Kim, Jung-Gu;Park, Zin-Taek;Yoo, Ji-Hong;Hwang, Woon-Suk
Corrosion Science and Technology
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제3권3호
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pp.118-126
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2004
The correlation between sensor output and corrosion rate of reinforcing steel was evaluated by laboratory electrochemical tests in saturated $Ca(OH)_2$ with 3.5 wt.% NaCl and confirmed in concrete environment. In this paper, two types of electrochemical probes were developed: galvanic cells containing of steel/copper and steel/stainless steel couples. Potentiodynamic test, weight loss measurement, monitoring of open-circuit potential, linear polarization resistance (LPR) measurement and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used to evaluate the corrosion behavior of steel bar embedded in concrete. Also, galvanic current measurements were conducted to obtain the charge of sensor embedded in concrete. In this study, steel/copper and steel/stainless steel sensors showed a good correlation in simulated concrete solution between sensor output and corrosion rate of steel bar. However, there was no linear relationship between steel/stainless steel sensor output and corrosion rate of steel bar in concrete environment due to the low galvanic current output. Thus, steel/copper sensor is a reliable corrosion monitoring sensor system which can detect corrosion rate of reinforcing steel in concrete structures.
Concrete cracking due to the temperature gradient across the wall, caused by the difference in temperature between cryogenic liquid natural gas stored and surrounding environment of in-ground LNG storage tank, is investigated in this study. Crack propagation of concrete LNG tank is effectively simulated by using a layered degenerated shell element. In addition, material nonlinearity is taken into consideration on the basis of the nonlinear elastic-orthotropic model. Finally, numerical analysis for a real LNG storage tank is conducted with the objective to verify the efficiency of the introduced model.
In the event of a severe accident in Sodium Cooled Fast Reactors (SFR), the sodium combustion aerosols along with fission product aerosols would migrate to the environment through leak paths of the Reactor Containment Building (RCB) concrete wall under positive pressure. Understanding the characteristics of sodium aerosol transport through concrete leak paths is important as it governs the environmental source term. In this context, experiments are conducted to study the influence of various parameters like pressure, initial mass concentration, leak path diameter, humidity etc., on the transport and deposition of sodium aerosols in straight leak paths of concrete. The leak paths in concrete specimens are prepared by casting and the diameter of the leak path is measured using thermography technique. Aerosol transport experiments are conducted to measure the transported and plugged aerosol mass in the leak paths and corresponding plugging times. The values of differential pressure, aerosol concentration and relative humidity taken for the study are in the ranges 10-15 kPa, 0.65-3.04 g/m3 and 30-90% respectively. These observations are numerically simulated using 1-Dimensional transport equation. The simulated values are compared with the experimental results and reasonable agreement among them is observed. From the safety assessment view of reactor, the approach presented here is conservative as it is with straight leak paths.
이 연구에서는 글라이코 캘릭스 형성 박테리아를 이용한 콘크리트 구조체의 표면 코팅기술의 실제 적용의 중요성과 문제점을파악하기 위하여 유사 하수환경에서 Mock-up 실험을 수행하였다. 황산염 열화의 조건에서 원주형 콘크리트시험체의 압축강도와 질량의 변화를 평가하였다. 박테리아의 생장성 및 글라이코 캘릭스 생성량은 하수관에서 채취한 시료로부터 평가되었다. 이와 함께 유사 하수환경에서 Rhodobacter capsualtus의 적용이 주변 생태환경에 미치는 유해성을 평가하기 위해 차세대 염기서열 분석이 수행되었다. Mock-up 실험결과 개발된 코팅재가 적용된 콘크리트 시험체는 황산염 열화에 의한 콘크리트의 압축강도 저하 및 질량감소는 발생하지 않았으며, 하수 환경에서 우수한 열화저항성능을 갖는 것으로 평가되었다. 재령 91일에서 경화된 코팅재에서 분리된 박테리아의 생균수 및 글라이코 캘릭스 생성량은 각각 1.4×104cell/mL 및 67.5mg/㎤이었다. 더불어 글라이코 캘릭스 코팅 콘크리트 하수관이 설치된 하수에서는 유해균주가 발견되지 않았다. 이는 코팅 재료로서 활용된 Rhodobacter capsulatus가 하수 환경에서 주변 생태환경에 미치는 영향이 없음을 의미한다.
Reliable human performance is a prerequisite in securing the safety of complicated process systems such as nuclear power plants. However, the amount of available knowledge that can explain why operators deviate from an expected performance level is so small because of the infrequency of real accidents. Therefore, in this study, a database that contains a set of useful information extracted from simulated emergencies was developed in order to provide important clues for understanding the change of operators' performance under stressful conditions (i.e., real accidents). The database was developed under Microsoft Windows TM environment using Microsoft Access $97^{TM}$ and Microsoft Visual Basic $6.0^{TM}$. In the database, operators' performance data obtained from the analysis of over 100 audio-visual records for simulated emergencies were stored using twenty kinds of distinctive data fields. A total of ten kinds of operators' performance data are available from the developed database. Although it is still difficult to predict operators' performance under stressful conditions based on the results of simulated emergencies, simulation studies remain the most feasible way to scrutinize performance. Accordingly, it is expected that the performance data of this study will provide a concrete foundation for understanding the change of operators' performance in emergency situations.
