• Advances in concrete construction
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• 제16권3호
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• pp.155-167
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• 2023

The penetrated chloride in concrete has different behavior with mix proportions and local exposure conditions, even in the same environments, so that it is very important to quantify surface chloride contents for durability design. As well known, the surface chloride content which is a key parameter like external loading in structural safety design increases with exposure period. In this study, concrete samples containing OPC (Ordinary Portland Cement), GGBFS (Ground Granulated Blast Furnace Slag), and FA (Fly Ash) had been exposed to submerged, tidal, and splash area for 5 years, then the surface chloride contents changing with exposure period were evaluated. The surface chloride contents were obtained from the chloride profile based on the Fick's 2nd Law, and the regression analysis for them was performed with exponential and square root function. After exposure period of 5 years in submerged and tidal area conditions, the surface chloride content of OPC concrete increased to 6.4 kg/m³ - 7.3 kg/m³, and the surface chloride content of GGBFS concrete was evaluated as 7.3 kg/m³ - 11.5 kg/m³. In the higher replacement ratio of GGBFS, the higher surface chloride contents were evaluated. The surface chloride content in FA concrete showed a range of 6.7 kg/m³ to 9.9 kg/m³, which was the intermediate level of OPC and GGBFS concrete. In the case of splash area, the surface chloride contents in all specimens were from 0.59 kg/m³ to 0.75 kg/m³, which was the lowest of all exposure conditions. Experimental constants available for durability design of chloride ingress were derived through regression analysis over exposure period. In the concrete with GGBFS replacement ratio of 50%, the increase rate of surface chloride contents decreased rapidly as the water to binder ratio increased.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집(II)
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• pp.197-200
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• 2006

The ingress of chloride ions plays a crucial role for service life design of reinforced concrete structures. In view of durability design of concrete structures under marine environment, one of the most essential parameters is the surface chloride content of concrete. However, on the basis of the results of in-situ investigation, this value has been determining in the numerous studies on the durability design of concrete structures. Hence, it is necessary to confirm the range of the surface chloride content in order to establish a unified durability design system of concrete. This study suggests a rational and practical way to calculate the maximum surface chloride content of submerged concrete under marine environment. This approach starts with the calculation of the amount of chloride ingredients in normal sea water. The capillary pore structure is modeled by numerical simulation model HYMOSTRUC and it is assumed to be completely saturated by the salt ingredients of sea water. In order to validate this approach, the total chloride content of the mortar and concrete slim disc specimen was measured after the immersion into the artificial sea water solution. Additionally, the theoretical, the experimental and in-situ investigation results of other researchers are compiled and analyzed. Based on this approach, it will follow to calculate the maximum surface chloride content of concrete at tidal zone, where the environment can be considered as a condition of dry-wetting cycles.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.46-52
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• 2017

염해에 노출된 콘크리트 구조물의 내구수명 평가는 매우 중요하므로 최근들어 결정론적 및 확률론적 방법을 통하여 내구수명을 평가하는 시도가 이루어지고 있다. Fick's 2nd 법칙에 근거한 내구수명 평가방법은 표면 염화물량과 확산계수의 시간의존성을 고려하여 합리적인 설계를 수행하고 있으나, 확률론적 방법에서는 이러한 영향이 고려되지 않고 있다. 본 논문에서는 시간에 따라 증가하는 표면염화물량을 유효 표면염화물량으로 고려한 뒤 시간의존성 확산계수를 고려하여 내구적 파괴확률을 도출할 수 있는 해석기법을 제안하였다. 표면염화물에 도달하는 기간을 10~30년으로, 표면염화물량을 $5.0{\sim}10.0kg/m^3$으로 변화시키면서 내구적 파괴확률을 평가하고 내구수명의 변화를 분석하였다. 제안된 기법은 결정론적 내구수명 평가방법의 해석조건을 동일하게 적용시키면서 설계인자의 확률 변동성을 고려할 수 있으므로 과다한 설계를 방지함으로서 합리적인 설계기법으로 적용할 수 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(II)
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• pp.173-176
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• 2005

