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

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Metakaolin 혼합 고강도 콘크리트의 내구특성 예측 (Estimation on the Durability of High-Strength Concrete using Metakaolin)

  • 이상호;문한영
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.173-180
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    • 2005
  • 메타카올린은 고성능 콘크리트를 제조하기 위해 콘크리트에 혼합재로서 사용되는 결합재의 일종이다. 이 재료는 일반적으로 국내에서는 내화벽돌의 재료로 많이 사용되었으나, 현재는 이러한 고성능 콘크리트를 제조하기 위하여 필요한 실리카흄의 대용으로 사용되어지고 있다. 본 연구는 실리카흄 및 메타카올린 두 결합재를 콘크리트 중에 일정량 치환하여 몰르타르 및 콘크리트의 압축강도, 인장강도, 휨강도와 같은 역학적 시험뿐만 아니라, 염소이온확산시험, 화학침식에 대한 저항성 시험, 동결융해저항성 시험과 같은 내구성시험을 병행 실시하였다. 역학적 시험결과 메타카올린을 결합재전체 대비 10에서 15%정도 치환 사용했을 때 가장 적당한 강도결과를 보였다. 그리고, 메타카올린 및 실리카흄 두 결합재의 치환율이 증가할수록 염소이온확산이 훨씬 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 그리고, 두 결합재의 미세분말에 의한 충전효과에 의해 일반 콘크리트에 비해 화학적침식저항성이 훨씬 뛰어남을 보였다. 다른 내구성 시험에서도 메타카올린을 사용한 콘크리트가 실리카흄을 사용한 콘크리트에 상응하는 상당한 역학적, 내구특성을 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 따라서, 이들 시험을 통해 우리는 메타카올린이라는 재료가 충분히 고가의 실리카흄을 대체가능할 수 있을 것이라고 판단할 수 있었다.

해양콘크리트 구조물의 염해 예측 및 유지보수 시뮬레이션시스템 개발 (Development of Maintenance Simulation System and Prediction of Chloride Ion Permeation for Marine Concrete Structures)

  • 이창수;김명원
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.64-75
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    • 2013
  • 실내촉진실험과 동시에 현장폭로실험을 병행하였기 때문에 연차별 실험계획에 따라 최근 5년차의 현장실험체 분석을 수행하고 모델을 업그레이드하는 과정에서 모델 검증을 위해 준공된 지 30년 가량된 방조제의 배수갑문콘크리트의 염화물 침투프로파일을 분석하였다. Zhang의 연구결과에서 언급된 표면에 가까운 콘크리트내부 염화물 농도를 기본모델의 표면염화물농도 대신으로 적용하였다. 장기간 노출되는 실험체의 염화물 측정자료 분석에서 확산계수의 변화분석을 통하여 Maage의 제안식을 기본모델에 적용하였다. 이렇게 보완된 수정모델을 통하여 예측된 자료와 현장자료를 비교하고, 임계시점, 즉 보수시점을 도출함으로서 본 연구의 제안모델과 유지보수 시스템이 간만대 염화물 침투프로파일 추정과 적정보수 시점 및 비용 예측에 사용될 수 있음을 보였다.

등방성 및 이방성 균열을 가진 콘크리트의 염화물 확산계수 모델링 (Modeling on Chloride Diffusivity in Concrete with Isotropic and Anisotropic Crack)

  • 이학수;배상운;권성준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.104-111
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    • 2013
  • 균열을 가진 콘크리트에서는 균열폭으로 유입되는 염화물 이온에 의해 열화가 가속화된다. 본 연구는 균열을 가진 콘크리트의 염화물 확산에 대한 모델링으로, 정상상태를 가정하여 1차원 (이방성) 및 2차원 (등방성) 균열 모델링을 수행하였다. 기존의 균열 모델링에서는 직사각형 균열패턴으로 모델링을 수행하였으나, 본 연구에서는 조도를 가진 쐐기형 형태로 균열을 모델링하였다. 검증을 위하여 1차원 유입에 대해서는 콘크리트 시편에 균열을 유입하여 염화물 영동실험을 수행하였으며, 2차원 유입에 대해서는 기존의 실험결과를 이용하여 검증을 수행하였다. 모든 경우에서 균열형태를 쐐기형으로 고려하여 염화물 확산성이 감소되었으며, 조도를 고려함으로서 합리적인 결과가 도출되었다. 특히 0.10~0.15의 조도계수를 고려할 때, 실험값에 가장 근접한 결과를 나타내었다.

