• 제목/요약/키워드: carbonation depth of concrete

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기후변화의 풍속과 일조시간 양생조건에 따른 콘크리트 탄산화 성능중심평가 (Performance Based Evaluation of Concrete Carbonation from Climate Change Effect on Curing Conditions of Wind Speed and Sunlight Exposure Time)

  • 김태균;신재호;최승재;김장호
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.45-55
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    • 2015
  • 현재 전 세계적으로 자연적, 인위적 요인으로 인하여 이상기후가 나타나고 있다. 이상기후의 대표적인 것으로 슈퍼태풍, 극한폭설, 폭염과 같은 극한 기후현상이 초래된다. 1970년대 산업화 시대 이후 급격하게 지구의 온도가 상승하는 것을 알 수 있으며, 이로 인하여 발생하는 가장 큰 문제점은 지구 온난화이다. 지구 온난화에 영향을 미치는 온실가스의 종류로는 이산화탄소, 과불화탄소, 아산화질소, 메탄과 같은 다양한 종류의 화학성분이 존재하며 특히 이산화탄소가 약 90%의 비중을 차지하는 것을 알 수 있다. 콘크리트의 경우 건설재료로써 탁월한 내구성능을 지니고 있으며, 사회기반시설물 건설 재료로 70%이상 사용되고 있다. 그러나 콘크리트는 타설직후 물리 화학적으로 다양한 환경조건으로부터 성능저하 현상이 발생하기도 한다. 특히 대기중의 이산화탄소는 콘크리트 알칼리도 저하에 따른 철근을 부식시키고 내구성 저하를 초래하게 된다. 따라서 본 연구에서는 풍속, 일조시간에 관하여 양생 한 후 콘크리트의 탄산화 실험을 접목시켜 탄산화 깊이와 탄산화 속도계수를 측정하고 이를 바탕으로 만족도 확률 곡선을 통하여 성능중심평가(Performance Based Evaluation(PBE))를 수행 할 것이다.

탄산염해에 대한 LNG 저장탱크 PC 외부벽체의 수명평가 및 억제방안 (Service Life Assessment and Restrain Methods of Carbonation Attack on PC Outer Wall of LNG Storage Tanks)

  • 이승림;송일현;김한상
    • 한국가스학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.73-80
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    • 2014
  • 본 연구는 현재 신설 중에 있는 삼척 LNG 저장탱크 콘크리트 배합표의 공시체로부터 획득된 촉진 탄산화 시험 결과를 가지고 탄산염해에 대한 내구수명과 그 억제 방안에 대해 평가한 것이다. 그 결과 재령 7일, 28일, 56일에 대한 촉진 탄산화 침투 깊이는 4.45 mm, 9.19 mm, 13.37 mm로 나타났으며, 실제 운영 중 LNG 저장탱크의 철근피복 두께(최소 70 mm부터 최대 100 mm)를 고려하더라도 큰 여유를 보였다 그리고 탄.산화 침투 깊이로부터 획득된 탄산화 속도계수를 가지고 대기 중 환산 $CO_2$ 농도 즉, 0.03%와 0.05%를 각각 고려한 LNG 저장탱크 외조 콘크리트의 설계 피복 두께(70 mm, 80 mm, 90 mm, 100 mm)의 내구수명은 779년, 1,017년, 1,287년, 1,589년과 466년, 609년, 771년, 951년으로 나타났다. 또한, 콘크리트 경화체내 조직구조의 물질이동성 변화와 세공용액의 이온조성 및 수산화칼슘 등 수화생성물의 변화 등에 영향을 미치는 인자들의 조절을 통하여 탄산염해의 억제가 가능할 것으로 보였다.

중성화 측정을 통한 콘크리트의 잔존수명 예측 모델 (Prediction Model of Remaining Service Life of Concrete for Irrigation Structures by Measuring Carbonation)

  • 이준구;박광수;김한중;이정재
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.529-540
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    • 2003
  • 최근 콘크리트 내구성설계에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 사용수명 예측이 핵심인 내구성 평가모델 개발이 그 좋은 예이다. 본 연구에서는 콘크리트 구조물의 잔존수명예측 모델을 개발하여 적정시기의 유지보수를 통한 경제적 구조물 사용을 목적으로 하였다. 육지 콘크리트 구조물인 저수지의 콘크리트 구조물 부분을 대상으로 전국 70개 지구를 선정하고, TG/DTA 법과 페놀프탈레인 지시약법으로 중성화를, pH메타법으로 pH 값을 측정하여 탄산칼슘함량 대비 사용연수, pH값, 콘크리트 피복 두께의 관계함수를 각각 유도한 후 가능한 최소의 자료측정으로 잔존수명을 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 개발된 잔존수명예측 모델은 탄산가스등의 고정변수에 의한 실내촉진실험 자료기반 모델과 달리 동결융해작용, 중성화, 철근 부식 등 복합적인 열화작용이 동시에 일어나는 현장의 환경적 영향을 받은 구조물에서 측정한 자료를 기반으로 개발되었다. 이러한 점에서 그 신뢰성을 높게 평가 받을 수 있을 것이며, 시설물 유지관리자에게 적정 보수보강 시점을 제공하여 경제적인 구조물 사용에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

