본 논문은 동결융해가 콘크리트 공극구조에 미치는 영향에 대한 연구로 공극구조 분석을 이용하여 반복적인 동결융해로 인한 콘크리트의 손상을 반영할 수 있는 매개변수들을 도출하고, 도출된 매개변수들의 변화를 분석하고 동결융해 내구성 지수들(상대동탄성계수, 표면 박리량)과의 상관성을 분석하였다. 이를 위해 기존 동결융해 손상 평가 방법인 KS F 2456을 이용하여 각 사이클별 콘크리트의 동결융해 손상정도와 이때의 공극구조 변화를 분석하였다.
그 결과 동결융해 저항성을 반영하는 매개변수로 공극률과 간격계수가 적합한 것으로 나타났다. 공극률의 경우 동결 융해 손상에 따라 증가하고, 간격계수는 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 원인은 공극의 수와 공극 면적의 변화인 것으로 나타났다.
공극 수와 공극면적의 변화는 반복적인 동결융해에 따른 표면 박리량 증가와도 관련이 있는 것으로 판단하였다. 반복적인 동결융해가 콘크리트 표면에 새로운 공극을 증가시키고, 기존의 공극을 더 크게 만들어 결국 이러한 결과로 박리량이 증가하는 것으로 판단하였다.
총 공극수 증가비율은 동결융해 손상이 진행됨에 따라 비-연행 콘크리트(non-AE Concrete)가 연행 콘크리트(AE Concrete) 보다 높게 나타났다.
특이한 사항은 물-결합재 비가 60% 인 경우, AE제 유무에 관계없이 180 cycle에서 300 Cycle로 진행되는 동안 오히려 총 공극수가 감소하는 것으로 나타났으며, 원인으로는 물-결합재 비가 클수록 동결융해 손상이 가속화 되며, 그 결과 기존에 존재하는 인근 공극들이 합쳐져서 하나의 큰 공극으로 전환한 것으로 확인하였다.
공극 크기별 공극수 분포를 분석한 결과, 초기 공기연행 콘크리트의 공극들은 각 크기별로 분포하고 있는 것으로 나타났다. 그러나 비-연행 콘크리트의 경우 동결 초기 공극이 거의 없는 것으로 나타났다.
동결융해 손상이 진행되면서 공극 크기별로 공극수가 점점 증가하는 것으로 나타났다. 특히 400㎛이하 크기에서 공극이 증가하였으며, 그 증가 폭은 공기 연행 콘크리트 보다 비-연행 콘크리트가 큰 것으로 나타났다.
동결융해에 따라 총 공극 면적은 증가하는 것으로 나타났으며, 총 공극면적 증가율은 공기 연행 콘크리트 보다 비-연행 콘크리트가 큰 것으로 나타났다. 물-결합재 비가 높을수록 동결융해 손상에 의한 총 공극면적 증가율이 큰 것으로 나타났다.
총 공극 면적에서 갇힌공극(1000㎛ 이상)이 차지하는 공극면적이 연행공극이 보다 크게 나타났으며, 동결융해 손상에 따른 공극 면적 증가율 역시 갇힌공극이 연행공극보다 큰 것으로 나타났다. 갇힌공극의 면적 증가율은 공기 연행 콘크리트 보다 비-연행 콘크리트가 큰 것으로 나타났다. 물-결합재 비가 높을수록 동결융해 손상에 의한 갇힌공극 면적 증가율이 큰 것으로 나타났다.
동결융해 초기 연행공극 면적 분포를 보면 공기 연행 콘크리트의 면적 분포가 비-연행 콘크리트 면적분포 보다 큰 것으로 나타났다.
본 논문은 동결융해가 콘크리트 공극구조에 미치는 영향에 대한 연구로 공극구조 분석을 이용하여 반복적인 동결융해로 인한 콘크리트의 손상을 반영할 수 있는 매개변수들을 도출하고, 도출된 매개변수들의 변화를 분석하고 동결융해 내구성 지수들(상대동탄성계수, 표면 박리량)과의 상관성을 분석하였다. 이를 위해 기존 동결융해 손상 평가 방법인 KS F 2456을 이용하여 각 사이클별 콘크리트의 동결융해 손상정도와 이때의 공극구조 변화를 분석하였다.
그 결과 동결융해 저항성을 반영하는 매개변수로 공극률과 간격계수가 적합한 것으로 나타났다. 공극률의 경우 동결 융해 손상에 따라 증가하고, 간격계수는 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 원인은 공극의 수와 공극 면적의 변화인 것으로 나타났다.
공극 수와 공극면적의 변화는 반복적인 동결융해에 따른 표면 박리량 증가와도 관련이 있는 것으로 판단하였다. 반복적인 동결융해가 콘크리트 표면에 새로운 공극을 증가시키고, 기존의 공극을 더 크게 만들어 결국 이러한 결과로 박리량이 증가하는 것으로 판단하였다.
총 공극수 증가비율은 동결융해 손상이 진행됨에 따라 비-연행 콘크리트(non-AE Concrete)가 연행 콘크리트(AE Concrete) 보다 높게 나타났다.
특이한 사항은 물-결합재 비가 60% 인 경우, AE제 유무에 관계없이 180 cycle에서 300 Cycle로 진행되는 동안 오히려 총 공극수가 감소하는 것으로 나타났으며, 원인으로는 물-결합재 비가 클수록 동결융해 손상이 가속화 되며, 그 결과 기존에 존재하는 인근 공극들이 합쳐져서 하나의 큰 공극으로 전환한 것으로 확인하였다.
공극 크기별 공극수 분포를 분석한 결과, 초기 공기연행 콘크리트의 공극들은 각 크기별로 분포하고 있는 것으로 나타났다. 그러나 비-연행 콘크리트의 경우 동결 초기 공극이 거의 없는 것으로 나타났다.