Mass Transfer to Amalgamated Copper Rotating Disk Electrode

  • Sulaymon, Abbas H.;Abbar, Ali H.
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제3권4호
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    • pp.165-171
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    • 2012
  • An experimental study of mass transfer to an amalgamated copper rotating disc electrode has been employed to determine an empirical correlation for the mass transfer rate in laminar flow. The study was performed in a three-electrodes configuration using 0.1 M boric acid and 0.1M potassium chloride as supporting electrolyte with Zn (II) concentration in the range (25-100 mg $dm^{-3}$). Polarization curves at different zinc ion concentration are reported. Hydrogen and oxygen reduction has also been considered.The diffusion coefficients and mass transfer coefficient were obtained using limiting diffusion current technique based on zinc ion reduction. A least squares analysis indicates that the laminar flow results for 13067 < Re > 57552 and 550 < Sc > 1390 can be correlated by the following equation with correlation coefficient (CR) equal to 0.98: $sh=0.61Re^{0.5}Sc^{1/3}$.

고온수열 전후의 콘크리트 내구성 변화에 관한 연구 (The Change of Concrete Durability under High Temperature)

  • 박재홍;전봉민;오상균;박동천
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.509-512
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    • 2008
  • 본 연구에서는 고온 수열 콘크리트의 세공구조 변화를 평가하기 위하여 질소 흡착법을 이용한 분석을 실시하였다. 아울러 역학적 특성 및 염화물 이온 확산계수의 변화도 측정하였으며, 고온 수열 후의 내구성 변화가 RC조의 수명에 미치는 영향을 예측하기 위해 2차원 유한요소 모델을 구축하였다. W/C에 따라 각 시험체의 가열온도가 증가할수록 약 0.01${\mu}m$ 이하의 미세 공극량은 감소하고, 약 $0.01{\mu}m{\sim}0.1{\mu}m$크기의 세공공극은 증가하였다. 역학적 특성은 탈수가 발생하는 $200{\sim}600^{\circ}C$에서는 급격하게 감소하였으며 염화물이온 확산계수는 반대로 급격히 증가하는 경향을 나타내었다. 수치해석을 통하여 가열(화재)에 의하여 콘크리트 속 철근 위치가 발청 한계 농도에 도달하는데 소요되는 시간이 단축되는 것을 알 수 있었다.

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원전 안전관련 콘크리트 구조물의 수명예측을 위한 재령계수에 대한 연구 (A Study of Time Dependent Diffusion for Prediction Service Life in NPPs Safety Related Concrete Structures)

  • 이춘민;윤의식;김성수
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.136-142
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    • 2019
  • 원자력발전소 콘크리트 구조물은 해안가에 접해 있으며, 해수를 취수하여 냉각수로 사용하기 때문에 염해에 의한 내구성은 매우 중요하다. 이를 위해 3년간의 염해 장기침지시험을 실시하여 염화물이온확산계수의 변화 및 재령계수(m)을 평가한 결과 4,000 Class인 구조물 기초의 m은 0.35~0.39로 KCI나 ACI 제안값과 유사한 결과를 나타내었고 5,000 Class인 필수 냉각수 구조물 및 터널은 0.44~0.53, 6,000 Class인 원자로 격납건물은 0.62로 FIB 제안값과 유사하였다. 실측된 재령계수로 내구수명을 예측한 결과 원전의 모든 안전관련 콘크리트 구조물은 설계수명 60년 이상을 만족하는 것으로 나타났다.

변색법을 활용한 해양 콘크리트 구조물의 염해평가 (Evaluation on Chloride Attack by Colormetric Method in Marine Concrete Structures.)

  • 박진호;김명유;곽상윤;양은익;박해균
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(II)
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    • pp.181-184
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    • 2005
  • When concrete structures are exposed under marine condition for a long time, the steel in concrete is corroded due to the ingression of chlorides in the seawater. Because the damages of corrosion resulting from the chloride ion are very serious, many researches have been performed. However evaluation on chloride attack of concrete structures are not fully examined, recently. Therefore, the objective of this paper is to study the applicability of colormetric method. For the purpose of this, reaction mechanism of colormetric method were investigated, and the colormetric method is applied for marine concrete structures. According to the test results, the diffusion coefficient by colormetric method is not so different to the value of chloride concentration profile test. It is confirmed that the colormetric method is useful tool for estimating the chloride of concrete structures in situ. The average chloride amount of colored parts indicates 0.9kg/$m^{3}$ per concrete unit weight.

