• 콘크리트학회논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.851-863
• /
• 2002

철근의 부식에 의해 발생하는 부식생성물은 부피팽창으로 인하여 주위의 콘크리트에 압력을 가한다. 이 팽창압은 철근 주의의 콘크리트에 인장응력이 생기게 하며 결국 콘크리트의 피복에 균열을 발생시킨다. 콘크리트 피복의 균열발생은 콘크리트 구조물의 사용수명을 감소시킬 뿐만 아니라 안전성에도 영향을 미친다. 본 연구의 목적은 콘크리트 피복에 균열을 일으키는 임계부식량을 조사하는 것이다. 이를 위하여 포괄적인 실험 및 이론적 연구를 수행하였다. 주요 실험변수로는 콘크리트의 강도와 피복두께이고 부식량의 증가에 따른 콘크리트 피복 표면의 인장변형률을 측정하였다. 철근 팽창에 의한 팽창압의 계산에 공극 및 균열 속으로 흡수되는 부식생성물을 고려하였다. 본 연구를 통하여 균열을 일으키는 임계부식량은 콘크리트 압축강도가 커짐에 따라 증가한다는 사실을 확인하였다. 부식층 내의 팽창압과 변형 사이의 관계를 유도하였으며 부식생성물층의 강성을 결정하였다. 팽창압과 변형 사이의 관계를 설명하기 위하여 압력을 유발하지 않는 변형량의 개념을 도입하였다. 본 연구에서 제안된 이론은 실험결과와 잘 일치하며 콘크리트 구조물의 내구성 설계에 기초가 될 수 있을 것이다.

• 문화기술의 융합
• /
• 제8권6호
• /
• pp.727-732
• /
• 2022

도시철도 지하구조물에서 중요한 열화 중 하나인 철근부식은 철근의 부피 팽창에 의해 콘크리트의 피복층의 균열 또는 표면박리, 박락 등을 초래하여 철근콘크리트 구조물의 사용성과 안전성이 저하된다. 본 연구에서는 부식환경에서의 도시철도 지하박스 구조물을 대상으로 철근부식으로 인한 콘크리트 피복층의 균열발생 위치에서 철근의 팽창율을 측정하고 이를 바탕으로 철근부식으로 인한 콘크리트 피복층 들뜸 및 손상에 대한 분석을 수행하였다. 부식된 철근의 방사형 변위 분포 모델을 산출하고 기존 제안식과 비교, 분석하였다. 또한 대표 단면을 대상으로한 수치해석(역해석)을 수행하여 부식철근의 방사형 변위장에 의한, 철근의 불균일한 부식팽창을 해석모델에 적용하였다. 수치해석 결과를 바탕으로 철근부식율 진전에 따른 철근콘크리트 구조물의 균열 및 피복층 박리의 영향을 해석적으로 도출하고 현장 시료와의 비교를 통해 수치모델의 적정성을 입증하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제23권6호
• /
• pp.791-797
• /
• 2011

이 논문은 인장증강효과에 대한 피복두께의 영향을 알아보기 위하여 실시한 12개의 축하중을 받는 직접인장 실험체의 실험 결과를 정리 분석한 것이다. 피복두께와 철근 직경의 비를 주 변수로 선정하여 6개의 서로 다른 피복 두께를 갖는 실험체를 제작하여 실험을 실시하였다. 실험 결과에 따르면 피복두께가 얇을수록 쪼갬균열의 영향이 크게 나타났으며, 인장증강효과와 균열간격이 감소하였다. 그리고 균열안정화 단계에서의 인장증강효과도 피복두께가 얇아질수록 감소하는 것을 확인하였다. 현행 설계기준의 인장증강효과 모델들은 피복두께의 변화에 따른 인장증강 거동의 차이를 반영할 수 없으며, 특히 피복두께가 얇을수록 인장증강효과가 감소하는 현상을 고려하지 못하고 있다. 따라서 이 연구에서 수행한 실험 및 분석 결과를 근거로 하여 인장증강효과에 피복두께의 영향을 반영할 수 있는 인장증강 계수 수정식을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제26권1호
• /
• pp.58-66
• /
• 2022

