• 제목/요약/키워드: Diffusion Coefficient for Chloride Ion

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Two Dimensional Chloride Ion Diffusion in Reinforced Concrete Structures for Railway

  • Kang, Bo-Soon;Shim, Hyung-Seop
    • International Journal of Railway
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    • 제4권4호
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    • pp.86-92
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    • 2011
  • Chloride ion diffusion at the corner of rectangular-shaped concrete structures is presented. At the corner of rectangular-shaped concrete, chloride ion diffusion is in two-dimensional process. Chloride ions accumulate from two orthogonal directions, so that corrosion-free life of concrete structures is significantly reduced. A numerical procedure based on finite element method is used to solve the two-dimensional diffusion process. Orthotropic property of diffusion coefficient of concrete is considered and chloride ion profile obtained from numerical analysis is used to produce transformed diffusion coefficient. Comparisons of experimental data are also carried out to show the reliability of proposed numerical analysis. As a result of two-dimensional chloride diffusion, corrosion-free life of concrete structure for railway is estimated using probability of corrosion initiation. In addition, monographs that produces transformed diffusion coefficient and corrosion-free life of concrete structure are made for maintenance purpose.

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염소이온 확산계수의 확률변수 평가 (Estimation of Probability Valuable for Diffusion Coefficient of Chloride Ion)

  • 배수호;이광명;김지상;정상화
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2005년도 추계 학술발표회 제17권2호
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    • pp.515-518
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    • 2005
  • In recent years, many research works have been carried out in order to obtain a more controlled durability and long-term performance of concrete structures exposed to chloride environments. In particular, the development of new procedures for probability-based durability analysis and design has been proved to be very valuable. To carry out the procedures described above, the statistical properties of design valuables such as diffusion coefficient of chloride ion, surface chloride concentration, and chloride threshold value etc. should be known. For this purpose, this paper presents the statistical properties of the diffusion coefficient of chloride ion such as mean value and standard deviation with water-cement(w/c) ratio and curing conditions, respectively. It was observed from the test that the standard deviation for the diffusion coefficient of chloride ion was found to be small with decrease in the w/c ratio irrespective of curing conditions and that of standard curing was found to be smaller than that of field curing.

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콘크리트 중의 염화물 확산평가를 위한 전기화학적 촉진시험법 (Electrochemical Acceletated Test for Evaluation of Chloride Diffusion in Concrete)

  • 문한영;김홍삼;이승태;정호섭;최두선
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2000년도 가을 학술발표회논문집(I)
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    • pp.409-412
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    • 2000
  • Many researchers have been trying to evaluate the diffusion coefficient of chloride ion in concrete by using qualitative and quantitative electro-migration tests. Up to now, however, there has been no sufficient method to closely determine the diffusion coefficient of chloride ion through electro-migration test. In this paper, the diffusion coefficient of chloride ion in concrete was investigated through an electro-migration test, that is, AASHTO T 277, Dhir's method, Tang's method and Andrade's method. And the results of these test were compared with each other.

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콘크리트의 염소이온 확산특성에 미치는 시멘트 종류의 영향 (Influence of Cement Type on the Diffusion Characteristics of Chloride Ion in Concrete)

  • 박재임;배수호;이광명;김지상;차수원
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.573-576
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    • 2006
  • To predict service life of concrete structures exposed to chloride attack, surface chloride concentration, diffusion coefficient of chloride ion, and chloride corrosion threshold value in concrete, are used as important factors. of these, as the diffusion coefficient of chloride ion for concrete is strongly influenced by concrete quality and environmental conditions of structures and may significantly change the service life of structures, it is considered as the most important factor for service life prediction. The qualitative factors affecting the penetration and diffusion of chloride ion into concrete are water-binder(W/B) ratio, age, cement type and constituents, chloride ion concentration of given environment, wet and dry conditions, etc. In this paper the influence of cement type on the diffusion characteristics of chloride ion in concrete was investigated through the chloride ion diffusion test. For this purpose, the diffusion characteristics in concrete with cement type such as ordinary portland cement(OPC), binary blended cement(BBC), and ternary blended cement(TBC) were estimated for the concrete with W/B ratios of 32% and 38%, respectively. It was observed from the test that the difussion characteristics of BBC containing OPC and ground granulated blast-furnace slag was found to be most excellent of the cement type used in this study.

