• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.136-143
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• 2016

염해에 의한 철근콘크리트 구조물의 내구수명을 평가하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 가장 확실한 방법은 염해환경에 노출된 시편에 대한 철근 부식시험을 시행하는 것이다. 그러나 이러한 방법은 장기간이 소요된다는 단점이 있으며 이를 보완한 촉진부식시험 결과는 장기시험과의 상관성이 규명되지 않아 적용에 한계가 따른다. 따라서 본 연구에서는 부식촉진시험과 장기폭로시험간의 상관성을 분석하는 것을 연구의 목표로 한다. 부식속도가 가장 빠른 간만대 환경을 모사한 최적 건습반복시험방법을 찾고 해양환경폭로시험장의 간만대에 장기간 노출된 시편의 철근부식모니터링 시험결과와의 비교를 통해 촉진부식시험과 장기폭로시험간의 상관계수를 도출하였다. 또한 재료의 배합별 특성을 파악하기 위해 물,결합재비 60%를 기준으로 플라이애시를 20% 치환한 배합과 고로슬래그 미분말을 30% 치환한 배합을 비교하였으며, 물-결합재비가 35%인 고강도 배합에 대해서도 시험을 실시하였다. 반전지전위법에 의한 부식 모니터링 결과 일정기간의 건조와 습윤의 반복 조건보다는 염수를 시편 상부에 침지시켜 염수 및 산소의 공급이 계속되는 염수 ponding 시험법이 24~36% 정도 부식을 촉진시키는 것으로 나타났다. 각 배합별로는 모든 시험법에서 OPC60, FA, BS, OPC35 순으로 부식이 발생하였다. 간만대의 장기폭로시험과의 상관성 분석 결과 건습반복 부식촉진시험의 경우 4.23~5.52의 상관계수를 가지고 있었으며, 염수 ponding 시험법의 경우 6.54~7.82의 상관계수를 나타내었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.307-313
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• 2014

부식촉진시험의 가장 확실하고 신뢰성이 높은 방법은 해양폭로 시험장에 직접 폭로시켜 철근부식모니터링을 실시하는 방법이지만 장기간이 소요되는 단점이 있다. 그래서 이를 대체하는 수단으로 많은 연구들이 진행되어 왔다. 하지만 부식촉진시험이 폭로환경의 어느 정도 기간에 상응하느냐는 상관성에 대한 규정은 정해져 있지 않은 상황이다. 본 논문에서는 간만대, 침지내 환경을 재현한 철근부식촉진시험과 장기폭로시험을 실시하였다. 환경조건을 변수로 시험을 실시하였으며, 반전지전위법을 통한 철근부식 모니터링을 실시하였다. 부식촉진 시험결과 시험조건 별 상대부식개시시점 도출을 할 수 있었으며, 내구성 해석 프로그램인 Life365와 염화물적정시험을 통해 염화물침투해석을 실시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.93-100
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• 2014

해수중 환경에서 콘크리트 구조물 내에 매립된 철근은 용존산소의 부족으로 부식이 잘 발생하지 않는다. 이 때문에 해수중 환경의 부식촉진시험은 전기화학적인 방법으로 실시되어, 실제 부식 메커니즘과 맞지 않고 장기거동과의 상관성 도출도 어려운 실정이다. 본 연구에서는 해수중 환경에서의 부식촉진시험법을 정립하기 위해 온도와 염화물농도를 주된 변수로 부식촉진시험을 실시하였다. 부식의 발생 유무는 갈바닉 전위측정법과 반전지전위법을 통한 철근부식모니터링 결과로 판단하였다. 부식촉진시험 결과 온도의 영향이 가장 지배적이라고 평가되었다. 염화물량은 시험 시편의 깊이별 염화물 농도를 측정하였다. 동일한 조건으로 FEM 내구성 해석 프로그램인 DuCOM을 통해 염화물침투 해석을 실시하여 입증하였다. 또한, 인공해수 침지 조건에 따른 용존 산소량은 실험을 통해 구했으며 이를 통해 부식촉진시험 결과의 타당성을 검증하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제1권3호
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• pp.211-218
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• 2013

해양환경 조건 중 건습반복환경인 간만대는 구조물내 철근부식이 가장 빨리 일어나는 것으로 알려져 있다. 때문에 부식촉진시험 방법 중 간만대 환경을 재현한 시험방법이 가장 활발하게 진행되어왔다. 그러나 많은 연구들이 부식임계농도 추정이나 염화물침투해석에 집중되어 있는 상황이다. 본 논문에서는 건습반복조건의 환경을 재현하여 구조물내 철근부식촉진시험과 염화물 침투해석을 실시하였다. 배합에 사용된 재료의 종류를 변수로 시험을 실시하였으며, 철근부식모니터링 방법으로 갈바닉 전위측정법과 반전지전위법을 사용하여 철근부식의 유무를 판단하였다. 부식촉진시험결과 각 배합별로 부식기간이 차이가 났으며, 순서는 OPC > FA > BS > 고강도 순으로 나타났다. 부식촉진시험과 동일한 조건으로 FEM 내구성 해석 프로그램인 DuCOM, RCPT 시험을 실시하여 실험결과 값에 대한 타당성을 입증하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.203-208
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• 2016