동결융해 손상이 진행되면서 공극 크기별로 공극수가 점점 증가하는 것으로 나타났다. 특히 400㎛이하 크기에서 공극이 증가하였으며, 그 증가 폭은 공기 연행 콘크리트 보다 비-연행 콘크리트가 큰 것으로 나타났다.
동결융해에 따라 총 공극 면적은 증가하는 것으로 나타났으며, 총 공극면적 증가율은 공기 연행 콘크리트 보다 비-연행 콘크리트가 큰 것으로 나타났다. 물-결합재 비가 높을수록 동결융해 손상에 의한 총 공극면적 증가율이 큰 것으로 나타났다.
총 공극 면적에서 갇힌공극(1000㎛ 이상)이 차지하는 공극면적이 연행공극이 보다 크게 나타났으며, 동결융해 손상에 따른 공극 면적 증가율 역시 갇힌공극이 연행공극보다 큰 것으로 나타났다. 갇힌공극의 면적 증가율은 공기 연행 콘크리트 보다 비-연행 콘크리트가 큰 것으로 나타났다. 물-결합재 비가 높을수록 동결융해 손상에 의한 갇힌공극 면적 증가율이 큰 것으로 나타났다.
동결융해 초기 연행공극 면적 분포를 보면 공기 연행 콘크리트의 면적 분포가 비-연행 콘크리트 면적분포 보다 큰 것으로 나타났다.
This paper is a study on the effect of freezing and thawing on the pore structure of concrete. Pore structure analysis was used to derive the parameters that can reflect the damage of concrete due to repeated freezing and thawing.
The correlation between the changes of the derived parameters and...
This paper is a study on the effect of freezing and thawing on the pore structure of concrete. Pore structure analysis was used to derive the parameters that can reflect the damage of concrete due to repeated freezing and thawing.
The correlation between the changes of the derived parameters and the freeze-thaw durability(relative dynamic modulus, scaling weight) was analyzed. For this purpose, KS F 2456 was used to analyze the degree of freezing and thawing of concrete and the change of pore structure at that time.
As a result, porosity and spacing factor were found to be suitable parameters to reflect freeze-thaw resistance. Porosity increased and spacing factor decreased with repetitive freezing and thawing. The cause is the change in the number of voids and void area.
Changes in void number and pore area were also related to the increase in scaling weight due to repeated freezing and thawing. It was concluded that repeated freezing and thawing increased the new voids on the concrete surface and increased the area of existing voids.
The increase ratio of Total void number was higher non-AE concrete than AE concrete to repeated freezing and thawing.
When the water-binder ratio was 60%, the total air void number decreased during the course from 180 cycles to 300 cycles regardless of the presence of AE. For this reason, the larger the water-binder ratio, the faster the freeze-thaw damage, and as a result, the existing nearby voids were merged into one large void.
As a result of analysis of void number distribution, voids of initial AE concrete were found to be distributed by each size. However, in the case of Non-AE concrete, the initial porosity was few. As the freezing and thawing progresses, the void size increases gradually. Especially, the void size increased below 400 ㎛, and the increase of the void size was larger non-AE concrete than AE concrete.
The total void area increased with freezing and thawing, and the increase ratio of total void area was higher non-AE concrete than AE concrete to repeated freezing and thawing. The higher the water-binder ratio, the greater the increase ratio of total void area due to freezing and thawing.
The entrapped air void area was larger than entrained air void. The increase rate of entrapped air void area was also found to be larger than entrained air void due to freezing and thawing.
The initial entrained air void area distribution was larger than that of entrained air void.
This paper is a study on the effect of freezing and thawing on the pore structure of concrete. Pore structure analysis was used to derive the parameters that can reflect the damage of concrete due to repeated freezing and thawing.
The correlation between the changes of the derived parameters and the freeze-thaw durability(relative dynamic modulus, scaling weight) was analyzed. For this purpose, KS F 2456 was used to analyze the degree of freezing and thawing of concrete and the change of pore structure at that time.
As a result, porosity and spacing factor were found to be suitable parameters to reflect freeze-thaw resistance. Porosity increased and spacing factor decreased with repetitive freezing and thawing. The cause is the change in the number of voids and void area.
Changes in void number and pore area were also related to the increase in scaling weight due to repeated freezing and thawing. It was concluded that repeated freezing and thawing increased the new voids on the concrete surface and increased the area of existing voids.
The increase ratio of Total void number was higher non-AE concrete than AE concrete to repeated freezing and thawing.
When the water-binder ratio was 60%, the total air void number decreased during the course from 180 cycles to 300 cycles regardless of the presence of AE. For this reason, the larger the water-binder ratio, the faster the freeze-thaw damage, and as a result, the existing nearby voids were merged into one large void.
As a result of analysis of void number distribution, voids of initial AE concrete were found to be distributed by each size. However, in the case of Non-AE concrete, the initial porosity was few. As the freezing and thawing progresses, the void size increases gradually. Especially, the void size increased below 400 ㎛, and the increase of the void size was larger non-AE concrete than AE concrete.
The total void area increased with freezing and thawing, and the increase ratio of total void area was higher non-AE concrete than AE concrete to repeated freezing and thawing. The higher the water-binder ratio, the greater the increase ratio of total void area due to freezing and thawing.
The entrapped air void area was larger than entrained air void. The increase rate of entrapped air void area was also found to be larger than entrained air void due to freezing and thawing.
The initial entrained air void area distribution was larger than that of entrained air void.
주제어
#동결융해 저항성 콘크리트 공극구조 공극률 간격계수 공극수 공극면적
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