[논문]이산화탄소 농도에 따른 콘크리트 구조물의 탄산화 해석

양주경

이산화탄소 농도에 따른 콘크리트 구조물의 탄산화 해석
Carbonation Analysis of Concrete Structures with Carbon Dioxide Concentration 원문보기

콘크리트의 탄산화를 진행시키는 가장 주요한 영향인자는 대기 중의 농도이다. 본 연구에서는 대기 중의 이산화탄소 농도에 따른 탄산화 진행 정도를 개발한 프로그램을 통하여 해석적으로 접근하였다. 또한 해석 프로그램을 통하여 이산화탄소 농도에 따른 내구수명을 산정하였다. 이산화탄소 표면농도가 0.1%인 경우도 탄산화 깊이가 50mm 정도로 나타났다. 콘크리트의 피복두께를 40mm를 유지한다면 이산화탄소 표면농도가 0.1%일 때 콘크리트의 내구수명은 67년으로 검토되었다.

The major influence factor on carbonation of concrete structures is carbon dioxide concentration. In this study, carbonation analyses with carbon dioxide concentration were carried out by the developed program. Also, the service life of concrete strucures was predicted. The carbonation depth was 50mm in case that carbon dioxide concentration wad 0.1%. It was shown that the service life of concrete structures with 40mm cover depth was 67 years even though they had been exposed at carbon dioxide concentration 0.1% during 100 years.

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문제 정의

" data-ocr-fix="">수 있다. 본 연구에서는 대기 중의 이산화탄소 농도에 따른 탄산화 진행 정도를 개발한 프로그램을 통하여 해석적으로 접근하였다. 또한 해석 프로그램을 통하여 이산화탄소 농도에 따른 내구수명을 산정하였다.

가설 설정

)에 대해 탄산화 해석을 수행하고, 그 결과로부터 각각의 내구수명을 산정하였다. 가정한 농도는 각각 일반적인 대기와 산업지대 대기의 이산화탄소 농도중 보통인 경우와'심한 경우에 해당된다6). 이 때, 외기의 온도는 20℃, 상대습도는 75%로 가정하였다.
가정한 농도는 각각 일반적인 대기와 산업지대 대기의 이산화탄소 농도중 보통인 경우와'심한 경우에 해당된다6). 이 때, 외기의 온도는 20℃, 상대습도는 75%로 가정하였다. 사용한 콘크리트의 배합 조건은 표 1 과 같다.

제안 방법

1종포틀랜드시멘트를 사용한 콘크리트 강도 27 MPa인 부분에 대하여 세 가지 이산화탄소농도(0.035, 0.5%, 0.1 vol.)에 대해 탄산화 해석을 수행하고, 그 결과로부터 각각의 내구수명을 산정하였다. 가정한 농도는 각각 일반적인 대기와 산업지대 대기의 이산화탄소 농도중 보통인 경우와'심한 경우에 해당된다6).
본 연구에서는 대기 중의 이산화탄소 농도에 따른 탄산화 진행 정도를 개발한 프로그램을 통하여 해석적으로 접근하였다. 또한 해석 프로그램을 통하여 이산화탄소 농도에 따른 내구수명을 산정하였다.
본 연구에서는 콘크리트의 탄산화 과정을 모사할 수 있는 해석프로그램을 개발하였으며 개발한 프로그램을 사용하여 해석을 수행하였다. 이산화탄소 표면농도가 0.
이 연구에서 이산화탄소 확산계수는 Papadakis와 Saetta 등의 실험결과를 바탕으로다음 수식과 같이 콘크리트의 공극비, 상대습도, 온도의 함수로 표현하였다2广4), 6), 7).

성능/효과

1% 인 상태로 100년간 노출되면 탄산화 깊이가 각각 29mm, 35 mm, 50mm에 머물고 있다. 콘크리트의 피복두께를 40min를 유지하고 주어진 환경 및 재료 조건에 대해 내구수명을 계산한 결과 이산화탄소 표면 농도가 0.035 %일 때는 탄산화 내구수명이 약 188년, 0.05%일 때는 약 131년, 0.1%일 때는 67년으로 검토되었다.
1%인 경우도 탄산화 깊이가 50mm 로 나타나서 콘크리트의 피복두께를 50mm를 초과에서 유지한다면 이산화탄소의 영향이 심각한 환경에서도 구조물은 100년 이상의 내구수명을 유지할 수 있다. 콘크리트의 피복두께를 40mm를 유지하고 주어진 환경 및 재료 조건에 대해 탄산화 해석을 수행하여 내구수명을 계산하였으며, 그 결과 이산화탄소 표면 농도가 0.035 %일 때는 탄산화 내구수명이 약 188년, 0.05 %일 때는 약 131년, 0.1%일 때는 67년으로 검토되었다.

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