• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.66-74
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• 2016

본 논문에서는 철근 콘크리트 단면에서 동시에 진행되는 중성화와 염화물 침투에 의해 진행되는 내구성 문제에 대해 서로 다른 콘크리트의 특성과 주변 환경의 영향을 매개변수 분석을 통해 수행하였다. 이를 위해 콘크리트의 미세 공극 구조의 변화 및 중성화와 염소이온 투과의 상호 화학반응이 직접 지배방정식 형태로 고려된 최신 모델을 사용하여 이 복합작용의 분석을 수행하였다. 이산화탄소, 염소이온, 열 및 수분의 복합적인 이동이 직접 고려되었다. 문헌상의 실험 데이터를 분석하여 모델의 입력변수를 결정하고 계산의 편의성을 증진시켰다. 이 모델을 상용유한요소 프로그램인 COMSOL의 사용자 모듈형태로 개발 하였다. 이 상호작용에 영향을 미치는 물-바인더비 (w/b), 골재-바인더비 (a/b), 플라이에쉬 함량, CSH 함량, 콘크리트 초기공극률 등을 정량적으로 분석하였다. 결과에 의하면, 중성화와 염소이온 침투의 상호작용은 다양한 재료 물성치에 영향을 받는다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 가을 학술발표회논문집(I)
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• pp.429-432
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• 2000

The studies on chloride diffusion of concrete have been done so far by many researchers. However, there are few studies on the effects of other attacks, like carbonation, on chloride diffusion properties. In this study, the experiments are carried out focusing on this by varying cement type, water to cement ratio and replacement of fly ash of concrete. The results show that carbonation attacks do not affect greatly chloride diffusion properties of plain concrete, while the different tendencies are exhibited for fly ash concrete. Therefore, it is desirable to consider the effects of carbonation attacks on the chloride diffusion model to predict accurately the penetration of chloride ion fly ash is partially replaced for cement.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2012년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.215-216
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• 2012

Emissions of CO₂ occur during the production of cement manufacturing process. During the production of clinker, limestone is mainly calcium carbonate, is heated to produce lime and CO₂ as a by-product. It has a major problem, CO₂ uptake is not considered in concrete carbonation, just focus in CO₂ emission. This study is to develop a simulation model for CO₂ uptakes in concrete structures based on carbonation reduction coefficient considering finishing materials. CO₂ uptakes unit of concrete cubic meter is calculated by CO₂ emissions unit of concrete materials and usage of concrete materials in mix proportion. From the simulation result, CO₂ uptake ratios is 2.04 percent in carbonation models of concrete structure during 40 years.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.119-127
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• 2010

본 논문에서는 탄산화 콘크리트 구조물의 내구성을 예측하기 위한 새로운 접근 방법을 제시하였다. 제시된 예측 방법은, 새로운 계측 데이터가 있을 때 베이스 이론에 근거하여 지속적인 업데이팅이 가능하며 모델 매개변수의 확률론적인 특성이 고려된다. 탄산화 내구성 해석 모델의 절차는 라틴 하이퍼큐브 샘플 추출법(LHS)으로 간단하게 정리되고, 이를 통해 얻는 표본으로 결정된다. 이 방법은 콘크리트 구조물의 설계에 유용하게 사용될 수 있으며, 모니터링을 통한 콘크리트 구조물의 잔존수명을 예측할 수 있다. 본 논문에서 사전예측치는 탄산화에 노출된 국내 콘크리트 구조물 데이터(3700개 시편)를 이용하여 콘크리트 탄산계수의 확률 특성을 고려하여 나타내었으며, 우도함수는 현장 모니터링 데이터를 이용하였으며 사후예측치는 사전예측치와 우도함수를 조합하여 나타내었다. 또한, 몬테 카를로 시뮬레이션(MCS)과 LHS의 비교를 통하여 본 논문에서 수행된 LHS를 이용한 샘플링기법이 보다 효율적인 시뮬레이션 수행이 가능함을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집(II)
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• pp.233-236
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• 2006

