• 제목/요약/키워드: Chloride ion diffusion coefficient

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고온수열 전후의 콘크리트 내구성 변화에 관한 연구 (The Change of Concrete Durability under High Temperature)

  • 박재홍;전봉민;오상균;박동천
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.509-512
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    • 2008
  • 본 연구에서는 고온 수열 콘크리트의 세공구조 변화를 평가하기 위하여 질소 흡착법을 이용한 분석을 실시하였다. 아울러 역학적 특성 및 염화물 이온 확산계수의 변화도 측정하였으며, 고온 수열 후의 내구성 변화가 RC조의 수명에 미치는 영향을 예측하기 위해 2차원 유한요소 모델을 구축하였다. W/C에 따라 각 시험체의 가열온도가 증가할수록 약 0.01${\mu}m$ 이하의 미세 공극량은 감소하고, 약 $0.01{\mu}m{\sim}0.1{\mu}m$크기의 세공공극은 증가하였다. 역학적 특성은 탈수가 발생하는 $200{\sim}600^{\circ}C$에서는 급격하게 감소하였으며 염화물이온 확산계수는 반대로 급격히 증가하는 경향을 나타내었다. 수치해석을 통하여 가열(화재)에 의하여 콘크리트 속 철근 위치가 발청 한계 농도에 도달하는데 소요되는 시간이 단축되는 것을 알 수 있었다.

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경화중 콘크리트의 염해 침투성능에 관한 연구 (Prediction of chloride penetration into hardening concrete)

  • 번위결;왕소용
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2015년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.50-51
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    • 2015
  • In marine and coastal environments, penetration of chloride ions is one of the main mechanisms causing concrete reinforcement corrosion. Currently, most of experimental investigations about submerged penetration of chloride ions are started after the four weeks standard curing of concrete. The further hydration of cement and reduction of chloride diffusivity during submerged penetration period are ignored. To overcome this weak point, this paper presents a numerical procedure to analyze simultaneously cement hydration reaction and chloride ion penetration process. First, using a cement hydration model, degree of hydration and phase volume fractions of hardening concrete are determined. Second, the dependences of chloride diffusivity and chloride binding capacity on age of concrete are clarified. Third, chloride profiles in hardening concrete are calculated. The proposed numerical procedure is verified by using chloride penetration test results of concrete with different mixing proportions.

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석회석 미분말을 활용한 고유동 콘크리트의 염소이온 확산계수와 미세공극에 관한 연구 (A Study of Chloride Diffusion Coefficient and Microstructure of High Fluidity Concrete Using Limestone Powder)

  • 최연왕;정재권;김경환;하상우;류득현;오성록
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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    • pp.199-200
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    • 2010
  • 본 논문은 석회석 미분말을 활용한 고유동 콘크리트의 염소이온 확산계수를 통하여 확산계수를 추정 하였다. 또한 석회석 미분말의 혼합률에 따른 미세공극을 수은압입법에 의해 알아보았다.

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Mass Transfer to Amalgamated Copper Rotating Disk Electrode

  • Sulaymon, Abbas H.;Abbar, Ali H.
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제3권4호
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    • pp.165-171
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    • 2012
  • An experimental study of mass transfer to an amalgamated copper rotating disc electrode has been employed to determine an empirical correlation for the mass transfer rate in laminar flow. The study was performed in a three-electrodes configuration using 0.1 M boric acid and 0.1M potassium chloride as supporting electrolyte with Zn (II) concentration in the range (25-100 mg $dm^{-3}$). Polarization curves at different zinc ion concentration are reported. Hydrogen and oxygen reduction has also been considered.The diffusion coefficients and mass transfer coefficient were obtained using limiting diffusion current technique based on zinc ion reduction. A least squares analysis indicates that the laminar flow results for 13067 < Re > 57552 and 550 < Sc > 1390 can be correlated by the following equation with correlation coefficient (CR) equal to 0.98: $sh=0.61Re^{0.5}Sc^{1/3}$.