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신경망 이론을 이용한 염소이온 겉보기 확산계수 추정 및 이를 이용한 염화물 해석 (Analysis Technique for Chloride Behavior Using Apparent Diffusion Coefficient of Chloride Ion from Neural Network Algorithm)

  • 이학수;권성준
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권4호
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    • pp.481-490
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    • 2012
  • 염화물 이온은 콘크리트 내부로 유입되어 철근부식을 야기하므로 염화물 침투 평가는 매우 중요하다. 전기영동실험을 통한 촉진확산계수가 현실적으로 많이 쓰이고 있지만, 이는 자유염화물 이온에 대한 전기장 내의 이온속도를 나타낼 뿐이므로 염화물량에 대한 명확한 해를 제공하지 못한다. 겉보기 확산계수는 단순한 Fick의 이론을 배경으로 엔지니어에게 전염화물의 확산을 명확하게 제공할 수가 있다. 이 연구는 인공신경망이론을 이용하여 최적의 확산계수를 도출하고 시간의존성 확산계수를 이용하여 염화물 침투를 평가할 수 있는 기법을 제시하는 것이다. 이를 위해 기존의 연구에서 30개의 배합 및 염소이온 겉보기 염화물 확산계수를 인용하였으며, 배합인자(물결합재비, 단위시멘트량, 슬래그, 플라이애쉬, 실리카퓸, 단위 잔골재 및 굵은 골재)를 뉴런으로 선택하여 확산계수에 대한 학습을 훈련하였다. 또한 시간의존성 확산계수를 고려하여 단순한 Fick 법칙으로 염화물 침투를 평가할 수 있는 기법을 제시하였다. 장기침지실험 및 실태조사 결과를 이용하여 제안된 기법의 결과와 비교를 수행하였으며, 그 적용성을 평가하였다. 이 기법은 다양한 배합 및 관련 확산계수의 입수 및 학습을 통하여 더욱 합리적인 기법으로 발전할 수 있다.

콘크리트의 염소이온 확산특성에 미치는 물-시멘트비 및 양생조건의 영향 (Influence of Water-Cement Ratios and Curing Conditions on the Diffusion Characteristics of Chloride Ion in Concrete)

  • 배수호;이광명;김지상;정상화
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권4A호
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    • pp.753-759
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    • 2006
  • 염해환경 하에 있는 콘크리트 구조물의 내구수명을 예측하기 위하여 콘크리트의 표면 염소이온 농도, 염소이온 확산계수 및 임계 염화물량 등이 주요 인자로 사용된다. 이들 중 염소이온 확산계수는 콘크리트 품질 및 주변 환경조건 등에 많은 영향을 받으며, 이에 따라 콘크리트 구조물의 내구수명이 크게 달라지기 때문에 내구수명을 예측하는 데 가장 중요한 인자로 평가되고 있다. 콘크리트 내의 염소이온 침투 확산에 영향을 미치는 정성적인 주요 인자로는 물-시멘트비, 재령, 양생조건, 주위 환경의 염소이온 농도 및 건습조건 등을 들 수 있는데, 본 연구에서는 염소이온 확산실험을 통해 물-시멘트비와 양생조건이 콘크리트의 염소이온 확산특성에 미치는 영향을 조사하였다. 전위차를 이용한 촉진시험법에 의하여 확산셀을 통과한 전위차를 측정한 후, Andrade의 모델에 의하여 전압강하량을 고려하여 3종류의 물-시멘트비를 갖는 콘크리트의 염소이온 확산계수를 구하였다. 또한, 양생조건별로 물-시멘트비 및 재령 효과를 고려한 회귀분석을 통하여 염소이온 확산계수 추정식을 제안하였다.