국내.외산 메타카올린을 사용한 고강도 콘크리트의 내구특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Properties of Durability of High Strength Concrete Using Domestic.Foreign Meta-kaolin)

  • 이강필;이승민;이상수;송하영
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2009년도 춘계 학술논문 발표대회 학계
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    • pp.239-242
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    • 2009
  • As the high-rise building increase due to the gravitation of population to big cities recently, it requires high quality and high performance of Concrete. As a result, people are keenly interested in Meta-kaolin as new admixture favorable from an economic perspective, which has strength and endurance with admixture at the same level like Silica-fume. Accordingly, as to Meta-kaolin, this study was to set by three levels like domestic one, foreign one, and Silica-fume, the water-binding material ratio 25%, and four level substitute like 0, 10, 20, and 30(%) in order to compare and analyze the quality durability of high-concrete according to the substitute of Meta-kaolin applicable with replacement of Silica-fume. As a result of performing experiment it was found that when water-binding material ratio increases, resistance of neutralization, carbonation, salt damage and sulfate decrease, and when replacement ratio of mineral admixture increases, depth of accelerating carbonation gets greater. Also, the combination of SF and MK-B favored resistance to chloride ion penetration better than MK-A, and it was found that when replacement ratio of binding material increases, the resistance to sulphuric acid increases. Therefore, based on this study, it was understood that meta-kaolin is useable in replacement of silicafume.

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콘크리트 중의 이산화탄소 확산계수에 대한 상대습도 영향 연구 (Influence of Relative humidity on the CO2 Diffusion Coefficient in Concrete)

  • 오병환;정상화;이명규
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.778-784
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    • 2003
  • 콘크리트의 탄산화 과정에 있어서 이산화탄소 확산계수는 매우 중요한 부분을 차지하고 있으나 이에 대한 실험적인 연구는 국 내외 적으로 매우 부족한 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 기체확산계수 측정장치의 개발을 통한 이산화탄소 확산계수 실험을 콘크리트, 모르타르 및 시멘트 페이스트에 대해 수행하였다. 실험결과 이산화탄소의 확산은 시편의 탄산화 여부에 관계없이 모든 시편에 대해서 약 5시간 이내에 정상상태에 도달하였다. 또한, 물-시멘트비가 큰 시편의 경우 이산화탄소 확산계수도 커졌지만 상대습도가 높을수록 물-시멘트비에 따른 확산계수 증가폭은 감소하였으며, 물-시멘트비가 일정한 경우에는 상대습도가 높아질수록 확산계수가 감소하였다. 상대습도에 따른 이산화탄소 확산계수 변화량은 물-시멘트비가 낮을수록 감소하였다. 골재의 유 무에 따른 이산화탄소 확산계수는 시멘트 페이스트가 가장 크게 나타났으며, 콘크리트와 모르타르의 경우는 시멘트 페이스트에 비해 매우 작지만 상대습도 10%인 경우를 제외하고는 모르타르의 경우가 콘크리트의 경우보다 작은 것으로 나타났다. 본 연구에서 수행한 이산화탄소 확산계수에 대한 연구결과를 통해 콘크리트 구조물의 탄산화 깊이 예측을 위한 연구가 더욱 활성화될 수 있을 것으로 기대된다.

폐콘크리트 분말의 혼합률에 따른 자기충전 콘크리트의 특성에 관한 연구 (A Study on the Properties of Self-Compacting Concrete according to mixing ratio of Waste Concrete Powder)

  • 최연왕;문대중;김성수;최세진;이성연
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집(II)
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    • pp.513-516
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    • 2006
  • Waste concrete powder(WCP) is a secondary by-product generated while processing waste concrete manufactured to coarse and fine aggregates for concrete. In order to assess the possibility of using WCP as admixture for self-compacting concrete, self-compactability, compressive strength and durability of self-compacting concrete containing waste concrete powder were investigated. Experimental results of this study appeared that in case of SCC mixed with WCP only, self-compactability and compressive strength decreased with increasing mixing ratio of WCP. When Blast-furnace slag(BFS) was added to SCC, self-compactability and compressive strength for a unit amount of cement increased. Also, SCC containing 15% BFS and 15%, 30% and 45% WCP, the dry shrinkage and carbonation depth appeared a tendency to decrease with increasing mixing ratio.

