• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.623-631
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• 2018

공용중인 콘크리트 구조물의 내구성 연구는 한 가지 원인에 대한 단독열화 연구를 주로 연구하였지만 실제 구조물의 공용시기에는 두 가지 이상의 환경에 노출되어 있어 이러한 복합열화에 대한 관심이 최근 증가하고 있는 실정이다. 복합열화에 대해 일반적으로 염해와 동결융해에 대해서는 일부 연구가 진행되어 있지만 콘크리트의 양생 직후부터 발생하는 탄산화와 다른 내구성능저하에 대한 복합열화 연구는 매우 미흡한 실정이다. 특히, 탄산화를 중심으로 하는 복합열화는 탄산화의 경우 탄산화 진행시 콘크리트 조직이 치밀해진다는 문헌고찰에 따라 조직의 치밀해지는 이유로 연구가 미흡하다. 본 연구에서는 콘크리트의 탄산화 및 동결융해에 대한 복합열화를 평가 분석한 결과이다. 평가를 위하여 탄산화된 콘크리트를 동결융해 300싸이클까지 복합열화 시험을 실시하여 동탄성계수와 압축강도를 측정하였다. 그 결과 물-결합재비에 대한 영향 평가에서 35 %의 콘크리트가 55 %의 콘크리트에 비해 복합열화 성능이 낮은 것을 확인하였고, 광물질혼화재료를 사용한 경우 플라이애시와 고로슬래그미분말을 사용한 경우 동일 물-결합재비에서 보통포틀랜드 시멘트 사용 콘크리트보다 복합열화에 대한 성능이 개선되는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.359-366
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• 2007

최근들어 내구성에 대한 사회적, 공학적 중요성이 부각됨에 따라, 염해 및 탄산화에 대한 연구가 집중되고 있다. 일반적으로 침지된 구조물의 경우를 제외하고는 염해와 탄산화는 동시에 발생하게 되는데, 탄산화 영역에서는 염화물 거동이 일반콘크리트에서의 염화물 거동과 다르게 평가된다. 그리고 콘크리트 구조에 발생된 균열은 단일열화 뿐 아니라 복합열화의 진전에도 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구의 목적은 염화물 확산과 침투 그리고 이산화탄소 유입에 따른 탄산화 거동을 고려하여, 복합열화에 노출된 건전부 및 균열부 콘크리트 구조물의 열화 해석을 수행하는데 있다. 먼저 초기재령 콘크리트의 다상 수화 발열 모델 및 공극 구조 형성 모델을 도입한 염화물 확산 및 침투를 고려한 염화물 이동 모델을 이용하였다. 이후 탄산화 해석을 통하여 탄산화 영역 진전에 따라 변화하는 공극 분포, 포화도 및 고정화 염화물의 해리를 모델링하여 복합 열화 모델을 개발하였으며 개발된 모델은 기존의 실태 조사 결과 및 실험 결과와 비교하여 그 적용성을 검증하였다. 한편 선행된 연구 결과인 균열부의 염화물 및 탄산화 거동을 고려하여, 보통포틀랜트시멘트 (OPC; ordinary portland cement) 및 혼화재 (슬래그)를 사용한 콘크리트에 대한 복합열화 거동을 시뮬레이션 하였다. 그 결과 건전부 및 균열부에 대하여 복합열화 저항성을 평가할 수 있는 복합열화 천이 영역 (CCTZ)를 제안하였으며, 혼화재를 사용한 콘크리트가 OPC를 사용한 콘크리트에 비하여 복합열화 저항성이 우수함을 해석적으로 구명하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.259-260
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• 2009

대부분의 콘크리트 구조물은 탄산화 및 염소이온의 침투에 의하여 철근부식을 겪고 있으나, 대다수의 콘크리트 구조물은 염소이온과 탄산화로 인한 복합열화를 겪고 있음에도 불구하고, 대다수의 연구들은 단일열화만을 다루고 있다. 본 연구는 탄산화로 인하여 탈착된 염소이온의 재확산을 추정하기 위한 접근방법을 개발하고 하였다. 이는 탄산화와 염소이온의 복합열화에 대한 성공적인 모델을 정립하는데 핵심적인 요소이다. 본 연구결과는 향후 복합열화 모델식에 반영되어 염소이온의 탈락으로 인해 탄산화 경계영역에서 염소이온의 농축 및 재확산을 효과적으로 표현할 수 있을 것으로 생각된다.