Chloride attack and carbonation induced corrosion of reinforcement are those of the main factors which cause the deterioration of concrete structures. The objective of this study is to suggest an analytic model for the prediction of chloride penetration into carbonated concrete, in order to make up for the current codes. Carbonation depth model considering the moisture effect is validated by being compared with the test data and the analytic model on chloride penetration into carbonated concrete is developed. Finally, the corrosion-initiation time has been predicted by the present model, being compared with that by the current code equation. The comparison shows that the current code equation can underestimate the chloride penetration into carbonated concrete in marine atmospheric conditions.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2001년도 춘계학술발표회요약집
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• pp.484.1-484
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• 2001

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제6권3호
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• pp.155-163
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• 2012

In order to predict the neutralization of concrete which is the reaction of carbonation dioxide from the outside and cement hydration product, such as calcium hydroxide and C-S-H, it was studied the numerical analysis method considering change of the pore structure and relative humidity during the neutralization reaction. Diffusion-reaction neutralization model was developed to predict the neutralization depth of concrete with coating finishing material. In order to build numerical analysis models considering outdoor environment and finishing materials, the adaption of proposed model was shown the results of existing outdoor exposure test results and accelerated carbonation test.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.255-264
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• 2009

콘크리트의 투수계수는 콘크리트 구조물의 내구성능 및 미세구조의 밀실성을 판단할 수 있는 핵심적인 재료 매개변수이다. 투수계수를 산정하기 위한 많은 연구들이 있었으나, 시멘트페이스트 및 골재 각각이 콘크리트의 투수성능에 미치는 영향을 다룬 연구는 드물다. 더우기, 탄산화가 염소이온의 확산계수에 큰 영향을 미칠 수 있음에도 불구하고, 탄산화된 콘크리트에 대한 확산계수를 다룬 연구는 매우 드문 실정이다. 본 연구의 목적은 탄산화 및 비탄산화된 콘크리트의 투수계수를 추정할 수 있는 기초적 접근방법을 개발하는 것이다. 본 연구에서는 미세구조 모델 및 시멘트의 경화특성을 기초로 투수계수를 산정할 수 있는 해석적 기법이 개발되었는데, 시간단계별로 변화하는 투수계수의 해석과 탄산화된 콘크리트의 투수계수를 계산할 수 있다. 탄산화된 콘크리트에서 감소된 공극량이 계산되었으며 이는 투수계수의 산정에 이용되었다. 해석 결과는 실험적 결과를 얻어서 상호비교하여 검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.574-584
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• 2003

도심지 환경에서 콘크리트 구조물의 열화를 일으키는 주요한 요인 중 하나는 중성화이다. 최근, 대기 중 $CO_2$농도와 온도가 크게 증가하는 지구 온난화 현상으로 인하여 중성화 열화환경도 더욱 심각해지고 있다. 본 연구에서는 IPCC에서 제안한 지구규모 대기환경 변화 시나리오인 IS92a를 토대로 향후 100년까지 대기 중 $CO_2$ 농도와 온도 상승율을 예측하였다. 질량보존의 법칙과 Fick의 1법칙을 기초방정식으로 하여 시간경과에 따른 콘크리트의 수화도, 콘크리트 열화에 미치는 각종 주요변수 등의 재료물성을 반영하였다. 또한, 서울시의 미세기후조건을 반영하기 위하여 추계학적 및 통계학적 기법을 도입하여 중성화로 인한 내구수명예측 기법에 반영하였다. 연구결과에 의하면 물-시멘트비가 큰 콘크리트에서 COS 농도증가로 인한 중성화 진행속도가 뚜렷히 빨라지는 것으로 나타났다. 그러나 물-시멘트비 55% 이하에서 충분히 양생된 보통 포틀랜드 콘크리트의 조건에서 중성화에 대한 우려가 높지 않을 것으로 생각된다.

• 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.