Remaining Service Life Prediction of Concrete Structures under Chloride-induced Loads

염해환경하의 콘크리트 구조물의 잔존수명 예측

In order to predict the remaining life of marine concrete structures under climatic loads, it is necessary to develop an analytical approach to predict the time and space dependent deterioration of concrete structures due to mainly chloride attack up to corrosion initiation and additional deterioration like cracking of cover concrete. This study aims to introduce FEM model for life-time simulation of concrete structures subjected to chloride attack. In order to consider uncertainties in materials as well as environmental parameters for the prediction, Monte Carlo Simulation is integrated in that FEM modeling for reliability-based remaining service life prediction. The paper is organized as follows: firstly general scheme for reliability-based remaining service life of concrete structures is introduced, then the FEM models for chloride penetration, corrosion product expansion and cover cracking are briefly explained, finally an example is demonstrated and the effects of localization of chloride concentration and corrosion product expansion on service life using above model are discussed.

해양 환경에 노출된 구조물의 잔존수명을 예측하기 위해서는 부식 개시기까지의 염화물 침투와 콘크리트 피복 균열과 같은 콘크리트 구조물의 열화현상에 대하여 시간과 공간적 요소를 고려한 분석적 접근 방법의 개발이 필요하다. 이를 위하여 본 연구에서는 유한요소해석 기법을 이용하여 염해에 노출되어 있는 콘크리트 구조물의 생애주기를 시뮬레이션하는 것을 목표로 한다. 내구성 예측을 위한 환경적 변수와 재료의 불확실성을 고려하기 위하여 신뢰성에 기반한 잔존수명의 예측을 위한 유한요소해석 모델링에 Monte Carlo Simulation 기법을 도입하였다. 본 논문에서는 콘크리트 구조물의 신뢰성에 기반한 잔존 내구수명에 대한 일반적 개념과 염화물 이온 침투, 부식 생성물의 팽창, 피복 균열 등에 대한 유한요소 모델에 대해 설명하고, 마지막으로 예제를 통하여 염화물 이온의 집중, 부식 생성물의 팽창등이 콘크리트 구조물의 잔존수명에 미치는 영향에 대해 논의하였다.