The Journal of the Korea Contents Association (한국콘텐츠학회논문지)

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Analysis for Chloride Penetration in Concrete under Deicing Agent using Multi Layer Diffusion

다층구조확산을 고려한 제설제에 노출된 콘크리트의 염화물 해석

  • 서지석 (한국건설생활환경시험연구원) ;
  • 권성준 (한남대학교 건설시스템 공학과)
  • Received : 2015.10.23
  • Accepted : 2015.12.29
  • Published : 2016.04.28
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Abstract

Concrete is cost-benefit and high-durable construction material, however durability problem can be caused due to steel corrosion under chloride attack. Recently deicing salt has been widely spread in snowing season, which accelerates micro-cracks and scaling in surface concrete and the melted deicing salt causes corrosion in embedded steel. The previous governing equation of Fick's 2nd Law cannot evaluate the deteriorated surface concrete so that another technique is needed for the surface effect. This paper presents chloride penetration analysis technique for concrete subjected to deicing salt utilizing multi-layer diffusion model and time-dependent diffusion behavior. For the work, field investigation results of concrete pavement exposed deicing salt for 18 years are adopted. Through reverse analysis, deteriorated depth and increased diffusion coefficient in the depth are evaluated, which shows 12.5~15.0mm of deteriorated depth and increased diffusion coefficient by 2.0 times. The proposed technique can be effectively applied to concrete with two different diffusion coefficients considering enhanced or deteriorated surface conditions.

콘크리트는 경제적이며 고내구성 건설재료이지만, 염해에 노출된 경우 매립된 철근의 부식으로 인해 내구성에 대한 문제가 발생한다. 최근 들어 동절기에 제설제가 많이 사용되고 있는데, 제설제의 사용은 콘크리트 표면에 미세균열과 박리를 증가시키고 용해된 제설제는 매립된 철근의 부식을 야기한다. 기존의 염화물 지배방정식인 Fick's 2nd Law의 해석기법은 표면이 열화된 콘크리트의 염해특성을 평가하지 못하므로 이에 대한 고려가 필요하다. 본 연구에서는 콘크리트 다층구조 확산 모델과 시간의존성 염화물 확산을 이용하여 제설제에 노출된 콘크리트의 염화물 해석기법을 제안하였다. 이를 위해 18년 경과된 콘크리트 도로교의 염해실태를 분석하였으며, 역해석을 통하여 표면열화깊이 및 열화된 콘크리트 층의 증가된 염화물 확산성을 평가하였다. 제안된 기법은 30MPa 콘크리트에서 12.5~15.0mm 열화깊이와 2배 증가된 열화층의 염화물 확산성을 나타내었다. 본 해석기법은 표면열화 및 표면 강화 등 2개의 다른 확산성을 가진 콘크리트의 염화물 거동을 평가하는데 효과적으로 적용될 수 있다.

Keywords

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