• Computers and Concrete
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• 제32권3호
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• pp.287-302
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• 2023

Corrosion of reinforcing bars in reinforced concrete structures due to chloride attack in environments containing chloride ions is one of the most important factors in the destruction of concrete structures. According to the abundant reports that the corrosion rate around the repair area has increased due to the macro-cell current known as the incipient anode, it is necessary to understand the effective parameters. The main objective of this paper is to investigate the effect of the kinetic parameters of corrosion including the cathodic Tafel slope, exchange current density, and equilibrium potential in repair materials on the total corrosion rate and maximum corrosion rate in the patch repair system. With the numerical simulation of the patch repair system and concerning the effect of parameters such as electromotive force (substrate concrete activity level), length of repair area, and resistivity of substrate and repair concrete, and with constant other parameters, the sensitivity of the macro-cell current caused by changes in the kinetic parameters of corrosion of the repairing materials has been investigated. The results show that the maximum effect on the macro-cell current values occurred with the change of cathodic Tafel slope, and the effect change of exchange current density and the equilibrium potential is almost the same. In the low repair extant and low resistivity of the repairing materials, with the increase in the electromotive force (degree of substrate concrete activity) of the patch repair system, the sensitivity of the total corrosion current reduces with the reduction in the cathode Tafel slope. The overall corrosion current will be very sensitive to changes in the kinetic parameters of corrosion. The change in the cathodic Tafel slope from 0.16 to 0.12 V/dec and in 300 mV the electromotive force will translate into an increase of 200% of the total corrosion current. While the percentage of this change in currency density and equilibrium potential is 53 and 43 percent, respectively. Moreover, by increasing the electro-motive force, the sensitivity of the total corrosion current decreases or becomes constant. The maximum corrosion does not change significantly based on the modification of the corrosion kinetic parameters and the modification will not affect the maximum corrosion in the repair system. Given that the macro-cell current in addition to the repair geometry is influenced by the sections of reactions of cathodic, anodic, and ohmic drop in repair and base concrete materials, in different parameters depending on the dominance of each section, the sensitivity of the total current and maximum corrosion in each scenario will be different.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권2호
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• pp.109-115
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• 2018

본 연구에서는 시멘트 생산에 의한 $CO_2$ 배출과 이로 인한 환경 부하를 감소시키기 위해 산업부산물인 고로슬래그 미분말을 활용하여 기존 SCW 공법에 사용되던 시멘트주입재를 친환경 무기결합재로 대체하여 모르타르를 제작하고 친환경 밀크주입재로써 적용이 가능한지를 파악하였다. 본 연구 결과 포틀랜드 시멘트를 사용하지 않은 비소성 시멘트를 이용한 NSB 경화체가 보통 포틀랜드 시멘트 경화체와 비교해 내산성, 내해수성, 압축강도 등이 우수한 것으로 나타나고 있다. 따라서 본 연구를 통해 만들어진 친환경 무기결합재 모르타르는 높은 내구성, 내화학성을 요구하는 SCW 공법과 같은 흙막이벽, 해양하부구조물 등의 지반재료용 결합재에 적용이 가능하다는 것을 알 수 있었다.

• KIEAE Journal
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• 제11권4호
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• pp.87-94
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• 2011

This study was suggested to develop sustainable durability design system and proposed the plan to evaluate design conditions that meet the intended service life and $LCCO_{2}$ reduction level of reinforced concrete structure easily from the early design stage. For that the W/B and covering depth of the concrete structure were calculated through calculation of service life based on standard specification expression and the quantitative reduction rate of the vertical member of reinforced concrete structure by the calculated W/B was applied. Life cycle of building classified into construction stage, operation stage, maintenance stage, and demolition/disposal stage and the method of $CO_{2}$ evaluation of each stage was proposed. For construction stage, the major construction materials that take up over 80% $CO_{2}$ emitting during building construction were selected and the $CO_{2}$ evaluation method for 5 standard apartment houses was proposed. Also, for operation stage, $CO_{2}$ emission was calculated through calculation of heating load by energy efficiency rating certification system. For maintenance stage, $CO_{2}$ emission was calculated using concept of re-construction by life and for demolition/disposal stage was calculated with the use of construction standard estimate. As a result of the case study by such evaluation methods, 80 years of service life and 17 specifications of sustainable durability design that meet the 40% intended $LCCO_{2}$ reduction level were deduced. The Maximum $LCCO_{2}$ reduction rate was analyzed by 47.2%.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1095-1104
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• 2014