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폴리프로필렌 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트의 화재피해 후 중성화 평가 (Carbonation Assessment of High-Strength Concrete Using Polypropylene Fiber after Fire Damage)

  • 변용현;류동우
    • 한국건축시공학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.235-243
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    • 2020
  • 최근 국내·외 건축물들의 초고층화·대형화에 따라 고강도 콘크리트의 사용이 날로 증가하고 있으나 이러한 고강도 콘크리트는 일반강도 콘크리트에 비해 화재에 의한 콘크리트 단면의 폭렬현상이 가장 심각한 문제점으로 지적되고 있다. 이에 따라 내화성능 향상대책으로 폴리프로필렌 섬유, 나일론 섬유 등을 혼합한 섬유혼입공법이 주로 사용되고 있다. 그러나 섬유혼입공법이 적용된 고강도 콘크리트에 대한 대다수의 연구는 주로 폭렬저감 효과에 집중되어 있으며, 화재 후 PP섬유가 용융되어 생성된 미세공극이 고강도 콘크리트의 장기내구성에 미치는 영향을 조사·분석한 연구는 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 화재피해가 발생한 섬유혼입공법이 적용된 고강도 콘크리트를 가정하여 중성화시험 및 미세구조분석을 통하여 미세공극이 중성화 깊이에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, 300℃에서 1시간만 노출되어도 콘크리트 내부의 PP섬유가 중심부까지 전부 용융되어 중성화 촉진이 원활히 진행된 것으로 나타났다. 화재 후 PP섬유가 혼입된 고강도 콘크리트는 PP섬유가 용융되어 생성된 모세관 공극의 연결성 증가 및 미세균열증가로 인해 장기내구성에 대한 심각한 피해가 우려되며, 섬유혼입공법이 적용된 고강도 콘크리트의 장기내구성에 대한 더욱 정밀한 조사 및 분석이 요구된다.

Bottom Ash를 잔 골재 대체재로 사용한 콘크리트의 내구성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Durability of Concrete using the Bottom Ash as a part of Fine Aggregate)

  • 최세진;이성일;정용;김양배;오복진;김무한
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.19-24
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    • 2003
  • Recently, the by-product of coal ash has been increased by increase of consumption of electric power. So in view of environmental aspect, it is important to secure a reclaimed land and treatment utility for coal ash. This is an experimental study to compare and analyze the properties of high volume coal-ash concrete using the bottom ash. For this purpose, the mix proportions of concrete according to the replacement ratio of bottom ash(l0, 20, 35, 50%). And then air content, slump, compressive strength, durability test were performed. According to test results, it was found that the compressive strength of bottom ash concrete was similar to that of plain concrete(BA0). And the carbonation depth of bottom ash concrete increased as the replacement ratio of bottom ash.

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철근콘크리트 복개구조물의 내구성 평가 (Evaluation on the Durability of RC Structure Covered Creek for Road Vehicle)

  • 문한영;김성수;김홍삼;안기용
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집(I)
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    • pp.789-792
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    • 1999
  • Reinforced concrete structures covered creek for road vehicle located in urban areas have been experiencing corrosion of concrete and reinforcing steel caused by $H_2S$ gases generated by anaerobic bacterial. H2S gases react with oxygen and water to form sulfuric acid ($H_2SO_4$). This acid chemically attacks concrete, and sulfate ions penetrate into the concrete, causing rebar corrosion. In this work, to determine the conditions of RC culvert boxes which were constructed in the 1970s, various tests were conducted, including carbonation depth, compressive strength, half-cell potential measurements, and XRD analyses. Results indicated that the concrete deterioration was caused by sulfate attack and rebar corrosion. This paper discusses the evaluation on the durability of reinforced concrete structures covered creek for road vehicle.

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Service Life Prediction of Concrete Structures Exposed to a Sulfuric Acid Environment

  • 전종규;문한영;전찬기;송종화
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.385-389
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    • 2007
  • In this study, it was investigated the resistance of OPC, 60% GGBS, 20% PFA and 10% SF mortar specimens against sulfuric acid corrosion. As an index for degree of acid corrosion, the corrosion depth was evaluated. Then, it was found that an increase in the duration of immersion and a decrease in the pH, as expected, resulted in a more severe corrosion irrespective of binders; 60% GGBS mortar specimen was the most resistant to sulfuric acid corrosion. From the laboratory testing of sulfuric acid corrosion, an empirical prediction model was suggested as a power function of time and the pH of sulfuric acid, and was applied to an assessment of concrete structures exposed to an acidic environment. It was found that the empirical model gave a more precise prediction of sulfuric acid deterioration of concrete rather than a conventional model, mostly used for predicting carbonation of concrete.