최근 각종 산업화에 따른 탄산가스 배출량의 증가는 철근콘크리트구조물의 탄산화를 촉진시켜 구조물의 내 구성을 저하시키고 있다. 이미 선진 각국에서는 탄산가스 증가량을 고려하여 철근콘크리트구조물의 탄산화에 관한 안 전 관리 대책을 마련하고 있지만 현재까지도 실 구조물의 탄산화를 정확하게 예측하기 어렵고 탄산화 측정하기 위해서 는 많은 시간과 노력이 소요된다. 최근에 개발된 급속 촉진 탄산화 시험은 대기 중 $CO_2$농도를 100%로 하여 보다 신속 하게 탄산화 시험 결과를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 플라이애쉬 콘크리트의 탄산화 특성을 알아보기 위하여 기존 에 주로 사용된 촉진 탄산화 시험과 급속 촉진 탄산화 시험에 의한 탄산화 결과를 비교, 분석하였다. 또한 장기재령에 서 플라이애쉬 콘크리트의 탄산화 특성을 알아보기 위하여 급속 촉진 탄산화 시험을 이용하여 재령 180일의 콘크리트 시편의 탄산화 실험을 수행하였다. 그 결과 플라이애쉬 콘크리트는 초기재령에서 탄산화에 다소 취약하였지만, 장기재 령에서는 OPC에 비하여 탄산화 저항성이 향상됨을 알 수 있었다.
최근 각종 산업화에 따른 탄산가스 배출량의 증가는 철근콘크리트구조물의 탄산화를 촉진시켜 구조물의 내 구성을 저하시키고 있다. 이미 선진 각국에서는 탄산가스 증가량을 고려하여 철근콘크리트구조물의 탄산화에 관한 안 전 관리 대책을 마련하고 있지만 현재까지도 실 구조물의 탄산화를 정확하게 예측하기 어렵고 탄산화 측정하기 위해서 는 많은 시간과 노력이 소요된다. 최근에 개발된 급속 촉진 탄산화 시험은 대기 중 $CO_2$농도를 100%로 하여 보다 신속 하게 탄산화 시험 결과를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 플라이애쉬 콘크리트의 탄산화 특성을 알아보기 위하여 기존 에 주로 사용된 촉진 탄산화 시험과 급속 촉진 탄산화 시험에 의한 탄산화 결과를 비교, 분석하였다. 또한 장기재령에 서 플라이애쉬 콘크리트의 탄산화 특성을 알아보기 위하여 급속 촉진 탄산화 시험을 이용하여 재령 180일의 콘크리트 시편의 탄산화 실험을 수행하였다. 그 결과 플라이애쉬 콘크리트는 초기재령에서 탄산화에 다소 취약하였지만, 장기재 령에서는 OPC에 비하여 탄산화 저항성이 향상됨을 알 수 있었다.
The increase of industrial carbonic dioxide emissions has accelerated the carbonation of reinforced concrete structures, which drops off their durability. Although advanced countries have already taken safety control measures against the carbonation of RC structures, it is still difficult now to a...
The increase of industrial carbonic dioxide emissions has accelerated the carbonation of reinforced concrete structures, which drops off their durability. Although advanced countries have already taken safety control measures against the carbonation of RC structures, it is still difficult now to accurately predict the actual carbonation depth. Additionally, it requires much time and efforts. Recently, it is possible to get the data more rapidly through accelerated carbonation test with the $CO_2$ concentration of 100%. In this paper, the carbonation test results obtained by two test methods such as the normal carbonation test method and the accelerated carbonation test method, were compared to investigate the carbonation characteristics of fly ash concrete. The accelerated carbonation test on concrete specimens with the pre-curing age of 180 days was also carried out to examine the carbonation characteristics of fly ash concrete at long-term age. Consequently, fly ash concrete at early age was vulnerable to carbonation and however, its carbonation resistance at long-term ages was improved compared with OPC concrete.
The increase of industrial carbonic dioxide emissions has accelerated the carbonation of reinforced concrete structures, which drops off their durability. Although advanced countries have already taken safety control measures against the carbonation of RC structures, it is still difficult now to accurately predict the actual carbonation depth. Additionally, it requires much time and efforts. Recently, it is possible to get the data more rapidly through accelerated carbonation test with the $CO_2$ concentration of 100%. In this paper, the carbonation test results obtained by two test methods such as the normal carbonation test method and the accelerated carbonation test method, were compared to investigate the carbonation characteristics of fly ash concrete. The accelerated carbonation test on concrete specimens with the pre-curing age of 180 days was also carried out to examine the carbonation characteristics of fly ash concrete at long-term age. Consequently, fly ash concrete at early age was vulnerable to carbonation and however, its carbonation resistance at long-term ages was improved compared with OPC concrete.