이 연구에서는 FRP 보강근과 콘크리트의 횡방향 열팽창 거동이 콘크리트 피복두께에 미치는 영향을 살펴보기 위해 온도 20℃를 기준으로 -70℃~80℃까지 변화시켜가며, 콘크리트의 거동을 해석적으로 검토하였다. 이를 위해 서로 다른 FRP 보강근의 지름과 피복 두께를 가지는 FRP 보강근 콘크리트를 대상으로 이론적 탄성해석과 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 그 결과, 음의 온도차이에서는 콘크리트가 압축을 받아 이론적 변형율 결과와 유한요소결과가 유사하였지만, 양의 온도차이에서는 콘크리트에 인장응력이 발생하고 더 나아가 균열이 발생하여 이론적 결과보다 1.2~1.4 배 큰 변형률을 나타내었다. 또한 FRP 보강근의 지름과 콘크리트의 피복두께 비(c/db)가 균열의 발생과 밀접한 연관이 있으며, 보강근의 지름에 비하여 피복두께가 부족할 경우 균열이 발생하여 구조물의 사용성이 저하되었다. FRP 보강근의 횡방향 열팽창계수는 콘크리트보다 3배 이상 크기 때문에, 설계 시 이에 대한 고려가 필요하다고 판단되었다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.211-217
• /
• 2016

본 연구에서는 2015년 가을철 실제 시공중인 고층 아파트를 대상으로 1중 백색 버블시트로 타설된 콘크리트의 표면을 덮어주는 버블시트 피복양생 공법과 표면을 노출한 채로 양생없이 유지하는 표면노출 방법간을 비교하여 소성 및 건조수축균열의 저감정도를 분석하였다. 실험 결과, 버블시트를 시공하였을 경우, 수화열 및 적산온도는 표면노출보다 약간 높았고, 바닥 균열의 갯수, 길이, 최대 균열폭, 균열 면적 모두 현저하게 적은 값이 측정되었다. 따라서 가을철 버블시트를 타설된 콘크리트 표면에 적용 할 경우에는 소성 및 건조수축균열을 획기적으로 방지할 수 있는 효과적인 표면피복 양생공법인 것으로 판단되었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제25권6호
• /
• pp.621-630
• /
• 2013

철근부식을 현장에서 평가하기 위해 다양한 부식측정방법이 있으나, 반전위(HCP: half cell potential)방법이 많이 사용되고 있다. 균열이 발생한 RC 구조물은 균열폭으로 유입되는 염화물, 이산화탄소 등에 의해 부식이 가속화 된다. 이 연구는 염해에 노출된 균열을 가진 RC 보의 HCP을 측정하여 부식정도를 평가하는데 목적이 있다. 이를 위해 세가지 물-시멘트비(w/c 0.35, 0.55, 0.70)와 다양한 피복두께(10~60 mm)를 가진 RC 보를 제조하였으며 하중을 가하여 균열폭을 0.0~1.5 mm로 유도하였다. 35일간 촉진염해분무시험을 통하여 부식을 촉진하였으며 이후 HCP과 부식길이를 평가하였다. 균열이 클수록, w/c가 높을수록, 피복두께가 작을수록 HCP은 증가하였으며, 각각의 영향인자를 정량화하여 균열을 가진 RC 보의 HCP 평가식을 도출하였다. 또한 Life365 프로그램을 이용하여 부식방지 피복두께를 도출하고 HCP평가식을 통한 부식방지 피복두께와 비교하였다. 균열부 콘크리트에서는 차이가 발생하였으나, w/c 0.6이하의 건전부 콘크리트에서는 두가지 방법에서 모두 근접한 부식저항 조건을 도출하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제26권4호
• /
• pp.475-482
• /
• 2014

