The permeability is the most direct indicator to reflect the durability of concrete, and the testing methods based on external electric field can be used to evaluate concrete permeability rapidly. This study aims to use an experiment method to accurately predict the permeability of concrete box beam during service. The ion migration experiments and concrete surface resistivity are measured to evaluate permeability of five concrete box beams, and the relations between these results in service concrete and electric flux after 6 hours by ASTM C1202 in the laboratory are analyzed. The chloride diffusion coefficient of concrete, concrete surface resistivity and concrete 6 hours charge have good correlation relationship, which denote that the chloride diffusion coefficient and the surface resistivity of concrete are effective for evaluating the durability of concrete structures. The chloride diffusion coefficient of concrete is directly evaluated permeability of concrete box beam in service and may be used to predict the service life, which is fit to engineering applications and the concrete box beam is non-destructive. The concrete surface resistivity is easier available than the chloride diffusion coefficient, but it is directly not used to calculate the service life. Therefore the mathematical relation of the concrete surface resistivity and the concrete chloride diffusion coefficient need to be found, which the service life of reinforced concrete is obtained by the concrete surface resistivity.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제9권1호
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pp.119-132
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2015
Electrical resistivity is an important physical property of portland cement concrete which is directly related to chloride induced corrosion process. This study examined the electrical surface resistivity (SR) and bulk electrical resistivity (BR) of concrete cylinders for various binary and ternary based high-performance concrete (HPC) mixtures from 7 to 161 days. Two different types of instruments were utilized for this investigation and they were 4 point Wenner probe meter for SR and Merlin conductivity tester for bulk resistivity measurements. Chronological development of electrical resistivity as well as correlation between two types of resistivity on several days was established for all concrete mixtures. The ratio of experimental surface resistance to bulk resistance and corresponding resistivity was computed and compared with theoretical values. Results depicted that bulk and SR are well correlated for different groups of HPC mixtures and these mixtures have attained higher range of electrical resistivity for both types of measurements. In addition, this study presents distribution of surface and bulk resistivity in different permeability classes as proposed by Florida Department of Transportation (FDOT) specification from 7 to 161 days. Furthermore, electrical resistivity data for several HPC mixtures and testing procedure provide multiple promising options for long lasting bridge decks against chloride induced corrosion due to its ease of implementation, repeatability, non-destructive nature, and low cost.
콘크리트의 투수성능을 평가하는 여러 가지 비파괴시험방법 중의 하나는 표면전기저항을 측정하는 것이다. 그러나 콘크리트내에 강섬유로 인한 판단의 오류가 발생할 수 있기 때문에 강섬유 보강콘크리트에 본 표면전기저항측정방법을 적용하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 강섬유보강 콘크리트의 강섬유 분산도가 표면전기저항에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하였다. 3개의 정방형 및 원형 실험체의 4개면에서의 저항치를 3번 반복하여 측정하였으며, 서로 비교하였다. 측정결과에 의하면, 원형실험체를 이용한 실험결과가 정방형 실험체의 결과에 비하여 강섬유의 영향을 일관되게 나타내고 있는 것으로 확인되었다. 또한, 강섬유의 분산도는 강섬유 혼입량에 비하여 측정결과에 미치는 영향이 미미한 것으로 나타났다. 결론적으로, 표면전기저항측정을 이용한 비파괴 평가법은 0.5%까지의 강섬유를 포함한 SFRC의 투수성 평가에 적용될 수 있는 것으로 판단된다.
Essentially, when electrical current flows easily in concrete that has large pores filled with highly connective pore water, this is an indication of a low resistivity concrete. In concrete, the flow of current between anodic and cathodic sites on a steel reinforcing bar surface is regulated by the concrete electrical resistance. Therefore, deterioration of any existing reinforced concrete structure due to corrosion of reinforcement steel bar is governed, to some extent, by resistivity of concrete. Resistivity of concrete can be improved by using SCMs and thus increases the concrete electrical resistance and the ability of concrete to resist chloride ingress and/or oxygen penetration resulting in prolonging the onset of corrosion. After depassivation it may slow down the corrosion rate of the steel bar. This indicates the need for further study of the effect of electric arc furnace dust (EAFD) addition on the concrete resistivity. In this study, concrete specimens rather than mortars were cast with different additions of EAFD to verify the electrochemical results obtained and to try to understand the role of EAFD addition in influencing the corrosion behaviour of reinforcing steel bar embedded in concrete and its relation to the resistivity of concrete. The results of these investigations indicated that the corrosion resistance of steel bars embedded in concrete containing EAFD was improved, which may link to the high resistivity found in EAFD-concrete. In this paper, potential measurements, corrosion rates, gravimetric corrosion weight results and resistivity measurements will be presented and their relationships will also be discussed in details.