본 논문에서는 침지내 환경을 재현한 철근부식촉진시험과 장기폭로시험을 실시하였다. 환경조건을 변수로 시험을 실시하였으며, 반전지전위법을 통한 철근부식 모니터링을 실시하였다. 부식촉진 시험결과 시험조건 별 상관계수 도출을 할 수 있었다. 촉진시험은 온도조건에 따라 인공해수의 온도가 $20^{\circ}C$인 case 1과 $65^{\circ}C$인 case 2로 구분하여 실시하였다. 고온 조건인 case 2가 1.7~1.8배 정도 상온조건인 case 1에 비해 부식을 촉진시키는 것으로 나타났으며, 해양환경시험장에서의 장기폭로시험결과와의 비교를 통해 case 1의 경우 2.45~2.94의 상관계수를 case 2의 경우 4.37~4.99의 상관계수를 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.313-321
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• 2008

최근 일본에서 하로식 트러스교의 콘크리트 상판을 관통하는 사재가 콘크리트 상판의 상부 또는 하부에서 심한 부식손상 에 의해 파단 된 사례가 보고되었다. 이는 도장막의 노화에 따른 콘크리트와의 경계부에 있어 사재의 국부부식에 기인한 것으로 추정되고 있다. 그러므로 이와 같이 콘크리트와 강재의 경계부에 있어서의 국부 부식손상 대책수립 및 이를 기점으로 발생될 수 있는 피로손상에 대한 검토가 필요하다. 본 실험에서는 인장시험편에 부분적으로 콘크리트 블록을 설치한 콘크리트-강재의 모델시험체에 대한 부식환경촉진실험을 실시하여, 경계부의 부식감소량을 측정하였으며, 부식실험 후의 모델시험체를 이용한 피로실험을 실시하였다. 부식촉진실험의 조건으로는 실제대기환경에의 적용성이 검토된 S6사이클(JIS K5621)을 사용하였으며, 부식촉진실험기간은 150일, 300일, 450일, 600일로 각 5개의 모델시험체를 사용하였다. 부식촉진실험결과를 근거로 실험기간에 따른 최대 및 평균 부식깊이를 정량화하였으며, 부식실험 후의 부식 손상된 모델시험체의 피로실험결과를 근거로 실험기간의 증가에 따른 피로강도 감소량을 명확히 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.117-125
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• 2017

플라이애시가 시멘트의 대체재로 사용되면서 플라이애시는 콘크리트의 특성변화에 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 보통 콘크리트와 플라이애시를 혼입한 콘크리트의 철근부식에 대한 저항성을 평가하였다. 부식속도가 가장 빠른 간만대 환경을 모사한 최적 건습반복시험방법을 찾고 해양환경폭로시험장의 간만대에 장기간 노출된 시편의 철근부식모니터링 시험결과와의 비교를 통해 FA 혼입에 따른 OPC 대비 부식 지연비를 도출하였다. 반전지전위법에 의한 부식 모니터링 결과 인공해수에 3일간 침지 후 4일간 건조의 반복 조건보다는 염수를 시편 상부에 침지시켜 염수 및 산소의 공급이 계속되는 염수 ponding 시험법이 부식을 촉진시키는 것으로 나타났다. 모든 시험법에서 OPC에 비해 FA의 철근 부식이 지연되었다. FA의 철근부식 지연비율은 재령이 증가할수록 증가하였으며 OPC 대비 최대 27%까지 철근부식이 지연되었다. 그 결과 플라이애시 콘크리트는 재령이 증가할수록 철근부식 저항성능이 향상됨을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회지
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• 제4권2호
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• pp.75-81
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• 1992

염분을 함유한 철근콘크리트중의 철근부식에 관한 2년 촉진시험으로부터 콘크리트표면에서 측정한 자연전위값과 실제의 철근 부식상황과를 비교한 결과 철근의 수식상황을 자연전위법을 이용하여 비파괴적으로 진단하는 방법이 유효함을 알았다. 포화칼로멜전극을 사용했을 경우 -300mV이하이면 부식이 발생하였으며 -200mV이상이면 부식이 발생하지 않았다. 또한 부시공시체에 대한 휨강도시험도 행하였으며 중성화에 대한 검토로 행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.67-75
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• 1993