• 시멘트
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• 통권203호
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• pp.42-46
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• 2014

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.613-621
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• 2007

내구성에 대한 중요성이 부각됨에 따라, 주요 열화현상인 탄산화에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 그러나 탄산화에 대한 연구는 주로 탄산화 깊이의 도출에 국한하고 있으며 경화된 콘크리트를 가정하므로 실제적인 탄산화 거동과는 많은 차이를 보이고 있다. 강재와는 다르게 콘크리트는 공극률과 내부의 수화물의 거동이 매우 중요한데, 탄산화 진행에 따라 초기재령에서 결정되어지는 거동 (공극률 및 수화물)이 다르게 변화한다. 열화 물질의 이동은 주로 콘크리트의 공극률 및 포화도에 의존하므로, 탄산화 후의 거동 평가는 장기열화해석 및 복합열화해석 등에 고려되는 것이 바람직하다. 공극률의 경우, 변화된 공극률이 고려되지 않으면 확산계수의 감소가 구현될 수 없으며 이에 따라 과다한 탄산화 해석을 야기하게 된다. 한편 수화물, 특히 수산화칼슘의 잔존량 평가는 탄산화 깊이의 평가 및 내부 공극수의 특성 변화를 결정하기도 하며, 복합열화에서 발생하는 고정화 염화물량에 큰 영향을 주게 된다. 그러므로 실내 실험들을 통한 공극률 및 수화물 분석은 최근들어 탄산화에 대해서도 많이 적용되고 있다. 본 연구는 미세 관측 실험을 통하여, 탄산화 전후의 공극률 분포 변화, 수화물 거동의 변화를 실험적으로 수행하였다. 공극률 측정으로는 MIP 실험을, 수화물 변화에서는 TGA 실험을 수행하였으며, 기존의 해석 모델인 다상복합수화발열모델 및 미세 공극 구조 형성모델을 개선하여 각각의 탄산화 이후의 공극률 변화 및 수화물 변화를 개발하였다. 개발된 각각의 모델의 결과는 탄산화 전후의 공극률 및 수화물의 변화를 잘 예측하였으며, 탄산화 이후의 열화현상 등에 기초적으로 사용될 수 있을 것으로 평가되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.1017-1020
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• 2008

콘크리트구조물에서의 탄산화 현상은 단독 또는 복합적으로 작용하고 사용환경의 조건에 따라 각각 상이한 탄산화 현상을 나타나게 된다. 이에 본 연구에서는 사용연수가 $10{\sim}60$여년이 경과되고 사용환경이 상이한 건축물과 토목구조물에 대하여 탄산화 깊이와 알칼리 농도를 측정하여 열화 정도를 판단하였다. 그 결과 건축물(옥내)은 외기에 노출된 토목구조물 보다 빠르고 해안가에 근접 할수록 열화현상이 심화된 것으로 나타났다. 또한, 공동구 또는 지하터널 보다는 하수암거의 용도로 사용하는 콘크리트구조물에서의 열화현상이 큰 것으로 조사되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.537-540
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• 2008

RC 구조물은 반영구적인 재료로 인식되어 왔으나, 최근 RC 구조물의 조기 열화에 의한 문제가 보고되고 있다. 이중 내구성능 저하 요인으로서 탄산화에 의한 공극구조의 변화로 인하여 발생하는 문제에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 물-결합재비율을 0.55로 고정하고 결합재로서 보통포틀랜드 시멘트만을 사용한 (OPC), 이성분계 콘크리트로서 결합재에 고로슬래그 미분말을 50% 치환한 (BFS50), 플라이애시를 15% 치환한 (FA15), 또한 삼성분계 콘크리트로서 플라이애시 15% 및 고로슬래그 미분말을 35% 치환한 (BFS35+FA15)로 배합을 설정하였다. 또한 탄산화에 진행에 의한 공극구조의 변화로 열화요인의 작용으로 인한 $CO_2$ 및 염화물 이온의 침투 특성을 단독열화 시험과 복합열화 시험을 통해 비교 연구하여 평가를 실시하였다. 그 결과 공극구조의 변화에 따른 영향으로 인하여 염화물 이온의 침투속도가 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2022년 정기학술대회 논문집
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• pp.301-302
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• 2022