이 논문은 비정질 강섬유 및 일반 강섬유로 보강된 철근콘크리트 인장실험체를 피복두께와 철근 직경의 비에 따라 각 6개씩 제작하여 직접인장실험을 수행하고, 그 결과로부터 강섬유로 보강된 철근콘크리트 인장부재의 균열거동을 분석한 것이다. 실험 결과에 따르면 비정질 강섬유와 일반 강섬유로 보강된 콘크리트 모두 쪼갬균열의 발생과 진행을 제어하는 성능이 양호하며, 특히 비정질 강섬유로 보강된 콘크리트는 피복두께가 철근 직경의 2배 이상이면 쪼갬균열이 발생하지 않았다. 균열간격은 두가지 강섬유로 보강된 실험체 모두에서 피복두께가 두꺼워짐에 따라 증가하였으며, 현행 설계기준에서 규정하는 최대 및 평균 균열간격 식으로 계산한 것보다 비교적 작게 측정되었다. 실험으로부터 측정된 자료로부터 평균균열간격을 이용하여 최대균열간격 및 최소균열간격을 예측할 수 있는 상관관계식을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제10권4호
• /
• pp.79-86
• /
• 2006

피복 콘크리트의 균열 발생에 기인한 매크로셀 부식 환경하에서의 Cr강방식철근의 방식성을 평가하기 위하여 10종류의 Cr강방식철근을 콘크리트에 매입 후 피복 콘크리트에 모사 균열을 발생시킨 공시체를 제작하였다. 그 후 염수 분무 촉진 양생 105사이클까지의 매크로셀 부식전류밀도의 경시변화와 아노드 캐소드 철근의 자연전위, 부식면적률, 부식감량률을 측정함으로써 Cr강방식철근의 방식성에 대하여 검토하였다. 그 결과, 염화물 이온 농도차 $3kg/m^3$ 이하의 매크로셀 부식 환경에 대하여 Cr함유율 9% 이상의 Cr강재에서 방식성이 확인되었으며 특히, Cr함유율 11% 이상의 Cr강재에서 뛰어난 방식성이 입증되었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2013년도 추계학술대회
• /
• pp.261-263
• /
• 2013

해양환경에서의 아연코팅철근 콘크리트 보의 휨 성능 및 균열 특성 실험을 수행하였다. 또한, 보에서 발생하는 균열 및 파괴양상을 파악하였다. 그 결과, 해양환경에서의 콘크리트 부재의 피복두께를 기존 설계기준보다 작게 적용시켜도 부재에 발생하는 염해에 대한 내구성을 확보할 수 있으며, 아연코팅 철근의 적용은 일반철근 콘크리트 보다 내구성 측면에서 유리하다고 판단된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제38권2호
• /
• pp.193-202
• /
• 2018

이 연구는 철근콘크리트 부재에서 사용한계상태 검증 및 내구성능 평가의 요소인 균열폭을 계산하는데 중요한 변수가 되는 균열간격 계산식을 제안한 것이다. 철근콘크리트 부재의 균열거동 해석을 위한 지배방정식이 되는 부착특성을 반영하여 평균균열간격 기본식을 유도하고, 피복두께와 콘크리트 강도의 영향을 고려할 수 있도록 여러 연구자들이 수행한 124개의 직접인장실험에서 측정된 균열간격을 분석하여 각각의 계수를 제안하였다. 그리고, 최대 및 평균 균열간격이 동시에 측정된 80개의 실험체 자료로부터 상관관계 분석을 실시하여 평균균열간격으로부터 최대 균열간격을 간편하게 예측할 수 있는 상관계수를 제안하였다. 제안된 평균균열간격 계산식 및 최대균열간격 상관식에 대해서 현행 설계기준의 규정과 비교를 실시하였다. 비교 결과, 평균균열간격 및 최대균열간격에 대한 제안식은 콘크리트구조기준 및 도로교설계기준(한계상태설계법)의 해당 규정과 비교하여 예측의 정확성 및 신뢰도가 개선됨을 확인하였다.