초록 ▼

이론적인 기초 연구와 함께 철근 부식 반응 및 역학적 특성파악 및 염화물에 따른 철근 부식거동을 파악하고 철근부식 상태를 현재 실무에서 가장 많이 적용되고 있는 비파괴법 측정방법인 자연전위 측정법, 비저항 측정법 및 분극저항 측정법에 의한 조사를 통하여 철근의 부식상태를 정량적으로 평가하기 위한 기반을 조상하는 데 있다. 또한 철근의 부식 촉진 시험 및 기초 실험을 통하여 미리 타설된 철근과 콘크리트내에서 부식된 철근의 부식 정도에 따른 부착성능을 파악하여 부식된 철근의 부착력과 부식되지 않은 철근의 부착력을 비교, 분석하고 부식된

이론적인 기초 연구와 함께 철근 부식 반응 및 역학적 특성파악 및 염화물에 따른 철근 부식거동을 파악하고 철근부식 상태를 현재 실무에서 가장 많이 적용되고 있는 비파괴법 측정방법인 자연전위 측정법, 비저항 측정법 및 분극저항 측정법에 의한 조사를 통하여 철근의 부식상태를 정량적으로 평가하기 위한 기반을 조상하는 데 있다. 또한 철근의 부식 촉진 시험 및 기초 실험을 통하여 미리 타설된 철근과 콘크리트내에서 부식된 철근의 부식 정도에 따른 부착성능을 파악하여 부식된 철근의 부착력과 부식되지 않은 철근의 부착력을 비교, 분석하고 부식된 철근의 부착력을 예측할 수 있는 모델식 개발을 통하여 실제 건물의 안전성 검토의 기초 자료로 활용하고자 한다.
철근에 부식이 발생하는 메카니즘과 부식의 정도를 정량적으로 파악할 수 있는 방법을 개발하고 부식단계마다의 구저성능을 평가하여 여러 가지 방법으로 보수, 보강을 수행한 다음 구조성능을 재평가, 적절한 보수, 보강 방법을 제시, 나아가 구조물의 내구성을 증가시킬 수 있는 대책을 마련하는 것을 연구의 최종 목적으로 한다.
철근콘크리트 구조물에서의 철근 부식량 측정기법 개발을 위하여 페러데이 법칙에 근거한 전위차 부식촉진법을 적용하여 콘크리트 내 철근의 부식을 유도하여, 부식의 정도를 6단계로 분류하여 피복두께와 철근직경에 변수를 주어 실험체를 제작하였다. 전기화학적 부식측정기법 중 자연전위법과 비저항법을 적용하였고, 이를 통해 철근 부식에 의한 콘크리트 균열 등 부식정도에 대한 각 변수의 영향을 분석하였다. 또한 부식도, 철근의 종류, 피복 두께를 변수로 하여 각 실험체마다 4개의 철근을 배근하여 총 288개의 측정점을 자연전위차, 전기저항, 분극저항에 대하여 10회 이상을 측정하여 평균한 측정값을 분석하였다.
철근콘크리트 구조물의 철근 부식에 따른 구조성능 평가를 하기 위하여 콘크리트 내부의 철근이 부식되었을 때의 부착 내력 저항을 알아보고자 철근을 배근하고 콘크리트를 타설한 다음 콘크리트에 매입된 철근을 유도 부식량만큼 부식을 시켰으며, 또한 초기단계에는 철근과 콘크리트와의 부착력이 오히려 증가한다는 일부 의견 때문에 철근을 노천에 방치하는 경우도 있음을 고려하여 철근을 부식시킨 후 매입한 실험체의 부착력을 함께 구하여 서로 비교하는 방법으로 실험을 계획하였다. 철근의 부식시기, 부식단계, 철근의 종류에 변수를 주어 뽑힘 실험체를 제작하여 실험하여 분석하였으며, 또한 부재내의 부착 특성을 알아보고자 철근의 부식시기, 부식단계별 부착길이를 설정하여 슬래브 실험체를 부식도, 띠철근의 유무 및 개수에 변수를 주어 기둥실험체를 제작하여 실험하여 분석하였다. 부식된 철근의 부착력을 예측할 수 있는 모델식의 개발을 위하여 충분한 부착길이를 유지한 실험체를 철근의 부식시기, 부식도, 피복두께에 변수를 주어 실험체르 ㄹ제작하고 실험하여 분석하였고, 부식단계 및 보수 방법에 변수를 주어 실험체를 제작하여 실험하여 실험결과를 분석하였다.
철근콘크리트 구조물에서의 철근 부식량 측정에서는 부식되지 않은 실험체는 전위와 저항값이 비교적 넓은 범위에서 분포하여 특별한 경향을 나타내지 않은 반면 일단 부식된 실험체는 유사한 경향을 보였다. 또한 측정된 전기저항 ($x_1$)과 전류밀도 ($x_2$)에 대한 분포에서 회귀분석에 따라 부식도(y)를 예측하면 y=0.1659 $x_1^2-3.5726x_1+18.814$ ($R^2=0.8942$), y=$-0.6412x_2^2+17.625x_2-2.5749$ ($R^2=0.8622$)와 같다.
철근콘크리트 구조물의 철근 부식에 따른 구조성능 평가에 있어서는 타설 전 노출된 철근의 부식은 예상 부식도보다 실제부식도가 상대적으로 큰 것으로 나타났으며, 부식도가 증가함에 따라 감소하는 경향으로 나타났다. 그 원인은 불완전 산화된 철근의 탈락으로 인한 것으로 판단된다. 타설 후 콘크리트에 매입된 철근의 부식에서는 콘크리트와 철근의 일체성에 의한 압축력으로 인하여 검은 녹이 분리되지 못하고 내부에서 완전 산화하게 되고, 콘크리트의 저항으로 인한 전류의 손실로 말미암아 예상 부식도보다 실제부식도가 0.5배 정도로 나타나는 것으로 판단되며, 부식도가 증가함에 따라 비율은 증가하는 경향을 보였다. 또한 타설 전 부식시킨 철근의 부착강도는 부식도가 증가함에 따라 비교적 완만한 감소추세를 보여주고 있으나, 타설 후 부식시킨 실험체는 부식도가 증가함에 따라 급격한 부착강도 감소 현상을 보여 주었다. 이는 타설 전 부식시킨 실험체의 경우 부식도가 증가함에 따라 철근의 단면적이 감소함에 따라 완만하게 부착강도가 감소하며, 타설 후 부식시킨 실험체의 경우 부식도가 증가함에 따라 철근의 단면적 감소 및 부식물에 의한 팽창으로 인한 균열발생으로 인한 것으로 판단된다.

