• Corrosion Science and Technology
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• 제4권2호
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• pp.69-74
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• 2005

The carbonation of concrete is one of the major factors that cause durability problems in concrete structures. The rate of carbonation depends largely upon the diffusivity of carbon dioxide in concrete. The purpose of this study is to identify the diffusion coefficients of carbon dioxide for various concrete mixtures. To this end, several series of tests have been planned and conducted. The test results indicate that the diffusion coefficient increases with the increase of water-cement ratio. The diffusion coefficient decreases with the increase of relative humidity at the same water-cement ratio. The diffusion of carbon dioxide reached the steady state within about five hours after exposure. The content of aggregates also influences the diffusivity of carbon dioxide in concrete. It was found that the diffusion coefficient of cement paste is larger then that of concrete or mortar. The quantitative values of diffusivity of carbon dioxide in this study will allow more realistic assessment of carbonation depth in concrete structures.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.30-40
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• 2014

최근 전력 전송을 위해 지하에 건설되는 전력구 구조물이 증가함에 따라, 이러한 구조물의 수명 연장은 매우 중요한 문제로 대두되고 있다. 현재까지의 현장 및 실험결과들은 콘크리트 내부의 철근이 콘크리트 피복의 탄산화 현상에 의해 부식될 수 있음을 보이고 있으며, 이러한 탄산화에 의한 철근의 부식은 구조물 주변의 높은 이산화탄소 농도에 의해 빈번히 발생할 가능성을 내포하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 실제 전력구 현장에서의 철근 깊이와 탄산화 깊이를 측정한 결과를 바탕으로 우리나라의 전력구 콘크리트 구조물에 대한 탄산화 위험도를 평가하였다. 현장 데이터를 기반으로 철근 주변에서의 탄산화에 의한 전력구의 사용수명을 평가하였으며, 이를 위해 확률론적 방법인 몬테카를로 기법을 적용하였다. 또한 균열을 유발한 시험체에 대한 탄산화 촉진 실험을 수행하여, 그 실험결과를 바탕으로 균열을 고려한 경우의 전력구의 사용수명을 수치적으로 평가하고 분석하였다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권2호
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• pp.249-256
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• 2016

This paper deals with the effects of silica fume content and polymer-binder ratio on the properties of ultrarapid-hardening polymer-modified mortar using silica fume and ethylene-vinyl acetate redispersible polymer powder instead of styrene-butadiene rubber latex to shorten the hardening time. The ultrarapid-hardening polymer-modified mortar was prepared with various silica fume contents and polymer-binder ratios, and tested flexural strength, compressive strength, water absorption, carbonation depth and chloride ion penetration depth. As results, the flexural, compressive and adhesion strengths of the ultrarapid-hardening polymer-modified mortar tended to increase as increasing polymer-binder ratio, and reached the maximums at 4 % of silica fume content. The water absorption, carbonation and chloride ion penetration resistance were improved according to silica fume content and polymer-binder ratio.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.85-93
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• 2017

본 연구에서는 국내에서 생산되고 있는 콘크리트용 순환 굵은골재 및 순환잔골재를 사용하여 콘크리트의 설계기준 강도(21, 35, 50MPa) 및 순환골재의 혼입조건 변화가 콘크리트의 탄산화 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과 순환 굵은골재의 혼입률 변화에 따른 콘크리트의 슬럼프는 순환골재를 혼입하지 않은 경우에 비해 동등하거나 양호한 유동성을 나타내는 것으로 나타났으며, 순환 잔골재를 혼입한 경우는 혼입률이 증가함에 따라 슬럼프가 감소되는 결과를 나타냈다. 또한, 순환 굵은골재 및 순환 잔골재의 혼입률이 증가할수록 콘크리트의 압축강도는 감소하는 것으로 나타났으며, 순환골재 혼입률이 50%를 초과할 경우 급격한 강도 감소 경향을 나타냈다. 그리고 탄산화 깊이는 모든 순환골재 종류에서 혼입률이 증가함에 따라 최대 40%까지 증가하는 결과를 나타냈으며 낮은 강도 수준의 콘크리트 일수록 순환골재 활용에 따른 탄산화 저항성 저하 정도가 큰 것으로 나타났다. 그리고 콘크리트의 압축강도가 증가할수록 순환골재 혼입에 따른 영향은 감소되어, 고강도 영역에서는 일반 콘크리트와 유사한 탄산화 특성을 발현하는 것으로 분석되었다. 따라서 순환골재를 콘크리트용 재료로 대량 활용하기 위해서는 콘크리트의 탄산화 저항성의 개선 위한 혼화재료의 적용 또는 배합설계상 조정을 통한 강도의 개선 등이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.158-159
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• 2021