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콘크리트 구조물의 단일 및 복합열화 환경하에서의 염소이온 확산특성 (Diffusion Characteristics of Chloride ion under Single and Combined Attacks in Concrete Structures)

  • 오병환;강의영;인광진;이성규;서정문
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.708-717
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    • 2002
  • 해안 등 열악한 환경에 노출되는 구조물들의 건설이 증가되면서 구조물의 내구성 문제가 심각해지고 있다. 특히, 염해만이 아니라 염해와 황산염 그리고 중성화 등 복합작용에 의한 열화문제는 아직도 연구된 바가 거의 없는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 염해와 황산염 및 중성화가 복합된 환경하에서 콘크리트 구조물의 성능저하 현상을 살피고 이들의 상호작용과 영향을 실험적으로 구명하는데 그 목적을 두고 있다. 이를 위해서 단일 및 복합열화 실험을 포괄적으로 수행하였다. 본 연구결과, 염소이온 단일열화시 보다 황산염 또는 황산염과 중성화가 복합되었을 경우의 열화현상이 더 두드러졌으며, 모든 열화조건에서 표면염소이온의 농도는 시간에 따라 증가하고 반면에 확산계수는 시간에 따라 감소하는 경향을 나타냈다. 표면염소이온 농도는 복합열화에서 더 증가하며 특히 염소이온 확산계수는 염해와 황산염 2중 복합열화시 더 커지고 여기에 중성화가 복합될 경우 더욱 커지는 것으로 나타났다. 따라서, 해안 구조물과 같이 염해와 황산염 및 중성화가 복합될 경우 염소이온의 침투가 더욱 커져 이들의 합리적인 고려가 필요한 것으로 나타났다.

Assessment of some parameters of corrosion initiation prediction of reinforced concrete in marine environments

  • Moodi, Faramarz;Ramezanianpour, Aliakbar;Jahangiri, Ehsan
    • Computers and Concrete
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    • 제13권1호
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    • pp.71-82
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    • 2014
  • Chloride ion ingress is one of the major problems that affect the durability of concrete structures such as bridge decks, concrete pavements, and other structures exposed to harsh saline environments. Therefore, durability based design of concrete structures in severe condition has gained great significance in recent decades and various mathematical models for estimating the service life of rein-forced concrete have been proposed. In spite of comprehensive researches on the corrosion of rein-forced concrete, there are still various controversial concepts in quantitation of durability parameters such as chloride diffusion coefficient and surface chloride content. Effect of environment conditions on the durability of concrete structures is one of the most important issues. Hence, regional investigations are necessary for durability based design and evaluation of the models. Persian Gulf is one of the most aggressive regions of the world because of elevated temperature and humidity as well as high content of chloride ions in seawater. The aim of this study is evaluation of some parameters of durability of RC structures in marine environment from viewpoint of corrosion initiation. For this purpose, some experiments were carried out on the real RC structures and in laboratory. The result showed that various uncertainties in parameters of durability were existed.

기능성 방청혼화제 혼입율 변화에 따른 모르타르의 방청성능 평가 (Evaluation of anti-rust properties of mortar with functionality anti-rust agent)

  • 김상섭;이명호;윤원근;장덕배;한민철;한천구
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2014년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.104-105
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    • 2014
  • In this study, fundamental properties of mortar with the variation of dosage of anti-rust agent has been tested to evaluate the effect of the anti-rust agent. Dosage of anti-rust agent was fixed as 0,3,6,9%, respectively. The variation of the flow, compressive strength and diffusion speed of chloride ion has been tested to evaluate the effect of the anti-rust agent. Results showed that flow has been smally increased. For the compressive strength, compressive strength increased with the increase of dosage of agent. For the diffusion speed of chloride, the speed decreased with the increase of dosage of the anti-rust agent. For the overall consideration, it could be identified that when the dosage of anti-rust agent was fixed as 3-6%, the mortar showed the optimum performances.

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