본 논문에서는 실험을 통해 섬유복합 보강근이 콘크리트 표면저항치에 미치는 영향을 고찰하였다. 본 실험에서 콘크리트의 표면저항치는 Wenner기법에 의하여 4probe 방식에 의하여 측정되었다. 이형철근과 국내에서 생산된 GFRP 보강근 및 CFRP 보강근이 사용되었으며, 비교를 위하여 무보강 실험체의 표면저항치도 측정되었다. 기존의 연구에 따르면, 내부에 보강된 이형철근에 의하여 저항치가 영향을 받게 되는데, 보강근의 위치, 깊이 및 보강방향에 의하여 영향을 받는 것으로 보고된바 있다. 본 논문에서는 노후된 콘크리트구조물의 보강재와 신설구조물의 철근을 대신하여 사용될 수 있는 GFRP 및 CFRP 보강근이 사용되었을 때, 표면저항치의 변화를 실험적으로 고찰하였으며, 이 결과는 향후 FRP가 사용된 구조물의 부식상태 파악을 위한 비파괴시험 결과에 대한 평가에 유용하게 사용될 수 있다.
Concrete surface is a part that resists chiefly to carbonation by carbonic acid gas, affluence of rainwater and air, deterioration by freezing thawing, salt damage by seawater, and other chemical erosion etc. Therefore, this research analyzed physical characteristic and durable characteristic of concrete eliminated glut water and bubble of concrete surface using CON-SILK that is permeated with dehydration. As a research result, concrete using CON-SILK was improved, in comparison with concrete using general formwork, in physical performance and durability of concrete, as surface hardness, carbonation resistivity, and salt content permeation resistivity etc. Therefore, we could know that it is effective to use CON-SILK in performance elevation of concrete surface.
Corrosion of Reinforcement (rebar) is nondestructively estimated by the half-cell potential measurement. As is the case with other nondestructive testings (NDT), understanding of the underlying principles should be clarified in order to obtain meaningful results. Therefore, the measurement of potentials in concrete is analytically investigated. The effect of internal defects on the potentials measured is clarified numerically by the boundary element method (BEM). Thus, a simplified inversion by BEM is applied to convert the potentials on concrete surface to those on rebars, taking into account the concrete resistivity. Because the potentials measured on concrete surface are so sensitive to moisture content, concrete resistivity and surface condition, an inverse procedure to convert the potentials on concrete surface into those on rebars is developed on the basis of BEM. It is found that ASTM criterion is practically applicable to estimate corrosion from the potential values converted. In experiments, an applicability of the procedure is examined by accelerated corrosion tests of reinforced concrete (RC) slabs. For practical use, the procedure is developed where results of IBEM are visualized by VRML (Virtual Reality modeling Language) in three-dimensional space.
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.
강섬유보강 콘크리트는 숏크리트와 쉴드터널 세그먼트 등에 널리 이용되는 건설재료이다. 강섬유와 이형철근이 동시에 보강된 콘크리트 구조물에서 강섬유와 철근의 부식은 장기적 내구성능에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 이러한 구조물의 부식 가능성과 침투성능에 대한 적정한 평가가 가능한 방법의 도출이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 강섬유와 철근이 동시에 보강된 콘크리트의 부식평가방안에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 강섬유의 혼입량, 이형철근의 부식유무 등을 변수로 실험체를 제작하였으며, 각 변수 등이 표면전기저항치에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과, 강섬유는 전류의 교란을 발생시켜 표면전기저항치를 크게 저하시키는 것으로 확인되었다. 또한 강섬유가 3% 이상 혼입이 되면, 내부 이형 철근의 부식상태 및 부식가능성에 대한 평가가 불가능한 것으로 판단된다.
PURPOSES : The pole electrode method damaged the concrete pavement on inserting the electrode into the pavement surface. This study examined the feasibility of the flat electrode method to observe the concrete pavement instead of the pole electrode method and analyzed the resistivity characteristics of the concrete by performing laboratory tests. METHODS : The resistivity of the concrete specimens manufactured with three different mixing ratios (38.50%, 39.50%, and 40.50%) were measured using the pole and flat electrode methods according to the concrete age (7 and 28 days) and electrode spacing (20 mm, 30 mm, and 40 mm). RESULTS :In both pole and flat electrode methods, the resistivity increased with increasing fine aggregate proportion regardless of the concrete age. The resistivity measured at a concrete age of 28 days was slightly larger than that measured at 7 days. In the case of a concrete age of 7 days, the resistivity measured by the flat electrode method was larger than that measured by the pole electrode method. The difference disappeared at 28 days. CONCLUSIONS :The results suggest that the flat electrode method can replace the pole electrode method because the resistivity measured by both methods was similar. Hence, the development of a technology to apply the flat electrode method to actual concrete pavement is necessary.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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