표면 침투제에 따른 콘크리트의 염화물 침투와 동결융해 저항성에대한 평가 Evaluation on Resistance of Chloride Attack and Freezing and Thawing of Connote with Surface Penetration Sealer원문보기
콘크리트는 내부에 결함 중 하나로써 존재하는 공극을 가진 재료이다. 만약 콘크리트의 공극률이 증가하면 콘크리트의 내구성은 감소하게 된다. 본 연구에서는 콘크리트의 표면 공극을 개선하기 위하여 표면 침투제를 시험체에 적용하였다. 그리고, 두 가지 유형의 표면 침투제를 이용하여 콘크리트에 도포함으로써 염화물 침투에 대한 저항성과 동결융해 저항성을 평가하였다. 결과에 따르면, 표면 침투제는 강도와 동결융해 저항성에 악영향을 미치지 않은 것으로 보인다. 염화물 침투 저항성에 있어 표면 침투제가 효과적임을 알 수 있었다.
콘크리트는 내부에 결함 중 하나로써 존재하는 공극을 가진 재료이다. 만약 콘크리트의 공극률이 증가하면 콘크리트의 내구성은 감소하게 된다. 본 연구에서는 콘크리트의 표면 공극을 개선하기 위하여 표면 침투제를 시험체에 적용하였다. 그리고, 두 가지 유형의 표면 침투제를 이용하여 콘크리트에 도포함으로써 염화물 침투에 대한 저항성과 동결융해 저항성을 평가하였다. 결과에 따르면, 표면 침투제는 강도와 동결융해 저항성에 악영향을 미치지 않은 것으로 보인다. 염화물 침투 저항성에 있어 표면 침투제가 효과적임을 알 수 있었다.
Concrete has a void, which exists as one of defect in concrete. If the porosity of concrete increases, durability of concrete decreases. In this paper, to improve surface void of concrete, surface penetration sealers are applied to specimen. And, it were investigated that the resistances of chloride...
Concrete has a void, which exists as one of defect in concrete. If the porosity of concrete increases, durability of concrete decreases. In this paper, to improve surface void of concrete, surface penetration sealers are applied to specimen. And, it were investigated that the resistances of chloride penetration and freezing and thawing for concrete with surface penetration sealer of two types. According to the results, surface penetration sealer has not show a harmful influence on strength and resistance of freezing and thawing. Surface penetration sealers were effective in the resistance of chloride penetration.
Concrete has a void, which exists as one of defect in concrete. If the porosity of concrete increases, durability of concrete decreases. In this paper, to improve surface void of concrete, surface penetration sealers are applied to specimen. And, it were investigated that the resistances of chloride penetration and freezing and thawing for concrete with surface penetration sealer of two types. According to the results, surface penetration sealer has not show a harmful influence on strength and resistance of freezing and thawing. Surface penetration sealers were effective in the resistance of chloride penetration.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서, 본 연구에서는 콘크리트 표면 공극을 개선하기 위하여 유 . 무기계(B type)와 무기계(D type) 2가지 타입의 표면 침투제를 사용하여 콘크리트공극 변화와화와 염화물 침투에 대한 저항성을 살펴보았다.
무기계(B type)와 무기계(D type) 2가지 타입의 표면 침투제를 사용하여 콘크리트공극 변화와화와 염화물 침투에 대한 저항성을 살펴보았다. 또한, 표면 공극의 변화가 콘크리트의 동결융해 저항성에 미치는 영향에 대하여 연구하고자 하였다.
예를 들어, 물-시멘트비의 저감, 광물질 혼화재의 혼입, 팽창재와구체방수제의 사용 등을 들 수 있다. 본 연구에서는 콘크리트 표면의 수밀성을 확보하기 위하여 사용된 표면 침투제를 적용한 콘크리트 시료에 대하여 투수 계수와 SEM 사진을 분석하였다.
본 연구에서는 크게 침투제에 따른 염화물 침투 저항성과 동결융해 저항성에 대하여 알아보고자 실험이 수행되었다. Table 4는 본 연구에서의 실험 변수를 나타낸다.
본 연구에서는 표면 침투제와 강도 수준에 따른 동결융해 저항성을 검토하고자 중량과 동탄성 계수를 측정하였다.
본 연구에서는 확산계수를 통하여 침투제의 염해에 대한 저항성을 조사하기 위하여 여러 방법 중 대표적인 침지 실험과 촉진실험(CTH)을 비교 실험하였다.
확산계수 평가를 위하여 본 연구에서는 침지 실험과 전기적 촉진실험을 사용하여 확산계수의 비교분석을 하고자 하였다. 이러한 염화물 침투 실험을 통하여 아래와 같은 식을 이용하여 염화물 확산계수를 평가하였다.
제안 방법
또한, 본 연구에서는 현재 원자력 구조물에서 사용되는 배합표를 사용하여 두 종류의 강도(21, 38.5MPa)를 가지는 콘크리트 시험체를 제작하여 실험하였으며, Slump는 10 + 2 cm, 공기량은 5±1%를 목표로 AE제와 SP제를 사용하여 배합하였다. 사용된 혼화제는 국내 J 사의 것을 사용하여 실험하였다.