Corrosion of reinforced concrete structures in marine environment is one of the most important mechanism of deterioration. For estimate of service-life for chloride attack, it is necessary to get exact surface chloride content. This paper reports the results of estimate for surface chloride content in domestic west and south coast.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.236-245
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• 2021

노출 환경 및 설계 변수의 변화에 따라 내구수명은 큰 범위를 가지고 변화하게 되므로 설계자 입장에서는 내구수명의 변동성을 이해하는 것은 중요하다. 최근 들어 탄소 중립을 위하여 플라스틱 혼소재가 클링커 생산 시 원료로 사용되고 있는데, 이러한 경우, 시멘트의 염화물 함유량은 증가하게 된다. 본 연구의 목적은 플라스틱 혼소재를 사용하여 초기 염화물량이 증가할 경우, 다양한 노출 환경과 설계 변수를 고려하여 내구수명이 어떤 수준으로 변화하는지에 대한 연구이다. 이를 위해 4 수준의 초기 염화물량을 설정하였으며, 3 수준의 표면 염화물량을 포함한 다양한 환경 조건에 따라 내구수명을 LIFE 365 프로그램을 이용하여 평가하였다. 해석 변수로서 임계 염화물량, 고로슬래그 미분말 치환 혼입율, 물-결합재 비, 피복두께, 단위 결합재량, 초기 염화물량을 설정하였다. 초기 염화물량이 증가함에 따라 내구수명은 감소하는 경향을 보이지만 이 값을 1,000ppm까지 허용해도 내구수명의 큰 감소는 나타나지 않았다. 또한 슬래그 치환율을 증가시킬 경우 더 높은 내구수명을 확보할 수 있는데, 이는 고로슬래그 미분말이 외부 염화물 이온의 확산 저감과 동시에 자유 염화물을 고정시키는 효과가 있기 때문이다. 초기 염화물량의 허용 농도를 유럽기준과 같이 증가시키는 것도 지속가능성 향상과 탄소량을 저감시키는 데 도움이 될 것으로 판단된다. 또한 표면 염화물량이 낮고 혼화재(슬래그)를 사용한 경우, 초기 염화물량의 영향은 상대적으로 낮았지만 표면염화물량이 높은 경우, 노출환경을 고려한 신중한 배합설계가 필요하다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2017년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.276-277
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• 2017

Deicing agent affect concrete durability such as scaling, rebar corrosion strength of concrete. In this study, developed deicing agent satisfied with EL610 is evaluated to compare affects to concrete with no deicing agent and chloride-containing deicing agents. Deicing agents are applied to concrete surface during four months twice a week. Chloride content, chloride penetration depth and concrete strength are evaluated. After experiment, chloride content, chloride penetration depth of concrete are as follows. Chloride-containing deicing > Eco friendly deicer > No deicing agents. Concrete strength are also as follows. Chloride-containing deicing > Eco friendly deicer > No deicing agents. From experiment, developed deicing agent shows low chloride content in concrete and affect concrete strength little lower than chloride-containing deicing.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권6호
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• pp.730-737
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• 2014

본 연구에서는 남해안에 건설된 사용기간이 5~34년의 해상 콘크리트 교량의 염화물이온농도에 대한 실측데이터로부터 표면염화물이온농도를 추정하고, 기존에 제시된 시방서와 타 연구결과에서 제시한 값들의 타당성을 평가하였다. 그리고 해상 콘크리트 교량의 염해방지도장의 유무, 염화물이온농도, 탄산화 깊이 및 콘크리트 압축강도의 상관관계를 도출하여 상호 작용을 평가하였다. 연구결과에 의하면, 표면염화물이온농도는 간만대에서 KCI 2009, 물보라지역과 해상대기중에서 Cheong et al.(2005)의 제안한 값이 타당한 것으로 판단된다. 또한, 해상 콘크리트 교량의 염해방지도장은 염화물이온의 침투, 탄산화 깊이 및 압축강도 저하 대한 방지효과가 있음을 알 수 있었다. 콘크리트의 압축 강도는 탄산화 깊이와 염화물이온농도의 증가에 따라 감소하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.794-801
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• 2003

