Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection (한국구조물진단유지관리공학회 논문집)

Korea Institute for Structural Maintenance Inspection (한국구조물진단유지관리공학회)
권호 표지

A Study on Survey of Carbonation for Sound, Cracked, and Joint Concrete in RC Column in Metropolitan City

국내 도심지 콘크리트 교각 취약부의 탄산화 조사에 대한 연구

  • Received : 2006.06.28
  • Published : 2007.05.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The concrete structures in Metropolitan city are usually exposed to carbonation and corrosion of embedded steel occurs due to the carbonation. In inspection and diagnosis of concrete structures, carbonation depth in sound concrete is mainly evaluated and service life for concrete structure is predicted based on the result. Generally, however, mass concrete structures such as columns have construction joint for suitable placing and also have cracks in early-age. In this study, carbonation depth in RC columns used for 20 years in metropolitan city is evaluated and also analyzed by considering the local conditions like sound, cracked, and joint area. The carbonation depth in cracked and joint area is more rapid than that in sound area, and it is thought to be more desirable to consider this effect in concrete structures with small cover depth. Furthermore, the technique for carbonation prediction in cracked concrete is derived in terms of crack width and the results from this technique are verified by comparing those from previous research.

대도시의 콘크리트 구조물은 주로 탄산화에 노출되고 이에따라 매립된 철근은 시간이 경과함에 따라 부식이 발생한다. 콘크리트 구조물의 조사 및 진단에서, 건전부의 탄산화 깊이가 주로 평가되며, 이를 근거로 내구수명이 평가된다. 그러나 일반적으로 교각과 같은 매스 콘크리트 구조물에서는 적절한 타설을 위하여 조인트를 설치하게 되며, 초기재령에서 균열이 쉽게 발생한다. 본 연구에서는 20년 경과된 국내 대도시의 교각 구조물을 대상으로 탄산화 깊이를 평가하였으며, 건전부, 균열부, 시공이음부와 같은 국부적인 환경을 고려하여 탄산화 거동을 분석하였다. 균열부 및 시공이음부의 탄산화 깊이는 건전부에 비하여 크게 증가하였으며, 피복두께가 작은 구조물에 대해서는 이러한 영향을 고려하는 것이 바람직하게 평가되었다. 또한 균열폭의 함수로 균열부 탄산화 깊이를 예측할 수 있는 기법을 제시하였으며, 기존의 실태조사 결과와 비교하여 그 적용성을 검증하였다.

Keywords

References

  1. 권성준, 송하원, 변근주, 이승훈, "균열을 가진 초기재령 콘크리트의 탄산화 해석", 대한 토목학회 논문집, 제24권 5-A호, 2004. 9, pp.1011-1022.
  2. 김무한, 김성근, "철근부식에 의한 국내 철근콘크리트조 아파트 구조물의 잔존수명 검토에 관한 연구", 한국콘크리트 학회 학술발표회, Vol. 10, No. 2. 1988, pp.223-228.
  3. 시설안전기술공단, 콘크리트 내구성 평가절차 수립, "연구보고서", 1999.
  4. Papadakis, V, G., Vayenas, C. G., and Fardis, M. N., "Reaction Engineering Approach to the Problem of Concrete Carbonation," J. of AICHE, Vol. 35, No. 1989. 10, pp.1639-1650. https://doi.org/10.1002/aic.690351008
  5. Papadakis, V,G., Vayenas, C. G., and Fardis, M.N., "Fundamental Modeling and Experimental Investigation of Concrete Carbonation," ACI Materials Journal, Vol. 88, No. 4, 1991a, pp.363-373.
  6. Papadakis, V, G., Vayenas, C. G., and Fardis, M. N., "Physical and Chemical Characteristics Affecting the Durability of Concrete", ACI Materials Journal, Vol. 8, No. 2, 1991b, pp.186-196.
  7. Saeki, T., Ohga, H., and Nagataki, S., "Change in Micro-Structure of Concrete due to Carbonation", Concrete library of JSCE, No. 18, 1991, pp.1-11.
  8. Song, H.W., Kwon, S.J., Byun, K.J., and Park, C.K., "Predicting Carbonation in Early-Aged Cracked Concrete", Cement and Concrete Research, Vol. 36, No. 5, May 2006, pp.979-989. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2005.12.019
  9. CEB, Durable Concrete Structures, CEB Design Guide, Thomas Telford, UK, 1992, pp.3-7.
  10. Ishida, T. and Maekawa, K., "Modeling of PH Profile in Pore Water Based on Mass Transport and Chemical Equilibrium Theory", Concrete Library of JSCE, No. 37, 2001, pp.151-166.
  11. Isgor, O.,B. and Razaqpur, A.,G., "Finite Element Modeling of Coupled Heat Transfer, Moisture Transfer and Carbonation Processes in Concrete Structures", Cement and Concrete Composites, Vol. 26, No. 1, 2004, pp.57-73. https://doi.org/10.1016/S0958-9465(02)00125-7
  12. Kishitani, K., Durability of Reinforced Concrete, Kibodang Pres., 1963.
  13. Ngala, V.T. and Page, C.L., "Effects of Carbonation on Pore Structure and Diffusional Properties of Hydrated Cement Paste", Cement and Concrete Research, Vol. 27, No. 7, 1997, pp.995-1007. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(97)00102-6
  14. 依田影彦, きれつの發生に伴う障害 3 耐久性の低下, 建築雜誌, Vol. 94, No. 1155, 1979, pp.16-17.
  15. 阿部保彦, "ひび割れ幅がコンクリートの中性化深さに及ぼす影響に關する文獻調査結果",コンクリート構造物のリハビリテーシヨンに 關するシンポジウム論文集, 1998.
  16. 日本土木學會, コンクリート構造物におけるコールドジヨイント問題と對策, 土木學會, コンクリートライブラリー 103, 2000.
  17. 日本土木學會,コンクリ-ト構造物の耐久性設計指針(案), コンクリ-トライブラリ-, 第82号, 1995. 11.
  18. 和泉意登志, 喜多達夫, 前田熙信, 中性化, 技報堂出版, 1986.