유 . 무기계(B type)와 무기계(D type) 2가지 타입의 표면 침투제를 사용하여 콘크리트공극 변화와화와 염화물 침투에 대한 저항성을 살펴보았다. 또한, 표면 공극의 변화가 콘크리트의 동결융해 저항성에 미치는 영향에 대하여 연구하고자 하였다.
본 연구에서 사용된 표면 침투제는 실험 방법에서 설명한 것처럼 침투 용액에 침지하여 도포하였다. 침지 후 침투제의 침투 깊이를 측정하여 보았다.
본 연구에서는 B 법의 기중동결 수중 용해법을 사용하였으며, 30사이클마다 동탄성계수와 중량변화를 300사이클까지측정하였다. 동결 융해에 사용된 시험체는 1(X)x100x400 mm의 각주 시험 체를 사용하여 20 °C에서 14일 수중 양 생후 실험 하였다.
염화물 침투 실험은 침지 실험과 전기적 촉진 실험을 통하여 이루어졌는데, 침지 실험의 경우 자연 해수(농도 약 21kg/m3) 를 이용하여 NordTest NTBuild 443에 따라 농도 차에 의한 콘크리트의 미세공극을 통하여 염화물이 확산하도록 실험하였다.
Table 4는 본 연구에서의 실험 변수를 나타낸다. 염화물 침투 저항성은 전기적인 촉진 실험(CTH)과 침지 실험을 통하여 염화물 침투 깊이와 확산계수를 통하여 평가하고, 동결융해 저항성 실험은 중량변화와 동탄성계수의 측정을 통하여 평가하였다.
침지 실험과 촉진 실험을 통하여 변색법에 의한 염화물 침투 깊이를 측정하여 확산계수를 구하고, 표면으로부터의 거리에 따른 농도 프로파일을 얻음으로써 염화물 확산계수를 상호 비교하였다.
것처럼 침투 용액에 침지하여 도포하였다. 침지 후 침투제의 침투 깊이를 측정하여 보았다. Fig.
대상 데이터
시멘트를 사용하였다. 굵은 골재는 임곡리 부근의 최대 골재 치수 25mm 쇄석 골재를 사용하였으며, 잔골재는 연곡 하천의 자연사로 실험하였다.
동결 융해에 사용된 시험체는 1(X)x100x400 mm의 각주 시험 체를 사용하여 20 °C에서 14일 수중 양 생후 실험 하였다.
본 실험에서 시멘트는 KS L 5201의 규정에 적합한 1종 포틀랜드 시멘트를 사용하였다. 굵은 골재는 임곡리 부근의 최대 골재 치수 25mm 쇄석 골재를 사용하였으며, 잔골재는 연곡 하천의 자연사로 실험하였다.
평가에 있어 중요한 의미를 가진다. 본 연구에서는 침투제를 도포한 시험체를 염화물 용액(해수)에 일정 재령을 침지시킨 후, 3mm의 시료를 채취하여 염화 물량을 측정하였는데, 측정 포인트는 표면으평균 깊이평균깊이 5(3.5 〜6.5), 15(13.5-16.5), 25(23.5 -26.5), 35(33.5-36mm이다50 (48.5-51.5) mm 이다.
5MPa)를 가지는 콘크리트 시험체를 제작하여 실험하였으며, Slump는 10 + 2 cm, 공기량은 5±1%를 목표로 AE제와 SP제를 사용하여 배합하였다. 사용된 혼화제는 국내 J 사의 것을 사용하여 실험하였다. 또한 두 강도 수준 모두 플라이애쉬를 각각 20% 대체 사용하였다.
이론/모형
침투제 적용에 따른 표면 공극의 상대적인 변화를 알아보고자 투기 및 투수 계수를 측정하였으며, 투수계수는 KS F 2322에 따라 측정하였다. SEM 사진은 2(制 배 확대하여 측정되었다.
확산 촉진 실험은 Tang & Nilsson®이 제안한 비정상 상태의 확산실험 장치를 통하여 실험하였다. Fig.
성능/효과
1) 표면 침투제의 적용은 콘크리트의 강도에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
2) 침투제의 적용에 따른 중량과 동탄성 계수의 변화 결과를 살펴볼 때, 동결 융해 저항성에 영향을 주지 않는다.
3) 표면 침투제의 도포가 공극 개선의 효과로 인하여 투기 및 투수계수를 줄이는 것으로 나타났다.
4) 침투제의 도포는 두 강도 수준 모두에서 염화물 침투 깊이를 감소시킴으로써 염화물 확산계수를 저감시켰다.
5) 적용된 침투제는 공극 개선의 효과를 발휘함으로써, 염화물 침투를 억제하는 것으로 나타났다. 즉, 적절한 표면 침투제의 적용은 콘크리트 표면 공극을 개선함으로써 염화물의 침투를 받는 구조물에 있어 부식 개시시기를 연장할 수 있다.