본 연구는 콘크리트의 강도특성 및 내구성에 대한 고로슬래그미분말 분말도의 영향을 평가하기 위하여 수행되었다. 본 실험에 사용된 고로슬래그미분말의 분말도는 3종류(4,450, 6,000 및 $8,000cm^2/g$)를 선정하였으며, 보통포틀랜드시멘트에 대하여 50%를 대체하여 공시체를 제조하였다. 강도실험 결과에 따르면, 분말도가 $8,000cm^2/g$인 고로슬래그미분말을 사용한 콘크리트의 압축 및 쪼갬인장강도는 초기재령에서는 보통 포틀랜드시멘트 콘크리트에 비하여 다소 작았으나, 장기재령에서는 잠재수경성의 촉진으로 인하여 강도가 우수하게 나타났다. 내구성 분석결과에 의하면, 고분말도(6,000 및 $8,000cm^2/g$) 고로슬래그미분말 사용 콘크리트의 동결융해 저항성이 다소 작게 나타난 반면, 염소이온 침투저항성은 분말도 크기에 관계없이 고로슬래그미분말 적용 콘크리트가 우수하게 관찰되었다. 한편, 고로슬래그미분말을 사용한 모르타르의 황산염침식 저항성은 침식환경에 지배적인 영향을 받는 것으로 조사되었다.

• Advances in materials Research
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• 제9권3호
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• pp.219-231
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• 2020

The aim of this study is to investigate the durability of fly ash based geopolymer mortar with and without protective coatings in aggressive chemical environments. The source materials for geopolymer are Fly ash and Ground Granulated Blast furnace Slag (GGBS) and they are considered in the combination of 80% & 20% respectively. Two Molarities of NaOH solution were considered such as 8M and 10M. The ratio of binder to sand and Sodium silicate to Sodium hydroxide solution (Na₂SiO₃/NaOH) are taken as 1:2 and 2 respectively. The alkaline liquid to binder ratio is 0.4. Compressive strength tests were conducted at various ages of the mortar specimens. In order to evaluate the performance of coatings on geopolymer mortar under aggressive chemical environment, the mortar specimens were coated with two different types of coatings such as epoxy and Acrylic. They were then subjected to different chemical environments by immersing them in 10% standard solutions of each ammonium nitrate, sodium chloride and sulphuric acid. Drop in compressive strength as a result of chemical exposure was considered as a measure of chemical attack and the drop in compressive strength was measured after 30 and 60 days of chemical exposure. The compressive strength results following chemical exposure indicated that the specimens containing the acrylic coating proved to be more resistant to chemical attacks. The control specimen without coating showed a much greater degree of deterioration. Therefore, the application of acrylic coating was invariably much more effective in improving the compressive strength as well as the resistance of mortar against chemical attacks. The results also indicated that among all the aggressive attacks, the sulphate environment has the most adverse effect in terms of lowering the strength.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.9-17
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• 2012

콘크리트 하수 암거는 항상 유해이온에 노출되어 있으므로 사용기간의 증가에 따라 내구적인 문제점을 보이며, 이러한 열화는 구조적인 문제로 진전된다. 콘크리트 하수암거는 일단 매립 후 유지관리가 어려우므로 초기에 높은 내구성 및 안전성을 요구한다. 최근 들어 역학적 특성과 내구적 성능의 개선을 위하여 폴리머 콘크리트가 사용되고 있다. 본 논문에서는 폴리머 콘크리트를 이용한 하수암거에 대한 공학적 성능을 평가하였으며, 축소 모형을 통하여 이음부의 누수와 접착강도를 평가하였다. 제작된 폴리머 하수암거는 100MPa 이상의 높은 압축강도를 확보하였으며, 낮은 투수성 및 염소이온 침투성을 확보하고 있었다. 또한 내화학성 및 생물학적 시험 등에서도 우수한 저항성을 확보하고 있었다. 축소모형실험을 통하여, 이음부 누수가 없고 높은 접착강도를 확보하고 있음을 평가하였으며 연결부의 일체거동을 확인하였다. 본 연구에서 제작된 프리캐스트 폴리머 하수암거는 하수도관과 같이 열악한 환경조건에 적극적으로 사용될 수 있다고 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.301-310
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• 2009

