초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 콘크리트가 접해있는 외부환경과 콘크리트 내부의 간극수 사이에 농도차가 발생하여 물질이 이동하는 칼슘 용출에 관한 현상에 대하여 현재 다양한 건설 분야에서 활용되고 있는 광물질 혼화재 종류 및 대체율에 따른 저항 성능 평가를 실시하고자 하였음.
칼슘 용출 저항성능 평가 항목으로는 투수계수 측정, 미세공극구조 변화뿐만 아니라, 칼슘 용출이 장기적으로 진행된 시험체의 압축강도 및 열화두께를 평가하였음. 또한, 실제 구조물에서 발생될 칼슘 용출에 의한 성능 저하를 구현하기 위하여 RC 부재도 함께 제작하였

□ 연구개요
본 연구는 콘크리트가 접해있는 외부환경과 콘크리트 내부의 간극수 사이에 농도차가 발생하여 물질이 이동하는 칼슘 용출에 관한 현상에 대하여 현재 다양한 건설 분야에서 활용되고 있는 광물질 혼화재 종류 및 대체율에 따른 저항 성능 평가를 실시하고자 하였음.
칼슘 용출 저항성능 평가 항목으로는 투수계수 측정, 미세공극구조 변화뿐만 아니라, 칼슘 용출이 장기적으로 진행된 시험체의 압축강도 및 열화두께를 평가하였음. 또한, 실제 구조물에서 발생될 칼슘 용출에 의한 성능 저하를 구현하기 위하여 RC 부재도 함께 제작하였으며, RC 부재의 휨거동을 실험적, 해석적으로 규명하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구 목표는 칼슘 용출이 광물질 혼화재를 혼입한 콘크리트 부재의 공극구조 및 구조거동에 미치는 영향을 실험적, 해석적으로 평가하는 것임. 그 결과, 건전한 시험체의 경우, 광물질 혼화재를 혼합한 콘크리트의 압축강도는 장기강도 발현이 우수한 반면, 칼슘 용출이 진행됨에 따라 압축강도는 저하하였음. 특히, 압축강도 저하는 칼슘 용출 전 콘크리트의 수화생성물에 포함되어 있는 칼슘 성분에 의해 크게 영향을 받는 것으로 나타남. 광물질 혼화재인 플라이애시(FA), 고로슬래그 미분말(BFS)를 혼입한 콘크리트의 경우, 매우 우수한 염화물 확산 저항성을 나타내지만, 칼슘 용출이 발생함에 따라 염화물 확산계수가 급격하게 증가하여 염화물 확산 저항성이 크게 감소하였음. 또한, 광물질 혼화재를 혼입하면, 칼슘 용출 전의 공극분포는 매우 우수하게 개선되지만, OPC의 경우에 비해 공극이 빠르게 증가하고 물-결합재비의 영향을 크게 받는 것으로 나타남. 그러나 BFS 경우에는 물-결합재비가 낮고, 포졸란 반응 및 잠재수경성으로 인한 충분한 수중 양생을 실시할 경우, OPC 배합과 유사한 성능 확보가 가능한 것으로 나타남. 한편, 광물질 혼화재 혼입 유무에 관계없이 압축영역 표면으로부터 칼슘 용출이 진행된 열화 부재는 건전 부재에 비하여 항복하중, 최대하중 및 휨강성이 모두 감소하는 것으로 나타남. 특히, 광물질 혼화재를 사용한 부재의 경우, 칼슘 용출에 의한 성능 저하가 초기 열화단계에서는 작은 반면, 혼화재료의 혼입률이 과다한 경우에는 칼슘 용출 기간이 증가함에 따라 급격한 성능저하가 나타남. 즉, 칼슘 용출 환경에서 광물질 혼화재 종류에 따른 적정 혼입 기준을 마련 해야하며, 장기적인 칼슘 용출에 노출되는 구조물의 설계에 대해서는 성능 저하를 고려하는 설계법의 검토가 필요함. 또한, 유한요소해석프로그램을 이용하여 해석한 결과, 건전 부재에 대해서는 실험결과와 잘 일치하는 것으로 나타난 반면, 광물질 혼화재 종류에 상관없이 과도한 양의 광물질 혼화재 사용으로 인한 급격한 성능 저하를 표현하기 위해서는 추가적인 해석 방법이 필요한 것으로 사료됨.

□ 연구개발결과의 중요성
방사성폐기물 처분시설과 같은 구조물은 해체가 용이하지 않고, 성능 저하가 안전성에 직결된 콘크리트 구조물로써 칼슘 용출 열화에 대한 우려가 지속적으로 보고되어 왔으나 이를 뒷받침만할 근거 자료 및 관련 연구가 현재까지 진행된 바 없었음. 하지만 본 연구를 통해서 칼슘 용출 열화현상에 의한 성능저하를 염화물 확산 저항성, 미세공극구조 뿐만 아니라 RC 부재의 휨거동 특성을 실험적, 해석적으로 구현함으로써 칼슘 용출 열화 현상에 대하여 명확하게 접근하고 그 영향을 평가하였음. 또한, 본 연구의 수행결과를 바탕으로 칼슘 용출이 발생하는 지하구조물 건설시 열화 저항성 확보를 위한 설계에 대한 기초 자료를 제공할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 9