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

Korea Institute for Structural Maintenance Inspection (한국구조물진단유지관리공학회)
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Service Life Prediction and Cost Estimation of Repaired Concrete Structures Under Marine Environment

염해 환경 하 보수된 콘크리트 구조물의 사용수명 예측 및 보수 비용 평가

  • Received : 2010.08.03
  • Accepted : 2010.10.07
  • Published : 2011.01.30
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Abstract

The service life of concrete structures exposed to a marine environment can be extended by controlling the amount of chloride in cover concrete. Patching is one of the appropriate maintenance techniques for chloride contamination. Chloride-contaminated cover concrete is removed and replaced with sound one. It can provide less risk of corrosion of steel, so that the structure can be maintained for required service life. In this study, a quantitative assessment of the service life subjected to the chloride attack is proposed to determine the effective repair options such as repair depth, repair material and timing of repair. The Crank-Nicolson based finite difference formulation from Fick's second law is proposed to predict the profiles of chloride ion in a repaired concrete structure, considering ingress of chloride from outer and redistribution of residual chloride from the substrate concrete. Therefore, the repair application times and maintenance cost for the target service life can be estimated. Finally, the numerical examples are presented to ensure its applicability.

해양환경 하에서 염화물의 침투를 억제하여 부식 위험을 최소화함으로써 콘크리트 구조물의 공용기간을 연장할 수 있다. 효과적으로 구조물을 관리하기 위해 적절하게 유지관리하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 효과적인 유지관리 전략을 세우기 위한 보수된 구조물의 유지관리비용 평가와 연계하여 구조물의 사용수명을 정량적으로 평가하는 방법을 제안하였다. Fick의 제2법칙으로부터 Crank-Nicolson법에 기초한 유한 차분법을 제안하여 보수되지 않은 콘크리트 구조물과 보수된 콘크리트 구조물의 염화물 이온 분포를 예측하였다. 이를 이용하여 보수에 의해 연장 가능한 사용수명과 목표한 공용기간 동안에 필요한 보수 횟수를 평가하였다. 게다가 보수 횟수와 콘크리트 교체 비용을 고려하여 총 유지관리 비용을 산출하였다. 마지막으로 제안된 방법의 적용성 검토를 위해 수치해석 예제를 제시하였다.

Keywords

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