The effect of zinc oxide as an inhibitor for the corrosion of steel in concrete environment was studied by weight loss measurements, potential-time behaviour and anodic polarization technique. The salient features of the investigation were: in 100% OPC extracts, the passivity of steel was readily destroyed, however extracts containing various concentration of zinc oxide, the passivity of steel was maintained even in the presence of 30,000 ppm of chloride. Alkalinity of concrete was maintained by the addition of zinc oxide. The efficiency of the inhibitor was found to increase with increasing inhibitor concentration. Addition of zinc oxide in the range 3 to 4% by weight of cement was sufficient to protect the rebars.
해상교량은 바다에 노출되기 때문에 많은 경우 본래의 설계수명을 다하지 못하고 조기에 열화된다. 이러한 콘크리트 열화는 다공성인 콘크리트 내부에 염분이 침투함으로써 철근부식을 야기하고, 부식된 철근은 보통 $6{\sim}10$배까지 부피가 팽창하면서 콘크리트에 균열을 일으키고 결국 탈락(박리)으로 이어진다. 이와 같은 철근부식과 균열발생의 가속화는 구조물의 심각한 손상과 궁극적으로 붕괴까지 이어질 수 있다. 따라서 이러한 피해를 막기 위해서는 콘크리트 내 철근부식의 정확한 이해가 필요하며, 부식발생의 정량화에 의한 예측은 물론 적절한 방식법을 적용해야한다. 음극방식법은 비교적 최근에 개발된 철근콘크리트 구조물의 방식법 중 하나이며 요즈음도 해외 여러 나라에서 이에 대한 방식시스템 연구가 활발하다. 본 연구에서는 해상교량이나 항만부두 구조물의 상판부에 대한 예비실험 성격으로 슬랩 시험편(40cm ${\ast}$ 30cm ${\ast}$ 18cm)을 채택하였다. 시험환경은 15% 염분과 온도 $40^{\circ}C$의 가속화된 해양환경이었으며, 시험 기간 동안 주기적인 건습 반복을 실시하였다. 방식시험편은 음극방식 기술의 하나인 Zn-mesh에 의한 희생양극식을 채택하였다. 연구내용으로는 음극방식에 의한 방식성능을 관찰하였으며 신설구조물과 보수구조물에 대한 방식 효과를 비교하였다.
Haeri, Hadi;Sarfarazi, Vahab;Zhu, Zheming;Hedayat, Ahmadreza;Marji, Mohammad Fatehi
Structural Engineering and Mechanics
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제66권4호
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pp.445-452
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2018
In this paper the effects of particle size and model scale of concrete have been investigated on point load index, tensile strength, and the failure processes using a PFC2D numerical modeling study. Circular and semi-circular specimens of concrete were numerically modeled using the same particle size, 0.27 mm, but with different model diameters of 75 mm, 54 mm, 25 mm, and 12.5 mm. In addition, circular and semi-circular models with the diameter of 27 mm and particle sizes of 0.27 mm, 0.47 mm, 0.67 mm, 0.87 mm, 1.07 mm, and 1.27 mm were simulated to determine whether they can match the experimental observations from point load and Brazilian tests. The numerical modeling results show that the failure patterns are influenced by the model scale and particle size, as expected. Both Is(50) and Brazilian tensile strength values increased as the model diameter and particle sizes increased. The ratio of Brazilian tensile strength to Is(50) showed a reduction as the particle size increased but did not change with the increase in the model scale.
The characteristic response of a structure to blast load may be divided into two distinctive phases, namely the direct blast response during which the shock wave effect and localized damage take place, and the post-blast phase whereby progressive collapse may occur. A reliable post-blast analysis depends on a sound understanding of the direct blast effect. Because of the complex loading environment and the stress wave effects, the analysis on the direct effect often necessitates a high fidelity numerical model with coupled fluid (air) and solid subdomains. In such a modelling framework, an appropriate representation of the blast load and the high nonlinearity of the material response is a key to a reliable outcome. This paper presents a series of calibration study on these two important modelling considerations in a coupled Eulerian-Lagrangian framework using a hydrocode. The calibration of the simulated blast load is carried out for both free air and internal explosions. The simulation of the extreme dynamic response of concrete components is achieved using an advanced concrete damage model in conjunction with an element erosion scheme. Validation simulations are conducted for two representative scenarios; one involves a concrete slab under internal blast, and the other with a RC column under air blast, with a particular focus on the simulation sensitivity to the mesh size and the erosion criterion.
Corrosion of the steel rebar in coastal environment caused huge economical loss of the globe. Therefore, coating on the steel rebar being used to mitigate the corrosion. In the present study, we have applied epoxy coating on arc thermal sprayed Al coating (a dual metal/polymeric coating) vis-à-vis compared with as coated one (Al coating). The corrosion studies were performed in simulated concrete pore solution with 3.5 wt. % NaCl solution. The morphology of the dual epoxy/Al coating is smooth while Al coating shows rankle and defects. Due to defects, Al coating is susceptible to corrosion while dual epoxy/Al coating has performed excellent compared to as coated one at extended period of immersion.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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