가시설 구조물의 재료로 강재가 널리 사용되고 있으나, 방식처리가 실시되지 않아 부식손상으로 인한 내하력 저하가 우려된다. 그러나 환경조건과 사용기간에 따른 가시설 강재의 부식감소량이 제시되어 있지 않아, 가시설 강재의 설계시 부식손상을 고려한 정량적인 내하력 및 장기 안전성 평가가 곤란한 실정이다. 본 연구에서는 가혹한 대기부식환경인 지하철 공사현장을 대상으로 가시설 강재의 장기 안전성 평가에 필요한 부식 두께감소량 예측식을 제안하기 위하여, 실내부식실험과 현장노출실험을 실시하였다. 실내부식실험에서는 상대습도와 염화칼슘이 강재의 부식손상에 미치는 영향을 검토하였으며, 현장노출실험에서는 실제 지하철 공사현장 환경하에 놓인 가시설 강재의 부식두께감소량을 측정하였다. 그 결과 11개월간의 현장노출실험을 통하여 환경조건과 사용기간에 따른 가시설 강재의 부식두께감소량 예측식을 제안하였다. 그리고 6개월간의 실내 부식실험을 통하여 부식영향인자인 상대습도와 염화칼슘에 따른 부식두께감소량 예측식을 제안하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권4호
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• pp.320-328
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• 2007

해양콘크리트구조물의 내구성은 일반적으로 해수의 침식 작용과 콘크리트 내부로 침투하는 염분의 확산에 따른 부식에 의해 크게 피해를 입으며, 이러한 내구성 저하는 해양콘크리트구조물의 과다한 유지 관리비를 초래하게 된다. 따라서 해양구조물의 내구성 증진을 위하여 고내구성 재료의 사용이 검토되고 있다. 본 연구에서는, 광물질 혼화재(실리카흄, 플라이애쉬, 고로슬래그미분말)와 표면처리 철근(스테인리스 봉강, 에폭시 코팅) 그리고 부식억제제를 사용한 해양콘크리트의 부식저항 특성을 전기화학적기법을 이용하여 비교 검토하였다. 또한 고내구성 재료사용에 따른 내구성 증진효과를 정량적으로 제안하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제11권4호
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• pp.371-378
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• 2011

콘크리트는 다공질로서 수분이 접하게 되면 시간경과에 따라 흡수가 일어난다. 다양한 배합의 콘크리트에서 어느 정도 수분 흡수가 빨리 일어나는가는 흡수수분 확산계수 산출을 통하여 가능하며, 본 연구에서는 길이가 다른 시험체의 질량 경시변화를 통하여 깊이별 흡수 수분량을 산출하였다. 흡수 수분 확산계수는 시간과 깊이의 함수로 이뤄진 볼츠만 변수를 사용하여 실험값과의 회귀분석을 통하여 구하였으며, 그 정확도는 비선형 유한요소 과도해석을 통하여 검증하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제11권6호
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• pp.627-633
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• 2011

철근 콘크리트 구조물의 염해 내구수명 산정을 위해서는 비래염분량 평가가 필수적이다. 현재까지 국내에서도 국외에서 개발된 포집기를 주로 사용해 왔으나 포집기 자체의 결함으로 포집 정확도에 문제가 있다는 지적이 일어왔었다. 본 연구 결과 기존의 포집기는 후풍의 영향을 배제할 수 없어 실제 포집기를 통과하면서 거즈에 부착된 비래염분은 후풍의 영향에 의해 이탈되어 포집량이 낮게 평가됨과 동시에 방향성, 즉 남쪽에서 불어오는 비래염분도 북향하고 있는 포집기에 포집되어 방향에 대한 구분이 없어지는 현상을 해석적, 실험적으로 규명하고, 문제해결형 개량형 포집기를 개발하였다. 또 해안지역에서 실측에 사용하여 높이별 비래염분량 측정과 동시에 포집기의 성능검증을 실시하였다.