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논문KCI 등재

콘크리트내의 이중구조와 시간의존성을 고려한 염화물 해석기법의 개발

Analysis Technique for Chloride Penetration using Double-layer and Time-Dependent Chloride Diffusion in Concrete

김진영|김영준|오경석|권성준|문진만
한국구조물진단유지관리공학회 (The Korea Institute For Structural Maintenance and Inspection)|2015.09|한국구조물진단유지관리공학회 논문집 (Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection)|제19권 제5호|pp. 83-91

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Apparent diffusion coefficient이중구조Double layerSurface chloride contents표면염화물겉보기염화물 확산계수시간의존성 확산표면함침Time-dependent diffusionSurface impregnation
주제분류안전공학

초록

콘크리트 표면의 상태에 따라 염화물은 증가 또는 감소하게 되며 이는 철근부식 및 내구수명에 매우 중요한 인자가 된다. 콘크리트의 내구성 저하를 방지하기 위해 표면함침과 같이 많은 표면강화 기술이 개발되었으나 이중 콘크리트 구조와 확산계수의 시간의존성을 고려한 염화물 해석방법은 매우 제한적이다. 본 논문에서는 표면 강화된 이중구조 콘크리트에 대해 시간의존성 확산계수를 도입하여 염화물 해석기법을 제안하였으며, 역해석을 통하여기존의 실험결과와 비교하였다. 2년간 비말대, 해수중, 조석대 상태에 노출된 표면 함침된 콘크리트 시편에 대해 표면염화물량과 확산계수를도출하고 Life-365에서 제안한 확산계수 식과 비교 분석하였다. 시간의존성을 고려한 결과 비말대 시편의 오차는 0.28에서 0.20 수준으로, 조석대 시편은 0.29에서 0.11 수준으로, 해수중에서는 0.54에서 0.40 수준으로 오차가 감소함을 알 수 있었다. 또한 Life365에서 사용되는 확산계수식을 사용할 경우, 과다한 확산계수로 인해 상대오차가 커지고 높은 침투깊이(e)와 낮은 확산계수비(D1/D2)를 필요로 함을 알 수 있다.

Abstract

With varying conditions of concrete surface, induced chloride contents are changed and this is a key parameter for steel corrosion and service life in RC (Reinforced Concrete) structures. Many surface enhancement techniques using impregnation have been developed, however the evaluation techniques for chloride behavior through doubly layered media and time-dependent diffusion are rarely proposed. This paper presents an analysis technique considering double-layer concrete and time-dependent diffusion behavior, and the results are compared with those from the previous test results through reverse analysis. The chloride profiles from the surface-impregnated concrete exposed to atmospheric, tidal, submerged zone for 2 years are adopted. Furthermore surface chloride contents and diffusion coefficients are obtained, and are compared with those from Life365. Through consideration of time effect, the relative error decreases from 0.28 to 0.20 in atmospheric, 0.29 to 0.11 in tidal, and 0.54 to 0.40 in submerged zone, respectively, which shows more reasonable results. Utilizing the diffusion coefficients from Life365, relative errors increases and it needs deeper penetration depth (e) and lower diffusion coefficient ratio (D1/D2) due to higher diffusion coefficient.

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