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문제 정의
반영하지 못한다. 본 연구에서는 두 종류의 탄산화 시험 방법(기존 촉진 탄산화와 급속 촉진 탄산화)에 따라 플라이애쉬 콘크리트의 탄산화 깊이를 측정하고, 그 탄산화 속도계수를 구하여 플라이애쉬가 탄산화에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 6개월의 사전 양생 후 급속촉진 탄산화 시험에 의해 탄산화 깊이를 측정하여 플라이애쉬 콘크리트의 탄산화 특성을 알아보았다.
가설 설정
이러한 공극률의 증가는 CO?가스의 유입을 용의하게 하여 콘크리트의 탄산화를 촉진시키는 결과를 가져오게 된다.14) 따라서 W/B가 클수록 콘크리트는 공극률 및 세공용액이 증가하여 탄산화에 취약하게 된다.
제안 방법
본 연구에서는 두 종류의 탄산화 시험 방법(기존 촉진 탄산화와 급속 촉진 탄산화)에 따라 플라이애쉬 콘크리트의 탄산화 깊이를 측정하고, 그 탄산화 속도계수를 구하여 플라이애쉬가 탄산화에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 6개월의 사전 양생 후 급속촉진 탄산화 시험에 의해 탄산화 깊이를 측정하여 플라이애쉬 콘크리트의 탄산화 특성을 알아보았다.
습도 및 탄산가스 농도 등이 있다. 본 논문에서는 이러한 영향인자 중 이산화탄소의 농도가 5%, 100%일때의 탄산화 깊이를 측정하였다.
실험 조건은 Table 3과 같이 양생기간은 수중양생 28일 후 기건양생을 28일 동안 실시하였으며, 2 주, 4주, 8주, 12주에 탄산화 깊이를 측정하였다.
장기재령의 콘크리트 탄산화 깊이를 알아보기 위하여 6개월(수중: 28일, 건조: 152일) 동안 양생한 콘크리트의 탄산화깊이를 2주, 8주, 12주에 측정하였다. Fig.
콘크리트 탄산화 시험을 위하여 Table 2과 같이 물-결합재비 (W/B)를 43%와 50%, 55%의 세 수준으로 하고 플라이애쉬 (FA) 혼입률을 0%, 10%, 20%로 변화시켜 총 9 종류의 콘크리트 배합을 정하였다.
플라이애쉬 콘크리트의 탄산화 깊이를 알아보기 위하여 일반 촉진 탄산화 시험과 급속 촉진 탄산화 시험을 실시하였다. 실험 조건은 Table 3과 같이 양생기간은 수중양생 28일 후 기건양생을 28일 동안 실시하였으며, 2 주, 4주, 8주, 12주에 탄산화 깊이를 측정하였다.
대상 데이터
64이다. 굵은골재는 밀도가 2.59, 조립률이 6.86이며, 최대치수가 25 mm인 쇄석을 사용하였다. 혼화제는 일반 콘크리트용으로 사용되고 있는 폴리카본산계의 고성능 감수제를 사용하였다.
성분을 나타내었다. 본 연구에 사용된 시멘트는 S사제품의 1종 보통포틀랜드시멘트이다. 잔골재는 강사와 해사를 5: 5의 비 율로 혼합한 골재를 사용하였으며 잔골재의 밀도는 2.
본 연구에 사용된 시멘트는 S사제품의 1종 보통포틀랜드시멘트이다. 잔골재는 강사와 해사를 5: 5의 비 율로 혼합한 골재를 사용하였으며 잔골재의 밀도는 2.63, 조립률은 2.64이다. 굵은골재는 밀도가 2.
86이며, 최대치수가 25 mm인 쇄석을 사용하였다. 혼화제는 일반 콘크리트용으로 사용되고 있는 폴리카본산계의 고성능 감수제를 사용하였다.
이론/모형
촉진 탄산화시험과 급속 촉진 탄산화시험에 의하여 탄산화를 실시한 후 콘크리트 탄산화 깊이 측정 방법 (KS F 2596)에 의하여 탄산화 깊이를 측정하였다.