Resistance to Corrosion of Reinforcement of High Volume Fly Ash Concrete

  • Kwon, S.O.;Bae, S.H.;Lee, H.J.;Lee, K.M.;Jung, S.H.
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제13권6호
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    • pp.209-213
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    • 2014
  • Due to the increasing of interest about the eco-friendly concrete, it is increased to use concretes containing by-products of industry such as fly ash(FA), ground granulated blast furnace slag(GGBFS), silica fume(SF), and etc. Especially, these are well known for improving the resistances to reinforcement corrosion in concrete and decreasing chloride ion penetration. The purpose of this experimental research is to evaluate the resistance against corrosion of reinforcement of high volume fly ash(HVFA) concrete which is replaced with high volume fly ash for cement volume. For this purpose, the concrete test specimens were made for various strength level and replacement ratio of FA, and then the compressive strength and diffusion coefficient for chloride ion of them were measured for 28, 91, and 182 days, respectively. Also, corrosion monitoring by half cell potential method was carried out for the made lollypop concrete test specimens to detect the time of corrosion initiation for reinforcement in concrete. As a result, it was observed from the test results that the compressive strength of HVFA concrete was decreased with increasing replacement ratio of FA but long-term resistances against reinforcement corrosion and chloride ion penetration of that were increased.

Metakaolin 혼합 고강도 콘크리트의 내구특성 예측 (Estimation on the Durability of High-Strength Concrete using Metakaolin)

  • 이상호;문한영
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.173-180
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    • 2005
  • 메타카올린은 고성능 콘크리트를 제조하기 위해 콘크리트에 혼합재로서 사용되는 결합재의 일종이다. 이 재료는 일반적으로 국내에서는 내화벽돌의 재료로 많이 사용되었으나, 현재는 이러한 고성능 콘크리트를 제조하기 위하여 필요한 실리카흄의 대용으로 사용되어지고 있다. 본 연구는 실리카흄 및 메타카올린 두 결합재를 콘크리트 중에 일정량 치환하여 몰르타르 및 콘크리트의 압축강도, 인장강도, 휨강도와 같은 역학적 시험뿐만 아니라, 염소이온확산시험, 화학침식에 대한 저항성 시험, 동결융해저항성 시험과 같은 내구성시험을 병행 실시하였다. 역학적 시험결과 메타카올린을 결합재전체 대비 10에서 15%정도 치환 사용했을 때 가장 적당한 강도결과를 보였다. 그리고, 메타카올린 및 실리카흄 두 결합재의 치환율이 증가할수록 염소이온확산이 훨씬 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 그리고, 두 결합재의 미세분말에 의한 충전효과에 의해 일반 콘크리트에 비해 화학적침식저항성이 훨씬 뛰어남을 보였다. 다른 내구성 시험에서도 메타카올린을 사용한 콘크리트가 실리카흄을 사용한 콘크리트에 상응하는 상당한 역학적, 내구특성을 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 따라서, 이들 시험을 통해 우리는 메타카올린이라는 재료가 충분히 고가의 실리카흄을 대체가능할 수 있을 것이라고 판단할 수 있었다.

등방성 및 이방성 균열을 가진 콘크리트의 염화물 확산계수 모델링 (Modeling on Chloride Diffusivity in Concrete with Isotropic and Anisotropic Crack)

  • 이학수;배상운;권성준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.104-111
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    • 2013
  • 균열을 가진 콘크리트에서는 균열폭으로 유입되는 염화물 이온에 의해 열화가 가속화된다. 본 연구는 균열을 가진 콘크리트의 염화물 확산에 대한 모델링으로, 정상상태를 가정하여 1차원 (이방성) 및 2차원 (등방성) 균열 모델링을 수행하였다. 기존의 균열 모델링에서는 직사각형 균열패턴으로 모델링을 수행하였으나, 본 연구에서는 조도를 가진 쐐기형 형태로 균열을 모델링하였다. 검증을 위하여 1차원 유입에 대해서는 콘크리트 시편에 균열을 유입하여 염화물 영동실험을 수행하였으며, 2차원 유입에 대해서는 기존의 실험결과를 이용하여 검증을 수행하였다. 모든 경우에서 균열형태를 쐐기형으로 고려하여 염화물 확산성이 감소되었으며, 조도를 고려함으로서 합리적인 결과가 도출되었다. 특히 0.10~0.15의 조도계수를 고려할 때, 실험값에 가장 근접한 결과를 나타내었다.