13은 침지 실험에 의해 결정된 두 가지 확산계수 Da, De를 나타낸다. 결과를 살펴보면, Da, De 모두 침투제의적용이 확산계수를 저감하는 결과를 보인다. 고강도의 경우는 앞의 결과와 동일한 양상으로 나타났는데, 표면 침투제의 효율이 저강도에 비해 저하하는 것으로 나타났다.
결과를 살펴보면, 중량 변화율에 있어서 21 MPa 수준의 시험체가 38.5MPa 시험체에 비해 중량 변화가 약간 크게 나타났다. 이는 물-시멘트비가 낮아짐으로 인하여 공극이수밀해지기 때문에 공극의 자유수가 적음으로 인한 결과이다.
6은 표면 침투제를 적용함에 따른 경화 콘크리트의 압축강도의 결과를 나타낸다. 결과에 따르면, 두 강도 수준 모두 표면처리와 무처리 콘크리트의 강도는 5% 내외 정도로 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
그러므로, 적절한 표면 침투제는 염화물의 확산 속도를 늦춤으로써 부식 개시시기의 연장에 사용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
또한 D type의 경우도 무 처리한 경우(N)에 비해 염화물의 침투를 억제하는 성능을 가지고 있는 것으로 판단된다. 또한, 강도 수준이 높을 수록 염화물의 침투가 적은 것으로 나타났으며, 표면 침투제 효율도 저하하는 결과를 보였다. 이러한 결과는 38.
또한, 표면 침투제에 상관없이 38.5MPa의 경우는 대략 8% 감소하였으며, 21 MPa는 약 11 %의 감소를 보였다. 실험이 끝난 시험체의 표면을 육안으로 조사하였을 경우, 균열은 관찰되지 않았으며 약간의 스케일링만이 관찰되었다.
본 연구에서 사용된 침투제의 성능이 무기계 포졸란 활성 재와 유기계 고분자 화합물의 합성재를 주성분으로 하는 분말형 구체 방수재와 비슷한 성능을 보였다. 분말형 구체 방수재의 메커니즘 또한 칼슘 실리 게이트와 칼슘 알루미네이트의 수화물이 생성됨으로써 수산화 칼슘의 용출의 방지되고 포졸란 작용의 효과를 얻는 방 수재이다 7).
연구 결과에 따르면, 두 강도 수준 모두 B type의 표면 처리제가 염화물 침투를 억제하는데 있어 가장 좋은 성능 등 0을 가지는 것으로 평가되었다. 또한 D type의 경우도 무 처리한 경우(N)에 비해 염화물의 침투를 억제하는 성능을 가지고 있는 것으로 판단된다.
성능을 발휘하는 것으로 나타났다. 우수한 염해 저항성은 공극 개선의 효과에 따른 것으로, 투기 및 투수 계수에서도 침투제 도포의 경우 계수 값이 줄어듬을 보였다.
또한, 강도 수준이 높을 수록 염화물의 침투가 적은 것으로 나타났으며, 표면 침투제 효율도 저하하는 결과를 보였다. 이러한 결과는 38.5MPa의 경우 낮은 물-시멘트비에 추가로 플라이애쉬 20% 대체함으로써 침투제 적용이 아니더라도 충분히 공극이 수밀함으로 인하여 효율의 감소를 가져온 것으로 판단된다.
이러한 염화물 침투 결과에 따르면, 본 연구에서 적용한 두 가지 타입의 침투제가 염화물 침투에 대하여 우수한 성능을 가지는 것으로 밝혀졌으며, 특히 저강도 쪽에서 좀 더 탁월한 성능을 발휘하는 것으로 나타났다. 우수한 염해 저항성은 공극 개선의 효과에 따른 것으로, 투기 및 투수 계수에서도 침투제 도포의 경우 계수 값이 줄어듬을 보였다.
결과는 침투 깊이와 마찬가지로 공극이 수밀함으로인하여 강도가 높을수록 확산계수가 적게 나타났다. 표면 처리에 따른 염화물 확산계수는 표면 처리를 함으로써 염화물이온의 확산을 감소시키는 결과를 보였지만, 표면 처리의 종류에 따른 확산계수의 차이는 없는 것으로 나타났다.
참고문헌 (8)
박승범, 김도겸, '콘크리트 중의 염소이온 확산특성 에 관한 실험적 연구', 콘크리트학회 논문집, 12권 1 호, 2000. 2, pp.33-44
문한영, 김홍삼, '고로슬래그미분말 혼합 콘크리트의 공극구조 및 염소이온 확산특성', 한국콘크리트학회 가을학술논문집, 14권 2호, 2002. 11, pp.365-368
Tang, L. and Nilsson, L. -O., 'Rapid Estimation of Chloride Diffusivity in Concrete by Applying an Electrical Field,', ACI Materials Journal, Jan-Feb. 1992, pp.49-53
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.