Time Evolution of Water Permeability Coefficient of Carbonated Concrete

탄산화된 콘크리트의 투수계수에 대한 시간단계별 해석

Permeability coefficient of concrete is a substantial key parameter for understanding the durability performance of concrete and its micro-structural densification. Many researches to deal with the issue have been accomplished, however, it is very rare to deal with the theoretical study on permeability coefficient in connection with carbonation of concrete and the effect of volumetric fraction of cement paste or aggregate on the permeability coefficient. The majority of these researches have not dealt with this issue combined with carbonation of concrete, although carbonation can significantly impact on the permeability coefficient of concrete. The purpose of this study is to establish a fundamental approach to compute the permeability coefficient of (non)carbonated concrete. When simulating micro-structural characteristics as a starting point for deriving a model for the permeability coefficient by the numerical simulation program for cementitious materials, HYMOSTRUC, a more realistic formulation can be achieved. For several compositions of cement pastes, the permeability coefficient is calculated with the analytical formulation, followed by a microstructure-based model. Emphasis is on the micro-structural changes and its effective change of the permeability coefficient of carbonated concrete. The results of micro-structural water permeability coefficient model will be compared with results achieved from permeability experiments.

콘크리트의 투수계수는 콘크리트 구조물의 내구성능 및 미세구조의 밀실성을 판단하는 핵심적인 재료 매개변수이다. 투수계수를 산정하기 위한 많은 연구들이 있었으나, 시멘트 페이스트 및 골재 각각이 콘크리트의 투수성능에 미치는 영향을 다룬 연구는 드물다. 더우기, 탄산화가 염소이온의 확산계수에 큰 영향을 미칠 수 있음에도 불구하고, 탄산화된 콘크리트에 대한 확산계수를 다룬 연구는 더욱 드문 실정이다. 본 연구의 목적은 탄산화 및 비탄산화된 콘크리트의 투수계수를 추정할 수 있는 기초적 접근방법을 개발하는 것이다. 본 연구에서는 미세구조 모델 및 시멘트의 경화특성을 기초로 투수계수를 산정할 수 있는 해석적 기법이 개발되었다. 본 연구에서는 시간단계별로 변화하는 투수계수의 해석과 중성화된 콘크리트의 투수계수이다. 탄산화된 콘크리트에서 감소된 공극량이 계산되었으며 이는 투수계수의 산정에 이용되었다. 본 연구결과는 실험적 결과를 얻어서 상호 비교하여 검증하였다.