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[국내논문] 콘크리트의 미세구조 특성이 전기저항에 미치는 영향
Influence of Micro-Structural Characteristics of Concrete on Electrical Resistivity 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.17 no.6, 2013년, pp.122 - 129  

윤인석 (인덕대학교 건설정보공학과)

초록
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콘크리트의 전기저항은 염소이온 확산계수와 비교하여 빠르고 간단히 측정할 수 있기 때문에, 염소이온 확산계수를 제어하기 위한 간접적인 지표로서 활용될 수 있다. 전기저항은 해양구조물의 유지관리 전략을 수립하는데 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 전기저항측정프로토콜을 설계하는 것이다. 본 연구는 염소이온과의 관계성을 토대로 콘크리트의 성능을 파악하는 중요한 비파괴 접근방법을 제시하였다. 수분, 공극량, 공극간 굴곡특성 등과 같은 미세구조 특성이 전기저항에 미치는 영향을 배합조건별 수화단계별로 고찰하였다. 전기저항과 염소이온 확산계수의 관계로부터 정규적인 전기저항의 측정을 토대로 염소이온 확산계수를 간접적으로 통제하는데 본 성과가 이용될 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Since electrical resistivity of concrete can be measured in a more rapid and simple way than chloride diffusivity, it should be primarily regular quality control of the electrical resistivity of concrete which provides the basis for indirect of quality control of chloride diffusivity during concrete...

Keyword

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문제 정의

  • 본 논문의 목적은 콘크리트의 수화가 진행됨에 따른 전기저항 변화의 특성을 고찰하는 것이다. 물-시멘트비가 다른 콘크리트의 양생조건을 다르게 하여 콘크리트 시험체를 제작하고 전기저항의 변화율을 관찰하였다.
  • 서론에서 제시한 바와 같이 전기저항은 염소이온 확산계수와의 상관성이 높은 것으로 알려져 염소이온 확산계수로 대체하여 내구성 설계에 반영할 수 있을 것으로 기대된다. 그래서 콘크리트의 전기저항이 염소이온와의 상관관계를 얻고자 이론적 고찰을 통하여 실험결과와 확산계수와의 상관관계를 얻고자 하였다. Nernst-Einstein 방정식에 따르면 확산계수는 다음과 같다.

가설 설정

  • a : 전극사이 간격이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전기저항 측정의 장점은 무엇인가? 전기저항 측정의 장점은 비파괴 측정이므로, 구조물에 전혀 손상을 입히지 않으면서 측정비용의 절감, 실험시간 절약, 측정 실시간내 데이터 확인, 측정방법의 초간편성 등의 많은 장점을 갖는다.
콘크리트의 전기저항은 무엇인가? 콘크리트의 전기저항은 전류를 콘크리트에 인가하였을 때 미세구조내 공극수를 통한 이온의 전류 흐름을 콘크리트가 저항할 수 있는 정도를 의미한다. 전기저항은 전도성의 역함수로서 공극내 이온의 확산성과 유관되며, 결과적으로 염소이온의 침투성을 판단할 수 있는 간접적 지표로서 활용할 수 있다 (Simon and Vass, 2012).
데이터의 간섭효과를 유발하는 인자들은 무엇이 있는가? 그러나 전기저항 측정은 많은 장점 못지 않게 단점도 많은데, 데이터의 간섭효과를 유발하는 인자들이 지나치게 많다. 전기저항에 영향을 미치는 요인들을 살펴보면 (a) 공극량, 공극 크기 및 공극 연결성 등과 관련된 미세구조 특성 및 배합 조건, (b) 전해질 용액으로서 공극수의 성분, (c) 콘크리트의 탄산화, (d) 콘크리트내 염소이온량, (e) 철근위치 및 피복두께, (f) 온습도의 환경요인 등을 들 수 있다 (Liu et al., 2010).
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참고문헌 (18)

  1. Andrade, C., Castellote, M., Alonso, C. and Gonzalez, C., Nonsteady-State Chloride Diffusion Coefficients Obtained from Migration and Natural Diffusion Tests, Part I: Comparison between Several Methods of Calculation, Materials and Structures, Vol. 33, No. 225, 2000, pp.21-28. 

  2. Atkins, P. W. and De Paula, J., Physical Chemistry, 8th edition, Oxford University Press, Oxford, 2006. 

  3. Broomfield, J. P., Steel Corrosion in Concrete, E & FN Spon, London, 1997. 

  4. Buenfeld, N. R., Newman, J. B., Page, C. L., The Resistivity of Mortar Immersed in Sea Water, Cement and Concrete Research, Vol. 16, 1986, pp.511-524. 

  5. Frederiksen, J. M., Sorensen, H. E., Andersen, A. and Klinghoffer, O., The Effect of the W/C Ratio on Chloride Transport into Concrete: Immersion, Migration, and Resistivity Tests, HETEK Report No. 54, Danish Road Directorate, 1997. 

  6. Gjorv, O. E., Durability Design of Concrete Structures in Severe Environments, Taylor & Francis, New York, 2009. 

  7. Goni, S. and Andrade, C., Synthetic Concrete Pore Solution Chemistry and Rebar Corrosion Rate in the Presence of Chlorides, Cement and Concrete Research, Vol. 20, 1990, pp.525-539. 

  8. Hope, B. B., Ip, A. K. and Manning, D. G., Corrosion and Electrical Imdedance in Concrete, Cement and Concrete Research, Vol. 15, 1985, pp.525-534. 

  9. Liu, Y., Suarez, A. and Presuel-Moreno, F. J., Charaterization of New and Old Concrete Structures Using Surface Resistivity Measurements, Florida Department of Transportation Research Center, Final Report, Florida, 2010. 

  10. Millard, S. G. and Gowers, K. R., Resistivity Asseement of In-Situ Concrete: the Influence of Conductivity and Resistivity Layers, Proceedings of Civil Engineering Structures and Building, Vol. 94, 1992, pp.389-395. 

  11. Millard, S. G., Reinforced Concrete Resistivity Measurement Techniques, Proceedings of Civil Engineers, Part 2, Vol. 91, 1991, pp.71-78. 

  12. Ngala, V. T. and Page C. L., Effect of Carbonation on Pore Structure and Diffusion Properties of Hydrated Cement Pastes, Cement and Concrete Research, Vol. 27, No. 7, 1997, pp.995-1007. 

  13. Romer, M., Recommendation of RILEM TC 189-NEC, Non-destructive Evaluation of the Concrete Cover: Comparative Test - Part I - Comparative Test of Penerability Methods, Materials and Structures, Vol. 38, No. 284, 2008, pp.895-906. 

  14. Simon, Tamas K. and Vass, V., The Electrical Resistivity of Concrete, Concrete Structures, 2012, pp.61-65. 

  15. Tang, L., Nilsson, L. O. and Basheer, P. A. M., Resistance of Concrete to Chloride Ingress, Spon Press, London, 2012. 

  16. Tuutti, K., Corrosion of Steel in Concrete, Swedish Cement and Concrete Research Instittue (CBI), Stockholm, 1982. 

  17. Van Breugel, K., Simulation of Hydration and Formation of Structures in Hardening Cement-Based Materials, Ph.D. Dissertation of Delft University of Technology, The Netherlands, 1991. 

  18. Yoon, I. S., Kim, E. K. and Lee, C. S., "Material Modeling of Concrete for Chloride Diffusivity Considering Carbonation of Concrete", Journal of Korean Society of Civil Engieers, Vol. 27, No. 4-A, 2007, pp.617-625 (in Korean, with English Abstract). 

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