• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.272-278
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• 2010

탄산화에 미치는 온도의 영향에 대해서는 매우 상반된 2가지의 주장이 존재하는데, 온도증가는 탄산화 반응을 가속화시켜 탄산화 깊이를 증가시킨다는 주장과 탄산화 반응을 일으키는 최적의 온도조건이 있으며, 탄산화 깊이는 이러한 최적의 온도조건에서 가장 큰 값을 가진다는 주장이다. 일반적으로 탄산화는 시멘트 수화물 중 수산화칼슘과 이산화탄소의 화학반응으로 생성되는 것으로 알려져 왔고 많은 탄산화 연구들도 이에 집중되어 왔다. 그러나, 최근의 몇몇 연구에서는 수산화칼슘을 제외한 다른 시멘트 수화물도 탄산화 반응이 일어난다는 결과를 발표하고 있다. 본 연구에서는 온도의 탄산화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 탄산화 온도에 따른 탄산화 깊이와 탄산화 반응물과 생성물에 대한 실험을 수행한다. 또한, 실험결과의 분석을 통하여 수산화칼슘이외의 수화생성물이 탄산화에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 탄산화 깊이는 페놀프탈레인 용액법으로 측정하였고, 탄산화 전후의 반응물과 생성물은 열중량분석기(Thermogravimetric analyzer)를 이용하여 측정하였다. 탄산화 온도가 $20^{\circ}C$에서 $30^{\circ}C$로 증가하면 탄산화 깊이가 크게 증가하였지만 온도가 $30^{\circ}C$에서 $40^{\circ}C$로 증가하면 탄산화 깊이가 거의 증가하지 않았다. 이것은 탄산화 반응에 대한 최적의 온도조건이 존재할 수 있다는 증거일 수 있다. 페놀프탈레인 용액법에 의한 탄산화 깊이는 수산화칼슘과 탄산칼슘의 양이 변화하여 교차하는 영역에 존재한다. 탄산화 온도 $30^{\circ}C$와 $40^{\circ}C$에서의 수산화칼슘 이외의 시멘트 수화물에 의해 생성된 탄산칼슘양은 온도가 증가하면 감소함을 관찰할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.449-455
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• 2009

최근 각종 산업화에 따른 탄산가스 배출량의 증가는 철근콘크리트구조물의 탄산화를 촉진시켜 구조물의 내 구성을 저하시키고 있다. 이미 선진 각국에서는 탄산가스 증가량을 고려하여 철근콘크리트구조물의 탄산화에 관한 안 전 관리 대책을 마련하고 있지만 현재까지도 실 구조물의 탄산화를 정확하게 예측하기 어렵고 탄산화 측정하기 위해서 는 많은 시간과 노력이 소요된다. 최근에 개발된 급속 촉진 탄산화 시험은 대기 중 $CO_2$농도를 100%로 하여 보다 신속 하게 탄산화 시험 결과를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 플라이애쉬 콘크리트의 탄산화 특성을 알아보기 위하여 기존 에 주로 사용된 촉진 탄산화 시험과 급속 촉진 탄산화 시험에 의한 탄산화 결과를 비교, 분석하였다. 또한 장기재령에 서 플라이애쉬 콘크리트의 탄산화 특성을 알아보기 위하여 급속 촉진 탄산화 시험을 이용하여 재령 180일의 콘크리트 시편의 탄산화 실험을 수행하였다. 그 결과 플라이애쉬 콘크리트는 초기재령에서 탄산화에 다소 취약하였지만, 장기재 령에서는 OPC에 비하여 탄산화 저항성이 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.575-582
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• 2008

콘크리트 구조물의 내구성 저하에 큰 영향을 미치는 요인 중의 하나로 인식되고 있는 탄산화가 항만 구조물에 미치는 영향을 현장실험결과를 바탕으로 정량적으로 평가하고자 하였다. 전국 65개 항만시설의 369개소의 탄산화 깊이 측정결과를 이용하여 강도와 탄산화 깊이의 상관관계 및 피복두께와 탄산화 깊이의 상관관계 등에 대해서 고찰하였다. 또한, 기존 탄산화 모델식들과 계측결과들을 비교하고 실험결과들을 바탕으로 신뢰성 이론을 기반으로한 탄산화에 의한 내구성 파괴확률(철근부식확률)을 검토하였다. 현장실험결과에 의하면 대부분의 탄산화 깊이가 피복두께의 0.2배 이하 수준이었다. 또한, 강도의 증가에 따라 탄산화 깊이가 감소하고 재령의 증가에 따라 탄산화 깊이가 증가함을 관찰하였다. 신뢰성이론을 기반으로 탄산화에 의한 내구성 파괴확률을 판단하였는데, 대부분의 경우에 부식확률이 10%미만으로 관찰되었다. 따라서, 탄산화 단일열화조건으로는 항만 콘크리트 구조물의 내구성 저하에 큰 영향을 주지 않을 것으로 판단하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.27-33
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• 2014