건축물의 요구성능에 대한 관심이 점차 높아짐에 따라 건축물의 성능평가를 통하여 사용연한을 예측하고 건축물의 수명을 연장시키거나, 새롭게 재구성하려는 노력이 계속되고 있다. 그러나 아직 염화물에 의한 성능저하 평가에 있어 그 비용의 문제와 평가과정의 전문성 등의 많은 난점을 가지고 있다. 본 연구는 콘크리트 내부의 염화물침투 깊이를 측정하는 간이적 방법인 비색판별법을 이용하여 염화물에 의한 성능저하평가를 하고자 비색판별법의 적용가능성을 검토 후 변색위치의 침투염화물량을 정량분석하였다. 또한, 이를 이용하여 콘크리트 표면염화물량을 산정하고 철근위치 염화물량의 예측 및 한계염화물량에 도달시간 예측의 실용적 평가수단을 제시하였다. 염화물에 의한 철근콘크리트 구조물의 성능평가에 있어 간이평가 수단인 비색판별법의 활용에 따라 샘플수의 다량확보를 통한 신뢰수준의 향상을 이룰 수 있을 것으로 사료된다.

• Advances in concrete construction
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• 제10권1호
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• pp.13-20
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• 2020

Steel corrosion in embedded steel causes a significant durability problems and this usually propagates to structural degradation. Large-scaled concrete structures, PSC (Pre-stressed Concrete) or RC (Reinforced Concrete) structures, are usually constructed with mass concrete and require quite a long construction period. When they are located near to sea shore, chloride ion penetrates into concrete through direct or indirect exposure to marine environment, and this leads durability problems. Even if the structures are sheltered from chloride ingress outside after construction, the chloride contents which have been penetrated into concrete during the long construction period are differently evaluated from the initially mixed chloride content. In the study, chloride profiles in cores extracted from anchorage concrete block in two large-scaled suspension bridge (K and P structure) are evaluated considering the exposure periods and conditions. Total 21 cores in tendon room and chamber room were obtained, and the acid-soluble chlorides and compressive strength were evaluated for the structures containing construction period around 3 years. The test results like diffusion coefficient and surface chloride content from the construction joint and cracked area were also discussed with the considerations for maintenance.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.537-540
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• 2006

Over the past few decades, a considerable number of studies on the durability of concrete have been carried out extensively. A lot of improvements have been achieved especially in modeling of ionic flows. However, the majority of these researches have not dealt with the chloride binding isotherm based on the mechanism, although chloride binding capacity can significantly impact on the total service life of concrete under marine environment. The purpose of this study is to develop the model of chloride binding isotherm based on the individual mechanism. It is well known that chlorides ions in concrete can be present; free chlorides dissolved in the pore solution, chemical bound chlorides reacted with the hydration compounds of cement, and physical bound attracted to the surface of C-S-H grains. First, sub-model for water soluble chloride content is suggested as a function of pore solution and degree of saturation. Second, chemical model is suggested separately to estimate the response of binding capacity due to C-S-H and Friedel's salt. Finally, physical bound chloride content is estimated to consider a surface area of C-S-H nano-grains and the distance limited by the Van der Waals force. The new model of chloride binding isotherm suggested in this study is based on their intrinsic binding mechanisms and hydration reaction of concrete. Accordingly, it is possible to characterize chloride binding isotherm at the arbitrary stage of hydration time and arbitrary location from the surface of concrete. Comparative study with experimental data of published literature is accomplished to validity this model.