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제안 방법
- 철근 콘크리트의 경우 NACE SP0290 기준에 따른 100 mV 복극량 기준이 가장 많이 사용되고 있다.12) 본 교량의 경우에도 100 mV 복극량 기준을 적용하여 방식 성능을 평가하였다. 그림 8은 해안가 및 육지 방향에 위치한 교각의복극량를 나타낸 그래프이다.
- 0~20 mA/m2이다.8>T1)본 연구에서는 콘크리트 교각에서 이미 부식이 진행된 경우이기 때문에 방식에 필요한 소요 전류 밀도를 15 mA/m2 기준으로 하여 방식 설계를 하였다. 사용된 희생양극으로는 7.
- 복 극 전위는 포테쇼스타트 (Potentiostat, Reference 600, Gamry) 를 이용하여 방식 연결을 차단한 후 순간적인 전위상승(Potential shift) 분을 배제한 12시간 후의 변화된 전위차를 계산하였다. 그리고 모니터링 센서(DMS-100, Conclinic Co.)를 이용하여 방식 전류밀도, 콘크리트 비저항을 측정하였다.
- 먼저 교각과 새로 설치할 콘크리트 표면과의 접착력을 높이기 위해 콘크리트 교각 표면에 그라인딩 (Treatment grinding) 및 치핑 (Chipping) 작업에 의한 표면처리를 실시하였다. 그리고 음극과 양극을 전기적으로 연결하기 위해 철근과 전선을 연결하였다. 그 후에 양극 및 거푸집을 설치하고 모르타르를 주입하였다.
- 방식특성의 측정은 양극 설치 후한 달 동안 총 3회 실시하였다. 그리고 준공 3년 후 다시 측정하여 방식 특성을 확인하였다. 음극 방식의 성능을 확인하기 위하여 방식 전류, 방식 전위, 복극전위를 측정하였다.
- 먼저 교각과 새로 설치할 콘크리트 표면과의 접착력을 높이기 위해 콘크리트 교각 표면에 그라인딩 (Treatment grinding) 및 치핑 (Chipping) 작업에 의한 표면처리를 실시하였다. 그리고 음극과 양극을 전기적으로 연결하기 위해 철근과 전선을 연결하였다.
- 모든 전기적 접촉 부분은 단락에 의한 결함이 발생되지 않도록 이중으로 연결하였다. 모르타르의 강도를 높이기 위해 주입 후 약 30일간 양생을 실시하였다. 그림 2는 양극이 설치된 후 교각의 외형을 나타낸 그림이다.
- 음극 방식의 성능을 확인하기 위하여 방식 전류, 방식 전위, 복극전위를 측정하였다. 방식 전류는 멀티미터 (380150 Digital hitester, HIOKI)와 저항 (Resistor) 을 이용하여 양극과 음극 양단간의 전압 차를 측정하여 환산하였다. 방식 전위 측정에 사용된 기준전극으로는 해수용으로 사용되는 염화은 기준전극 (Silver/silver chloride reference electrode)을 사용하였다.
- 총 60 개의 교각에 Zn-Mesh 양극을 사용하여 방식을 실시하였다. 방식특성의 측정은 양극 설치 후한 달 동안 총 3회 실시하였다. 그리고 준공 3년 후 다시 측정하여 방식 특성을 확인하였다.
- 본 연구에서는 방식 대상으로 현재 부식이 진행되어 콘크리트 표면에 균열이 발생한 남해안의 철근콘크리트 교량을 선정하여 Zn-Mesh 양극을 이용한 희생양극식 음극방식을 적용하였다. 방식한 교량의 경우 해수와 청수가 반복되는 구간에 위치하고 있으며, 3년간에 걸쳐 구조물의 방식 거동을 분석하였다.