When the porous concrete is exposed to the external environment, the internal relative humidity changes from time to time due to the inflow and outflow of moisture. This change in moisture is affected by temperature. The temperature and humidity of concrete is dominant in the carbonation rate, the largest cause of deterioration of concrete. In this study, actual weather data were used as boundary conditions. A carbonization model of concrete temperature and humidity and calcium hydroxide was constructed to perform long-term analysis. There is a slight error in the carbonation formula of the Japanese Academy of Architecture applying the Kishtani coefficient, a representative experimental formula related to carbonization, and the analysis result values. However, considering that it behaves very similarly, it is thought that a fairly reliable numerical analysis model has been established. A slight error is believed to be due to the fact that the amount of residual calcium hydroxide in the carbonated site has not yet been clearly identified.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권1호
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• pp.9-16
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• 2015

친환경 건설 재료의 일환으로 고로슬래그 미분말을 다량치환한 콘크리트에 대해 재생골재를 이용해 잠재수경성 반응을 활성화 시켜 콘크리트로서의 활용방안 모색과 탄산화를 저감시킬 목적으로 다양한 기밀성 향상재를 표면에 부착하여 탄산화 저감효과를 측정하였다. 재생골재의 사용은 표면의 모르타르 및 미수화 시멘트로 인해 고로슬래그 미분말을 다량 치환한 콘크리트에 양호한 영향을 미친 것으로 판단되었다. 콘크리트 표면의 기밀성 향상재에 따른 탄산화 저감 효과는 기밀성 향상재 종류와 상관없이 콘크리트 표면에 효과적으로 부착되어 있는 경우라면 모두 양호한 탄산화 저감 성능을 나타내었다. 그러므로 시공이 용이하고 취급이 간편하며 콘크리트 표면에서 장기간 양호한 내구성을 발휘하는 기밀성 향상재로 선시공 1중 에어캡이 가장 양호한 방법으로 판단되었으며, 추가적으로 단열성능을 고려하였을 때에는 선시공 2중 에어캡이 효율적인 방법으로 생각해 볼 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.272-278
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• 2010

탄산화에 미치는 온도의 영향에 대해서는 매우 상반된 2가지의 주장이 존재하는데, 온도증가는 탄산화 반응을 가속화시켜 탄산화 깊이를 증가시킨다는 주장과 탄산화 반응을 일으키는 최적의 온도조건이 있으며, 탄산화 깊이는 이러한 최적의 온도조건에서 가장 큰 값을 가진다는 주장이다. 일반적으로 탄산화는 시멘트 수화물 중 수산화칼슘과 이산화탄소의 화학반응으로 생성되는 것으로 알려져 왔고 많은 탄산화 연구들도 이에 집중되어 왔다. 그러나, 최근의 몇몇 연구에서는 수산화칼슘을 제외한 다른 시멘트 수화물도 탄산화 반응이 일어난다는 결과를 발표하고 있다. 본 연구에서는 온도의 탄산화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 탄산화 온도에 따른 탄산화 깊이와 탄산화 반응물과 생성물에 대한 실험을 수행한다. 또한, 실험결과의 분석을 통하여 수산화칼슘이외의 수화생성물이 탄산화에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 탄산화 깊이는 페놀프탈레인 용액법으로 측정하였고, 탄산화 전후의 반응물과 생성물은 열중량분석기(Thermogravimetric analyzer)를 이용하여 측정하였다. 탄산화 온도가 $20^{\circ}C$에서 $30^{\circ}C$로 증가하면 탄산화 깊이가 크게 증가하였지만 온도가 $30^{\circ}C$에서 $40^{\circ}C$로 증가하면 탄산화 깊이가 거의 증가하지 않았다. 이것은 탄산화 반응에 대한 최적의 온도조건이 존재할 수 있다는 증거일 수 있다. 페놀프탈레인 용액법에 의한 탄산화 깊이는 수산화칼슘과 탄산칼슘의 양이 변화하여 교차하는 영역에 존재한다. 탄산화 온도 $30^{\circ}C$와 $40^{\circ}C$에서의 수산화칼슘 이외의 시멘트 수화물에 의해 생성된 탄산칼슘양은 온도가 증가하면 감소함을 관찰할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.81-88
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• 2007