전기적인 촉진시험에 의한 콘크리트의 염화물이온 확산특성 (The Diffusion Property of Chloride Ion into Concrete by Electrically Accelerated Method)

  • 배주성;박국준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.138-143
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    • 2010
  • 최근 들어 대형 해양콘크리트 구조물의 건설이 빈번해짐에 따라 콘크리트의 염화물이온확산계수를 정확히 평가할 필요성이 대두되고 있으나, 콘크리트의 염화물이온 확산계수 평가는 장시간이 소요되는 단점 때문에 전기화학적인 전위차 촉진에 의해 단시간에 염화물이온의 확산계수를 추정하기 위한 여러 촉진 시험방법들이 제안되고 있으나 이에 대한 체계적인 연구가 아직은 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 시멘트의 성분이 다른 3종류의 시멘트를 대상으로 대표적인 3가지 전기적인 촉진시험에 의해 콘크리트중의 염화물이온의 침투 및 확산특성을 평가하고 이 방법간의 상관성을 분석하였다. 평가결과 시멘트의 성분에 따라 염화물이온의 확산특성은 크게 달라졌으며, 그 중 고로 슬래그 미분말과 플라이애시를 일정비율로 혼합한 3성분계 시멘트의 확산특성이 가장 우수하였으며, 염화물이온 확산 특성은 결과로부터 시험방법간의 상관성은 양호한 것으로 나타났다.

호염성 박테리아 기반 코팅재의 염소이온 확산계수 평가 (Evaluation of Chloride Ion Diffusion Coefficient of Coating Materials based on Halo-philic Bacteria)

  • 윤현섭;이재욱;양근혁
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2020년도 가을 학술논문 발표대회
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    • pp.159-160
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    • 2020
  • This study examined the potentials for developing a biological coating material with high chloride resistance. The bacteria strains isolated were Halomonas alkaliphile, Halomonas venusta, and Sulfidobacter mediterraneus. Test results revealed that the developed approach is very promising in reducing the chloride ion diffusion coefficient of concrete.

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콘크리트중의 염소이온 확산계수 추정 실험법의 비교 (Comparision of Test Methods for Estimating Chloride Ion Diffusion Coefficient in Concrete)

  • 문한영;김홍삼;문재흠;한아름
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1999년도 학회창립 10주년 기념 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.787-790
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    • 1999
  • To estimate durability of reinforced concrete structures located in or nearby seawater, many different kinds of accelerated tests for evaluation of chloride ion permeation in concrete were proposed. At present the only standardized test is the ASTM C 1202(RCP test). This test method is used to estimate the concrete's resistivity of the chloride penetration in concrete by using the total charges passed and sometimes used to calculate the chloride diffusion coefficients. However, this test may lead to an erroneous chloride diffusion coefficient. So this test method was compared with the modified Dhir's test and the traditional concentration diffusion test. Experimental results showed that the diffusion coefficients determined the RCP test and the PD Index gave wrongous values, but the diffusion coefficient acquired by considering a migration term was nearly the same to the CD Test.

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양생조건이 고로슬래그 미분말을 혼입한 시멘트 콘크리트의 염화물이온 확산계수에 미치는 영향 (Effect of Curing Condition on the Chloride ion Diffusion Coefficient in Concrete with GGBFS)

  • 박장현;이한승
    • 한국건축시공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.421-429
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    • 2019
  • 양생조건이 GGBFS를 사용한 시멘트 콘크리트의 염화물이온 확산계수에 미치는 영향에 대한 연구를 진행하였다. 양생조건은 기중양생 ($20{\pm}2^{\circ}C$, RH $60{\pm}5%$)과 수중양생 ($20{\pm}2^{\circ}C$)으로 구분하였으며, GGBFS 치환율은 0%(대조군), 30%, 60%로 구분하여 3가지 배합의 콘크리트를 W/B 40%, 50%, 60%로 구분하여 제작하였다. 시험은 콘크리트 압축강도평가, 염화물이온확산계수 평가를 실시하였다. 콘크리트의 압축강도는 GGBFS 치환율이 증가할수록 수중양생 대비 기중양생 시험체의 압축강도의 발현율이 감소하였다. 염화물이온확산계수 측정결과 GGBFS치환율이 증가할수록 염화물이온 확산계수가 감소하였지만, 수중양생대비 기중양생 시험체의 콘크리트 염화물이온 확산계수는 증가하여 최대 111%까지 증가하는 것을 확인하였다.