Abstract ▼

In order to evaluate structural performance of reinforced concrete structures which include corroded steel bar inside, bond strength of corroded bar has been obtained by conducting carefully designed experimental test program. Two different methods causing corrosion in reinforcing bar have been adop

In order to evaluate structural performance of reinforced concrete structures which include corroded steel bar inside, bond strength of corroded bar has been obtained by conducting carefully designed experimental test program. Two different methods causing corrosion in reinforcing bar have been adopted, one is to induce corrosion after concrete cast, and the other is to let steel bar corroded before concrete cast. The former method was possible by using accelerated corrosion method due to electric potential differences. The latter was to simulate real situation which reinforcing bar has been left for a while before it is used in construction site. Experimental parameters were these two different corrosion procedures, corrosion levels, size of reinforcing bars and thickness of concrete cover.
Pull out test has been also conducted for each testing parameters. Bond strength in different member has been also experimentally studied through slab specimen having different embedded length for each corrosion levels, and column specimen having different corrosion levels, various amount of stirrups. A mathematical model which can predict bond strength for each different level of corrosion stages has been proposed after endeavoring experimental test program which parameters are methods of corrosion, level of corrosion and thickness of concrete cover. Repair and strengthening methods leading durability improvement have been also studied experimentally and analyzed in addition to different corrosion level.
Large scattering of electric potential and resistance was obtained in intact reinforcing bars while certain tendency was obtained in corroded reinforcing bars. The relationship between corrosion level( ) and electric resistance($x_1$), electric current density($x_2$) is next, y=0.1659 $x_1^2-3.5726x_1+18.814$ ($R^2=0.8942$), y=$-0.6412x_2^2+17.625x_2-2.5749$ ($R^2=0.8622$).
Epoxy related material showed relatively high strength and ductile fracture pattern among many other repair materials.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문 ...9
• 1. 국문요약문 ...9
• Ⅱ. 연구결과 요약문 ...10
• 1. 국문요약문 ...10
• 2. 영문요약문 ...11
• Ⅲ. 연구내용 ...12
• 1. 서론 ...12
• 2. 연구방법 및 이론 ...17
• 3. 연구결과 ...37
• 4. 결론 ...111
• 5. 인용문헌 ...115