환경노출로부터 야기되는 콘크리트 열화 중에서, 도심지 및 지하구조물의 탄산화에 대한 문제가 증가되고 있다. 그러나 현재 국내 콘크리트 구조물의 탄산화 예측에 사용되는 예측식은 국내 콘크리트 구조물의 노출환경을 고려하지 않고 기존 외국의 문헌에 수록되어 있는 예측식을 직접적으로 사용하여 오차를 수반하게 된다. 본 연구의 목적은 국내에서 시공되는 콘크리트 구조물의 노출환경에 따라 탄산화 깊이를 예측할 수 탄산화 예측식을 제안하는데 있다. 이를 위해, 기존 탄산화 예측식을 분석하였으며, 국내에서 광범위하게 시공된 콘크리트 구조물에 대한 실태조사자료를 이용하여 콘크리트 구조물의 노출환경을 고려한 보정계수를 도출하였다. 최종적으로 보정계수를 강도의 함수로 구현하여 국내의 대표적인 콘크리트 구조물의 노출환경에 따른 탄산화 예측식을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.126-132
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• 2010

탄산화는 콘크리트 내부의 알칼리성 수화생성물과 대기 중의 탄산가스가 반응하는 것을 의미하며, 탄산화에 의한 철근부식은 철근 콘크리트의 내구성을 저하시키는 주요원인 중의 하나이다. 본 논문에서는 국내에서 광범위하게 시공된 교량구조물에 대한 실태조사를 이용하여 교량구조물이 위치한 환경에 따른 탄산화의 영향을 파악하였다. 또한 계측결과들을 바탕으로 탄산화에 의한 구조물의 내구적 파괴확률을 신뢰성 이론을 기반으로 하여 분석하고, 국내 시방서에서 제시하는 목표파괴확률을 기준으로 대상구조물의 내구수명을 평가하였다. 현장실험결과를 토대로 한 탄산화의 분석결과 교량의 사용년수가 증가함에 따라 탄산화 깊이는 증가함을 보였으며, 교량구조물의 탄산화 속도 분석결과 하천교량에 비하여 도심지 및 해상 교량의 탄산화 속도가 1.6-1.9배 빠르게 나타났다. 또한, 교량구조물의 내구수명을 파악한 결과 하천 교량에 비하여 도심지 및 해상 교량의 내구수명은 약 2.4-3.3배 적게 나타났다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2014년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.264-265
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• 2014

Currently, CO₂ existed in the air usually reacts concrete, and then CaCO₃ can be appeared. As time goes by, pH of concrete is decreased and corrosion of steel can be happened. This phenomenon is called carbonation. For preventing carbonation of concrete, various methods like using corrosion inhibitor, high compressive strength concrete, and enough covering depth are adopted. But these method are usually passive methods focused on corrosion of steel and have limitation on economic. Thus, as basic study for active method of carbonation, cement pastes with CO₂ reactive material (γ-C₂S, MgO) and GBFS were in accelerated carbonation, and the compressive strengths were measured. On the result, the compressive strength was improved better than non-carbonation. Through measuring the weight change using TG-DTA, as specimens were carbonated, according to decreasing of Ca(OH)₂ and Mg(OH)₂, CaCO₃ and MgCO₃ were increased. Therefore it can be shown that carbonation curing can be realized.