콘크리트 구조물의 단일 및 복합열화 환경하에서의 염소이온 확산특성 (Diffusion Characteristics of Chloride ion under Single and Combined Attacks in Concrete Structures)

  • 오병환;강의영;인광진;이성규;서정문
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.708-717
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    • 2002
  • 해안 등 열악한 환경에 노출되는 구조물들의 건설이 증가되면서 구조물의 내구성 문제가 심각해지고 있다. 특히, 염해만이 아니라 염해와 황산염 그리고 중성화 등 복합작용에 의한 열화문제는 아직도 연구된 바가 거의 없는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 염해와 황산염 및 중성화가 복합된 환경하에서 콘크리트 구조물의 성능저하 현상을 살피고 이들의 상호작용과 영향을 실험적으로 구명하는데 그 목적을 두고 있다. 이를 위해서 단일 및 복합열화 실험을 포괄적으로 수행하였다. 본 연구결과, 염소이온 단일열화시 보다 황산염 또는 황산염과 중성화가 복합되었을 경우의 열화현상이 더 두드러졌으며, 모든 열화조건에서 표면염소이온의 농도는 시간에 따라 증가하고 반면에 확산계수는 시간에 따라 감소하는 경향을 나타냈다. 표면염소이온 농도는 복합열화에서 더 증가하며 특히 염소이온 확산계수는 염해와 황산염 2중 복합열화시 더 커지고 여기에 중성화가 복합될 경우 더욱 커지는 것으로 나타났다. 따라서, 해안 구조물과 같이 염해와 황산염 및 중성화가 복합될 경우 염소이온의 침투가 더욱 커져 이들의 합리적인 고려가 필요한 것으로 나타났다.

원전 안전관련 콘크리트 구조물의 수명예측을 위한 재령계수에 대한 연구 (A Study of Time Dependent Diffusion for Prediction Service Life in NPPs Safety Related Concrete Structures)

  • 이춘민;윤의식;김성수
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.136-142
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    • 2019
  • 원자력발전소 콘크리트 구조물은 해안가에 접해 있으며, 해수를 취수하여 냉각수로 사용하기 때문에 염해에 의한 내구성은 매우 중요하다. 이를 위해 3년간의 염해 장기침지시험을 실시하여 염화물이온확산계수의 변화 및 재령계수(m)을 평가한 결과 4,000 Class인 구조물 기초의 m은 0.35~0.39로 KCI나 ACI 제안값과 유사한 결과를 나타내었고 5,000 Class인 필수 냉각수 구조물 및 터널은 0.44~0.53, 6,000 Class인 원자로 격납건물은 0.62로 FIB 제안값과 유사하였다. 실측된 재령계수로 내구수명을 예측한 결과 원전의 모든 안전관련 콘크리트 구조물은 설계수명 60년 이상을 만족하는 것으로 나타났다.

Electrogravimetric and Electrochemical Ac Response of Polypyrrole Films

  • Yang, Haesik;Lee, Hochun;Kwak, Juhyoun
    • 분석과학
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    • 제8권4호
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    • pp.663-668
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    • 1995
  • Ion transport of a polypyrrole/chloride (PPy/Cl) film and a polypyrrole/poly(styenesulfonate) (PPy/PSS) film as a function of applied dc potential was investigated by employing electrogravimetric impedance technique and electrochemical impedance technique. The cation and anion contribution to the whole charge capacitance and the diffusion coefficients of cation and anion in a PPy/PSS film were calculated by fitting the electrogravimetric impedance data with proposed model circuit. The diffusion coefficients of $Na^+$ in a 1 M $NaClO_4$ solution are over 1 order of magnitude larger than those of $ClO{_4}^-$, and $ClO{_4}^-$ contribution to charge compensation decreases as dc potential lowers. The charge compensation of a PPy/Cl film ir a 1 M CsCl solution is carried out largely by $Cl^-$ at 0.2 V vs. Ag/AgCl and by $Cs^+$ as well as $Cl^-$ at -0.4 V.

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