초록 ▼

본 연구에서는 반응성 지하수에 장기간 노출되어 콘크리트 부재에 발생하는 열화 과정 중, 콘크리트에 존재하는 칼슘이온의 용출에 따른 열화 과정을 명확하게 규명하고자 장단기에 걸친 칼슘 용출 실험을 수행하였다. 뿐만 아니라, 칼슘용출 이외에 염화물 침투에 의한 복합 열화 과정을 함께 검증하고자 하였다. 또한, 칼슘 용출 및 염화물 침투에 따른 콘크리트 부재의 마이크로적인 변화 및 매크로적인 변화를 다각적으로 비교 평가하였으며, 이러한 과정을 통해 도출된 연구 결과를 정리하면 다음과 같다.

1. 장단기 용출실험 비교 평가에

본 연구에서는 반응성 지하수에 장기간 노출되어 콘크리트 부재에 발생하는 열화 과정 중, 콘크리트에 존재하는 칼슘이온의 용출에 따른 열화 과정을 명확하게 규명하고자 장단기에 걸친 칼슘 용출 실험을 수행하였다. 뿐만 아니라, 칼슘용출 이외에 염화물 침투에 의한 복합 열화 과정을 함께 검증하고자 하였다. 또한, 칼슘 용출 및 염화물 침투에 따른 콘크리트 부재의 마이크로적인 변화 및 매크로적인 변화를 다각적으로 비교 평가하였으며, 이러한 과정을 통해 도출된 연구 결과를 정리하면 다음과 같다.

1. 장단기 용출실험 비교 평가에 의한 단기 시험법의 신뢰도 향상 및 칼슘 용출 실험 가능성의 발판 구축
이온교환수에 의한 장기 용출과 전기 화학적 가속방법 및 질산암모늄을 적용한 화학적 촉진에 의한 단기 용출 시험 방법으로 칼슘 용출 정도를 평가 및 비교하여 단기 시험법의 적법성을 검증하였다. 칼슘 용출은 장기간에 걸쳐 서서히 진행되는 과정으로 실험적으로 칼슘 용출 과정을 구현하기는 다소 어려움이 있다. 따라서 일반적인 칼슘 용출 열화과정과 동일한 시험 방법으로는 단시간에 연구결과를 도출 할 수 없으므로 칼슘 용출을 단기간에 급속으로 진행하여 기존의 장기 실험 결과와 칼슘용출 열화 과정을 분석하여 단기 시험법에 의한 칼슘 용출 실험의 신뢰성 향상 및 실험 방법 확보가 가능하였다.

2. 단기 용출 시험에 의한 콘크리트 부재의 열화 진행 과정 검증 및 콘크리트 내부 공극구조 평가
앞선 1에서 밝힌 바와 같이 단기 용출 실험의 신뢰성 확보를 위해 용출 시험에 의한 열화 진행속도 및 칼슘 용출에 의한 압축강도 변화 측정 및 내부 공극구조를 평가하여 칼슘이 용출된 콘크리트의 공극구조 및 강도특성을 분석하였다. 또한 칼슘 용출에 따른 콘크리트 시험체의 공극구조, 압축강도 및 염화물 침투 저항성의 특성을 비교 검토하고, 복합열화에 의한 콘크리트의 성능 검토를 위해 칼슘 용출에 따른 미세공극 및 거시공극의 비교 및 시험체 밀도 변화 상관성 정립, 용출 진행에 따른 압축강도 감소의 정량적 평가, 광물질 혼화재료 사용에 따른 저항특성 비교 및 칼슘 용출이 염화물 침투 저항성에 미치는 영향을 검토하였다.

3. 염분 침투에 의한 콘크리트 내부 공극의 변화 및 공극과 확산계수와의 관계를 검증하고 동결 융해 작용에 따른 특성 변화 비교 검토
염분 침투와 콘크리트 내부 공극 구조와의 관계를 규명하고자 하였으며, 특히 동결융해 작용에 따른 공극변화 및 공극변화로 인한 염분 침투 특성의 변화를 비교 검토하여, 동결융해 작용을 받은 콘크리트의 공극구조 및 염화물 침투 저항 특성을 분석하였다.

4. 콘크리트 칼슘 용출에 의한 부재의 거동 특성을 검토하기 위하여 실제 크기 (200×300×2200mm)의 보를 제작하여 칼슘용출 후 휨 거동 실험을 수행하고 그 특성을 해석적으로 검증
실제 부재의 칼슘 용출에 따른 특성을 정량적으로 검증하기 위하여 부재에 대하여 장기간에 걸친 칼슘용출을 진행한 후, 휨 거동 실험을 실시하였으며, 실험 결과는 ABAQUS 손상모델을 적용하여 검증하고 칼슘 용출 깊이 변화에 따른 거동 특성을 해석적으로 검토하였다.

5. 혼화재 종류, 혼입률 및 수중 양생 재령 변화에 따른 칼슘이 용출된 콘크리트의 특성 평가 진행
칼슘이 용출된 콘크리트는 건전한 콘크리트와 달리 염해 등의 복합 열화에 따른 내구성 저하를 수반하고 있으며, 칼슘 용출과 더불어 염해로 인한 복합 열화와의 상관관계를 규명하고, 광물질 혼화재의 효과를 장기적으로 검토하기 위하여 칼슘이 용출된 콘크리트의 미세공극구조 및 염화물 침투저항성을 혼화재 종류, 혼입률 및 수중 양생 재령 변화에 따라 평가를 진행하고 있다.