최근 들어 염해, 콘크리트의 탄산화, 동결융해 등의 열화요인 의하여 발생할 수 있는 콘크리트의 내구성에 대한 다양한 연구가 진행되고 있는데, 이러한 열화요인은 독립적이 아닌 복합열화의 형태로 작용하게 되는데, 열화현상을 저감하는 한 방편으로 플라이애쉬와 같은 혼화재를 사용하디도 한다. 플라이애쉬는 유동성 증진을 통한 내구성의 향상과, 수화열 저감을 통한 균열감소 및 장기강도 증진 등의 효과가 있으며, 시멘트를 대체함으로써 경제적인 효과를 유발하는 장점도 가지고 있다. 그러나 플라이애쉬는 품질편차가 크고, 경우에 따라서 미연탄소분에 의한 AE제 흡착 등으로 인한 콘크리트의 내구성 및 강도를 저하시킬 수 있는 요소를 내포하고 있으므로 사용 시 주의가 필요하다. 본 연구에서는 열화를 저감하고, 내구성을 갖는 고강도 콘크리트를 제조하기 위하여 다양한 배합비의 플라이애쉬 혼입 콘크리트를 실험한 후 그 결과를 분석·고찰함으로써 내구성 콘크리트의 제작 시 혼화재로서의 적용성 및 타당성을 검증하고자 하며, 플라이애쉬를 내구성 재료로 그 활용을 극대화하고, 다양한 플라이애쉬의 사용량과 물/결합재비(W/B)에 대하여 내구성이 높은 고강도 콘크리트 제조방법을 범용화하며, 그 품질을 평가하는 것을 목적으로 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.165-182
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• 2006

본 연구에서는 실리카 흄을 혼합한 숏크리트의 강도증진 효과를 파악하기 위해 현장실험을 실시하였고, 유럽통합규격(EFNARC)에 의거하여 품질평가를 수행하였다. 그리고 탄산화와 동결융해의 복합인자에 의한 열화시험을 수행하여 고강도 숏크리트의 장기내구성을 평가하였다 실험결과 실리카 흄을 혼입한 숏크리트의 압축강도는 45.2~55.8MPa, 휨강도는 5.01~6.66MPa로 혼입하지 않은 경우에 비해 각각 37~79%, 17~61%의 강도증진 효과가 나타났고, 실리카 흄 치환율이 7.5~10%일 때 강도증진 효과가 가장 우수한 것으로 나타났다. 또한, 실리카 흄을 치환한 숏크리트의 상대동탄성계수, 질량감소율 및 탄산화 진행율 등을 측정한 결과, 실리카 흄이 강섬유 혼입에 의한 숏크리트의 열화현상을 최소한으로 감소시켜, 숏크리트의 장기내구성을 확보하는데 효과가 있음을 알수 있었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.566-571
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• 2014

내구성은 콘크리트 구조물의 안전성과 경제성에 직접적으로 연관되므로 매우 중요한 사항인데, 최근 들어 콘크리트의 내구성에 사회적, 공학적 관심이 집중되면서 이에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 콘크리트의 염해나 탄산화, 동결융해 등의 열화요인은 독립적이 아닌 복합적인 형태로 작용하게 되는데, 이러한 열화현상을 저감하는 한 방편으로 사용하는 플라이 애쉬는 콘크리트 혼화재 중에서 사용빈도가 매우 높다. 또한 플라이 애쉬는 유동성 증진을 통한 내구성의 향상과, 수화열 저감을 통한 균열감소 및 장기강도 증진 등의 효과가 있으며, 시멘트를 대체하여 결합재로서 경제적인 효과를 유발하는 장점도 가지고 있다. 그러나 플라이 애쉬는 그 품질의 편차가 크고, 경우에 따라서 미연 탄소분에 의한 AE제 흡착 등으로 인하여 콘크리트의 내구성 및 강도를 저하시킬 수 있는 요소를 내포하고 있으므로 사용 시 주의가 필요하다. 본 연구에서는 다양한 치환율의 플라이 애쉬를 혼입한 콘크리트를 경화 전후에 특성실험을 한 다음, 그 결과를 분석 고찰함으로써 열화를 저감하고, 내구성을 갖는 콘크리트를 제조하기 위하여 혼화재 및 결합재로서의 적용성 및 타당성을 검증하고자 한다.