- 방식 전위 측정에 사용된 기준전극으로는 해수용으로 사용되는 염화은 기준전극 (Silver/silver chloride reference electrode)을 사용하였다. 복 극 전위는 포테쇼스타트 (Potentiostat, Reference 600, Gamry) 를 이용하여 방식 연결을 차단한 후 순간적인 전위상승(Potential shift) 분을 배제한 12시간 후의 변화된 전위차를 계산하였다. 그리고 모니터링 센서(DMS-100, Conclinic Co.
- 하지만 국내의 경우 콘크리트 구조물의 방식을 위해 희생양극식 음극 방식을 적용한 사례가 전무한 실정이며, 해수와 청수가 반복되는 환경에 건설된 콘크리트 구조물의 방식을 위해 희생 양극을 사용하여 방식 한 경우는 보고된 바 없다. 본 연구에서는 방식 대상으로 현재 부식이 진행되어 콘크리트 표면에 균열이 발생한 남해안의 철근콘크리트 교량을 선정하여 Zn-Mesh 양극을 이용한 희생양극식 음극방식을 적용하였다. 방식한 교량의 경우 해수와 청수가 반복되는 구간에 위치하고 있으며, 3년간에 걸쳐 구조물의 방식 거동을 분석하였다.
- 그리고 준공 3년 후 다시 측정하여 방식 특성을 확인하였다. 음극 방식의 성능을 확인하기 위하여 방식 전류, 방식 전위, 복극전위를 측정하였다. 방식 전류는 멀티미터 (380150 Digital hitester, HIOKI)와 저항 (Resistor) 을 이용하여 양극과 음극 양단간의 전압 차를 측정하여 환산하였다.
- 그 후에 양극 및 거푸집을 설치하고 모르타르를 주입하였다. 주입 완료 후 철근과 양극을 전선을 통해 전기적으로 연결하였다. 모든 전기적 접촉 부분은 단락에 의한 결함이 발생되지 않도록 이중으로 연결하였다.
- 음극 방식을 적용하기 전에 대상 구조물의 육안검사를 실시하였다. 콘크리트 교각의 설치 환경이 해수에 근접해 있기 때문에 콘크리트 비저항이 적어 희생양극식 음극방식을 적용할 경우에도 방식 효율이 좋을 것으로 예상되어 Zn-Mesh 양극을 이용한 희생양극식 음극 방식을 적용하였다.
대상 데이터
- 대상 구조물은 남해와 인접한 고속도로상에 있는 교량으로 연장 330 m, 폭 23 m인 T형 다주식 교각 구조물이다. 음극 방식을 적용하기 전에 대상 구조물의 육안검사를 실시하였다.
- 방식 전류는 멀티미터 (380150 Digital hitester, HIOKI)와 저항 (Resistor) 을 이용하여 양극과 음극 양단간의 전압 차를 측정하여 환산하였다. 방식 전위 측정에 사용된 기준전극으로는 해수용으로 사용되는 염화은 기준전극 (Silver/silver chloride reference electrode)을 사용하였다. 복 극 전위는 포테쇼스타트 (Potentiostat, Reference 600, Gamry) 를 이용하여 방식 연결을 차단한 후 순간적인 전위상승(Potential shift) 분을 배제한 12시간 후의 변화된 전위차를 계산하였다.
- 8>T1)본 연구에서는 콘크리트 교각에서 이미 부식이 진행된 경우이기 때문에 방식에 필요한 소요 전류 밀도를 15 mA/m2 기준으로 하여 방식 설계를 하였다. 사용된 희생양극으로는 7.81 kg/m2 (1.6lb/ft2)의 Zn-Mesh를 양극으로 사용하였다. 양극의 성분 및 기계적 특성은 Table 1과 같다.
이론/모형
- 양극의 성분 및 기계적 특성은 Table 1과 같다. Zn-Mesh의 최소 예상수명은 Faraday 법칙에 따른다 (1).
- 그림 3은 교각의 위치 및 명칭을 나타낸 그림이다. 총 60 개의 교각에 Zn-Mesh 양극을 사용하여 방식을 실시하였다. 방식특성의 측정은 양극 설치 후한 달 동안 총 3회 실시하였다.
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