전기저항은 콘크리트의 내구성을 판단하기 위하여 빠르고 간단히 측정하여 활용될 수 있으나, 탄산화가 진행되면 콘크리트의 미세구조가 크게 변화하기 때문에 측정의 오차를 초래한다. 본 연구의 목적은 콘크리트의 탄산화가 전기저항에 미치는 영향을 분석하고 정량화 하는데 있다. 다양한 물시멘트비 조건에서 시험편을 제조하여 330일동안 탄산화 촉진을 시키면서 전기저항의 변화율을 고찰하였다. 탄산화된 콘크리트에서 전기저항 측정치가 높은 것으로 나타났으며, 이러한 경향은 탄산화가 진행됨에 따라 더욱 뚜렷한 경향을 보였다. 전기저항과 탄산화깊이와의 상관관계를 도출하였으며, 기중 상태 대비 탄산화된 콘크리트의 전기저항 비율은 일정한 탄산화깊이까지는 급격히 낮아지는 경향을 보였으나, 포화상태 대비 탄산화된 콘크리트의 전기비율은 탄산화 깊이와 선형관계를 보였다. 본 연구를 토대로 탄산화로 인하여 전기저항치의 측정오차를 보정할 수 있는데 실질적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.128-138
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• 2015

탄산화는 지하구조물과 같이 이산화탄소의 농도가 높고 강우로부터 보호되는 콘크리트 구조물에 매우 심각한 열화현상이다. 탄산화 깊이 및 수화물의 변화를 평가하기 위해 많은 연구가 진행되고 있으나 해석모델의 복잡성, 이산화탄소 확산계수 모델링 등의 어려움으로 인해 실제 탄산화 거동을 제한적으로 모사하고 있다. 본 연구에서는 기존의 탄산화 모델링 (Ducom)에 대하여 확산계수 모델링, 공극률 감소 모델, 이산화탄소의 장기반응률 등을 개선하여 개선된 탄산화 모델을 제시하였다. 검증을 위하여 온도변화를 고려한 촉진탄산화 시험. 공극률 평가 시험 (수은압입법)을 수행하였으며, 탄산화 깊이를 개선되기 전/후의 모델과 비교하였다. 또한 수산화칼슘의 중량변화와 실태조사결과를 이용하여 낮은 이산화탄소에 노출된 콘크리트 구조물의 탄산화 깊이를 제안된 모델과 비교하였다. 제안된 모델은 확산계수 감소성, 공극률 감소성을 적절하게 반영하여 기존의 모델에 비해 합리적인 결과 (수산화칼슘 소모량, 탄산화 깊이)를 나타내었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권3호
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• pp.235-243
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• 2017

본 연구에서는 탄산화가 이미 진행된 콘크리트 구조물을 대상으로 촉진 탄산화 실험을 실시하였다. 각 보수재별 탄산화 속도계수를 도출 후 보수후의 탄산화 진행 예측식을 이용하여 탄산화 진행 예측한다. 또한 신뢰성 확보를 위하여 FDM과 FEM 해석을 통한 탄산화 깊이 예측을 비교했다. 그 결과 보수후 탄산화 예측식을 이용하면 탄산화 깊이를 예측할 수 있으며, 초기 $Ca(OH)_2$ 농도 40%로 가정할 때 해석 값과 실험값이 거의 유사함을 알 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.261-268
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• 2022