해수의 영향을 받거나 해사를 사용한 콘크리트 구조물중의 철근 부식의 정도를 추정, 평가하여 철근의 부식 방지대책을 수립하기 위하여 실시한 연구이다. 그래서 철근을 붉은 7종류의 모르터 시험체를 제작 인공해수용액에 침지하여 철근의 부식을 촉진하였으며 모르터 중의 가용성 염분량, 염소이온 결합능력을 분석하고 아울러 자연전극전위 및 철근의 부식 정도에 대하여 고찰하였다. 본 연구결과 철근의 부식은 자연전극전위 및 모르터 중의 가용성 염분량, 염소이온 결합능력과 상관관계가 있음을 알았으며 철근의 부식정도를 추정, 평가하는데 유익한 참고자료를 얻었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.96-96
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• 2018

금속재료 중 알루미늄(Al)은 일반적으로 많이 사용되는 철강재에 비해 그 비중이 약 $1/3(2.7g/cm^3)$인 경량이고 열전도율이 약 3배($196kcal/^{\circ}C$, $20^{\circ}C$)로 높은 특성 등을 갖고 있다. 또한 대량생산에 의한 경제성을 가지기 때문에 건축 구조재, 전기 및 가전 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 위와 같은 특성으로 인해 열교환기의 종류에서 응축기(Condenser) 및 증발기(Evaporator)는 알루미늄(Al)을 널리 사용하고 있다. 하지만 단일 응축기 부품에도 이종 알루미늄 소재가 사용됨에 따라 갈바닉 부식이 발생할 수 있다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 현재 상용되고 있는 열교환기 중 응축기에서의 이종 알루미늄 재료로 인해 나타나는 갈바닉 부식 특성을 관찰-분석-연구 하였다. 본 연구에 사용된 알루미늄 재료는 현재 응축기 재료 중에서 각각 Tube와 Fin으로 널리 상용되고 있는 Al 1100과 Al 3003을 사용하였다. 표면 모폴로지는 SEM을 통해 관찰하였고 EDS를 통해 조성원소를 분석하였다. 또한 내식성 평가를 위해 5% NaCl 환경에서의 SST(Salt spray test, 염수분무시험) 시험과 3% NaCl 용액 내 자연침지 시험 및 탈기된 3% NaCl 용액 내 전기화학적 동전위 양극 분극 시험을 진행하였으며 더불어 갈바닉 부식 시험에 따른 혼합 전위 측정 및 외관 관찰을 하였다. 각 재료는 실험에 대해 동일한 표면적을 노출시켜 시험하였다. 5% NaCl 환경에서의 염수분무 시험 결과 Fin(Al 3003)의 경우에는 Tube(Al 1100) 보다 빠른 부식거동을 보이며 국부적인 공식부식(Pitting corrosion)이 촉진되었다. Tube(Al 1100)의 경우에는 치밀한 Al2O3 형성과 부식에 따른 Al(OH)3를 생성함에 따라 Fin(Al 3003)에 비해 느린 부식거동을 보였다. 3% NaCl 용액 내 자연 침지 및 전위 측정 결과 초기 전위는 Fin(Al 3003, 약 -0.85V/SCE)이 Tube(Al 1100, 약 -1.05V/SCE)에 비해 더 높은 값을 가지며 약 72시간 이후 Tube(Al 1100) 시편이 더 안정적인 전위 값을 나타냈다. 이는 안정적인 Al(OH)3 피막 형성에 기인한 것으로 사료된다. 탈기된 3% NaCl 용액 내 전기화학적 동전위 양극 분극 시험 결과 Fin(Al 3003) 시편에서 더 귀한 부식 전위 값을 나타냈지만 부식 전류는 더 낮은 값을 나타냈다. 상기 시험 결과를 바탕으로 Fin-Tube 간 장기간 접촉 시에는 갈바닉 부식이 발생할 수 있을 것으로 사료된다. 갈바닉 부식 시험 결과 초기 혼합 전위는 약 -1.05 V/SCE를 나타냈으며 약 288시간 경과 후 약 -0.85 V/SCE 값을 나타냈다. 이는 자연 전위 측정 및 동전위 양극 분극 시험에서의 부식 전위 값에서 알 수 있듯이 더 비한 전위인 Tube(Al 1100) 시편이 Fin(Al 3003) 시편에 대해 희생양극적(Sacrificial anode)인 역할을 한 것을 확인할 수 있었다. 또한 갈바닉 부식 전위 측정 간 외관 관찰에서도 Tube(Al 1100) 시편은 빠르게 흑변 하는 것을 확인할 수 있었으며 Fin(Al 3003) 시편은 침지 300시간 이후에도 초기와 유사한 표면 상태 및 광택을 유지하였다. 이상의 SST 시험, 자연 침지 시험, 전기화학적 양극 분극 시험 및 갈바닉 부식 시험 결과를 바탕으로 단일 부품 내 이종 알루미늄 소재 간 접촉 및 그에 따른 갈바닉 부식 발생을 확인할 수 있었다. 따라서 동종 성분이라고 할지라도 단일 부품 제작 시에는 그 사용 환경에 따라 이종 금속 재료의 사용에 대한 재고가 필요할 것으로 사료된다.