방안이 제시되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.618-625
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• 2018

외부환경에 노출된 콘크리트 구조물은 사용기간 동안 시간의 경과함에 따라 여러 가지 환경적, 화학적, 물리적 요인들이 콘크리트 내부로 서서히 침투 및 확산되면서 콘크리트 초기의 우수한 내구성능을 저하시켜, 열화발생으로 인한 성능저하의 규명과 유지관리에 대한 중요성이 크게 부각되고 있다. 특히, 해안에 근접한 콘크리트 구조물이 동결융해 작용을 받는 경우, 동결융해의 과정에서 콘크리트 조직이 팽창 수축을 반복하면서 콘크리트의 조직이 이완되고 이때, 해수에 존재하는 염화물이온이 콘크리트 내부에 침입하게 되면, 콘크리트 구조물의 철근부식으로 인한 열화를 가속화시키기 때문에 내륙 콘크리트 건축물에 비해 내구성능의 저하가 급속히 진행됨으로 특별한 주의가 필요하다. 본 연구에서는 해수에 접한 콘크리트 구조물의 내구성 확보를 위해 광물성 혼화재료를 혼입한 코팅용 고성능 모르타르의 개발을 목적으로 하고 있으며, 모르타르의 강도 및 내구 특성에 대한 실험적 연구가 진행 되었다. 모르타르에 광물성 혼화재료인 실리카퓸, 메타카올린, 초고분말 플라이애시를 혼입하였다. 혼입률은 실리카퓸과 메타카올린은 각각 3, 7, 10%로 혼입하였으며, 초고분말 플라이애시는 5, 10, 15, 20%로 혼입하여 실험을 진행하였다. 혼화재료 혼입을 통해 제작된 모르타르 시험편을 재령 1일과 28일에 정적 강도시험을 진행하였으며, 재령 28일에 염소이온 침투저항성 시험, 황산 저항성 시험, 염해 저항성 시험 등의 열화 촉진실험을 실시하여 내구 특성을 분석하였다. 촉진 염화물이온 확산 침투 시험 결과를 이용해 국내 콘크리트학회에서 제안하는 방법과 미국, 유럽의 방법으로 내구수명을 평가해 보았다. 메타카올린 혼입 시 모든 규정에서 우수한 내구 수명으로 평가 되었으며, 메타카올린 10%혼입 시 KCI를 기준으로 약 470년의 내구수명이 예측되었다.