성능/효과
1) 플라이애쉬 콘크리트를 탄산화 시험한 결과 양생기간이 56일인 경우 탄산화에 다소 취약한 것으로 나타났다. 하지만 장기 재령에서는 탄산화에 대한 저항성이 OPC에 비하여 향상되었다.
7% 커진다.16) 단위시멘트량이 증가하면 수산화칼슘의 생성량이 증가하여, 탄산화 이후 탄산칼슘의 양도 증가하게 된다. 따라서 단위시멘트량이 많은 경우 탄산화가 진행됨에 따라 탄산화된 부위는 더욱 조밀한 공극구조를 형성하며 이러한 조밀한 공극구조는 CO2가스의 침투를 방해하여 고농도 CO2가스의 영향을 저해하는 것으로 판단된다.
그러나 이러한 기존의 탄산화시험 방법 역시 2개월간의 전 양생기간, 3개월간의 탄산화 측정기간이 소요되어, 총 5개월 이상의 장기간의 측정기간이 필요하다.3) 이에 반해 최근 국내에서 개발된 급속 촉진 탄산화 시험 장치에 의한 탄산화 실험은 대기 중 CO2농도가 100%인 환경에서 탄산화를 실시하므로 기존의 촉진 탄산화 시험 방법에 비하여 짧은 기간에 유용한 실험 결과를 얻을 수 있다.4, 5)
3) 플라이애쉬 등과 같이 포졸란 재료를 사용하는 경우 기존의 전 양생조건(56일)으로는 정확한 탄산화깊이 및 탄산화 속도계수 측정이 어려워 실 구조물의 탄산화 예측시 오차를 발생할 수 있다. 따라서 플라이애쉬를 콘크리트에 혼입한 경우 실험 전 충분한 양생기간을 확보하여야 하며, 사용된 혼화재료에 따른 적절한 탄산화 추정식에 대한 연구가 필요할 것이라 사료된다.
W/B가 43%인 OPC 배합의 경우 CO?농도 100% 환경에서 실시한 탄산화 깊이는 CO2 농도 5% 환경에서 실시한 탄산화 깊이에 비하여 1.8배가 증가하였으며, FA-10와 FA-20은 각각 1.4배와 1.3배가 증가하였다. 하지만 W/B 가 55%의 경우에는 CO2 농도 100%에서 탄산화 깊이가 OPC가 2.
4와 5를 비교해 보면 모든 배합에서 장기재령(180일)의 탄산화 깊이는 일반재령(56일)에 비하여 감소하였다. 탄산화 깊이의 감소량은 W/B에 관계없이 OPC가 가장 적었고, FA-10과 FA-20은 물-결합재비(W/B)가 커질수록 감소량도 크게 나타났다. W/B가 55%이고 FA-20인 경우 탄산화 깊이의 감소량이 13 mm 이상으로 모든 배합 중에서 가장 크게 감소하였다.
한편 전 양생기간이 56일과 180일인 12주 급속 촉진탄산화 시험 결과를 비교해 보면, OPC의 경우 기존 양생조건에 비하여 장기재령의 탄산화 속도계수가 물-결합재비에 관계없이 평균적으로 약 11% 감소하는 것을 알수 있다. 하지만 플라이애쉬를 혼입한 경우 FA-10은 약 33%, FA-20은 약 42%가 감소하였다.
후속연구
2) 급속 촉진 탄산화 시험 방법은 기존의 촉진 탄산화시험 방법에 비하여 동일한 탄산화 깊이를 구하기 위한 탄산화 기간이 단축되어 단시간에 실제 구조물의 탄산화 진행 정도를 예측하는데 필요한 데이터를 효율적으로 제공할 수 있을 것이다.
따라서 본 실험을 통하여 플라이애쉬를 혼입한 콘크리트가 탄산화에 대한 저항성이 개선됨을 알 수 있었으나 장기재령 콘크리트에 대한 추가적인 실험을 실시하여 탄산화가 개선되는 시기에 대한 면밀한 검토가 필요할 것이라 예상된다.
따라서 플라이애쉬를 콘크리트에 혼입한 경우 실험 전 충분한 양생기간을 확보하여야 하며, 사용된 혼화재료에 따른 적절한 탄산화 추정식에 대한 연구가 필요할 것이라 사료된다.
참고문헌 (18)
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조명석, 송영철, 류금성, 고경택, 김성욱, “플라이애쉬 혼합 시멘트 모르타르의 내구성에 관한 연구,” 대한토목학회 학술발표회논문집, 2001, pp. 1-4
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