본 연구에서는 국내 환경에서 장기간 옥외 노출 시험을 수행하였으며 이 중 콘크리트의 탄산화 특성에 대해 분석하였다. 시험체는 물/시멘트비에 따라 40 %, 50 % 및 60 %로 총 3종류를 대상으로 수행하였으며, 재령 3년차 및 재령 15년차의 탄산화 측정 및 분석하였으며 이를 대상으로 장기 탄산화 예측 모델을 도출하여 국내외 탄산화 예측 모델과 비교·분석하였다. 분석결과, 물/시멘트비에 따라 탄산화가 증가하는 경향을 보였으며 물/시멘트비 40 %를 기준으로 물/시멘트비 50 %의 경우 약 1.8배, 물/시멘트비 60 %의 경우 약 3.7배 증가하였다. 재령에 따른 탄산화를 비교한 결과 기존 문헌처럼 재령에 따라 증가하는 경향을 보였으며 본 시험체의 경우 재령 15년차 탄산화 값이 재령 3년차 기준 약 3배 정도 높게 나타났다. 본 연구에서 실측한 탄산화를 바탕으로 국내외 탄산화 예측 모델과 비교한 결과 기존 예측 모델과 많은 차이를 보이고 있으며, 추후 지속적으로 데이터를 확보하여 검증 및 개선할 예정이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.126-132
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• 2010

탄산화는 콘크리트 내부의 알칼리성 수화생성물과 대기 중의 탄산가스가 반응하는 것을 의미하며, 탄산화에 의한 철근부식은 철근 콘크리트의 내구성을 저하시키는 주요원인 중의 하나이다. 본 논문에서는 국내에서 광범위하게 시공된 교량구조물에 대한 실태조사를 이용하여 교량구조물이 위치한 환경에 따른 탄산화의 영향을 파악하였다. 또한 계측결과들을 바탕으로 탄산화에 의한 구조물의 내구적 파괴확률을 신뢰성 이론을 기반으로 하여 분석하고, 국내 시방서에서 제시하는 목표파괴확률을 기준으로 대상구조물의 내구수명을 평가하였다. 현장실험결과를 토대로 한 탄산화의 분석결과 교량의 사용년수가 증가함에 따라 탄산화 깊이는 증가함을 보였으며, 교량구조물의 탄산화 속도 분석결과 하천교량에 비하여 도심지 및 해상 교량의 탄산화 속도가 1.6-1.9배 빠르게 나타났다. 또한, 교량구조물의 내구수명을 파악한 결과 하천 교량에 비하여 도심지 및 해상 교량의 내구수명은 약 2.4-3.3배 적게 나타났다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.400-403
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• 2011

본 논문에서는 시차열중량분석법과 X-선 회절분석법을 이용한 원전콘크리트의 탄산화에 의한 열화도 평가를 진행하였으며 두 가지 정성적 분석방법을 이용한 반정량적 평가 방법을 개발하였다. 원자력발전소 건설에 사용된 동일한 콘크리트 배합을 사용한 시편을 촉진 탄산화 시험장치에 28, 56, 91, 180, 365일 기간에 걸쳐 노출시켜 탄산화를 진행하였으며 노출된 시편은 시차열중량분석법, X-선 회절분석법을 이용하여 탄산화에 따라 발생된 열화생성물의 양을 정성적으로 분석하였다. 그 결과, 탄산화로 인해 발생되는 Calcite의 양이 노출기간에 따라 점차적으로 증가되는 것이 확인되었으며, Calcite의 생성을 위해 이산화탄소와 반응하는 Portlandite의 양이 점차적으로 감소되는 것이 확인되었다. 본 논문에서는 위의 언급된 두 방법의 관계성을 통해 열화도 평가를 진행하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.111-118
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• 2010

철근콘크리트의 내구성을 저하시키는 주요 원인중의 하나는 콘크리트 탄산화로 인하여 철근이 부식되는 것이다. 탄산화속도는 구조물이 위치한 환경의 이산화탄소 농도, 콘크리트 품질, 구조물의 형상 등에 의해 영향을 받게 되는데 특히, 도심지 콘크리트 구조물의 탄산화에 대한 문제가 증가되고 있다. 본 논문에서는 국내에서 광범위하게 시공된 교량구조물에 대한 실태조사를 이용하여 탄산화가 교량구조물에 미치는 영향을 파악하였다. 또한 계측결과들을 바탕으로 탄산화에 의한 구조물의 내구적 파괴확률을 신뢰성 이론을 기반으로 하여 분석하였다. 도심지 환경에 따른 탄산화의 분석결과 콘크리트 강도가 증가함에 따라 탄산화 속도가 감소하고, 교량의 사용년수가 증가함에 따라 탄산화 깊이는 증가함을 보였다. 또한 신뢰성이론을 기반으로 도심지 교량의 내구적 파괴확률을 분석한 결과, 대부분의 경우 내구적 파괴확률이 10%이상으로 분석되었고, 목표내구수명을 만족하기 위해 최소 피복두께가 70-80mm이상 확보되어야 할 것으로 분석되었다.