Service Life Prediction of R.C. Structures Considering Chloride Binding

염화물 고정화를 고려한 철근 콘크리트 구조물의 내구수명 예측

  • 이창수 (서울시립대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 박종혁 (서울시립대학교 대학원 토목공학과) ;
  • 김영욱 (서울시립대학교 대학원 토목공학과)
  • Published : 2010.02.28

Abstract

Chloride-induced corrosion of steel bars in concrete exposed to marine environments has become one of the major causes of deterioration in many important facilities made of reinforced concrete. A study on chloride penetration in concrete has developed through long period exposure test along seawater, assesment of chloride ion diffusion by electrochemical techniques and so on. However, reasonable and exclusive chloride penetration model considering concrete material properties with mixture, degree of hydration, binding capacity has not been established. Therefore, in this paper, chloride penetration analysis of non-steady state is accomplished with material properties of concrete. Comparing with the results of analysis and chloride ponding test, we could accept the effect of binding capacity on chloride penetration in concrete and these results could be applied to a service life prediction of R.C. structures submerged in seawater. Therefore, there are 20~40% differences of service life to SHRP prediction.

자연환경 중 다양한 형태로 존재하는 염화물은 콘크리트 구조물의 철근 부식을 야기하며 이에 따른 심각한 내구성 저하와 함께 구조물의 수명을 감소시킨다. 현재 콘크리트 중의 염화물 침투 특성을 규명하기위한 연구는 해안가 장기 폭로 시험과 전기화학적 촉진 시험에 의한 확산계수 평가 등에 의해 지속적인 발전을 이루어왔으나 콘크리트의 배합, 수화도, 고정화능력, 공극률의 재료적 특성을 고려한 이성적이며 포괄적인 염화물 침투 모델에 관한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 실내 염화물 침지 실험을 통해 콘크리트의 염화물 고정화 특성을 파악하고 이를 고려한 염화물 침투 모델로서 비정상상태의 염화물 침투 해석과 함께 해양침지환경하의 철근콘크리트 구조물의 내구수명 예측을 시도하였으며 SHRP 기준과 20~40%의 내구수명의 차이를 보였다.

Keywords

References

  1. 문한영, 이승태, 김홍삼 (2001) 시멘트 경화체의 해수침식에 의한 성능저하 및 저항성 평가. 한국콘크리트학회 논문집, 제4권 2호, pp.175-183
  2. 이창수, 윤인석 (2000) 서울시내 140개 철근콘크리트 교량의 내구성 현황분석.한국구조물진단학회 논문집, 제4권 3호, pp.161-168
  3. Andrade, C., (1993) Calculation of Chloride Diffusion Coefficients in Concrete from Ionic Migration Measurements, Cement and Concrete Research, Vol. 23, pp.58-66
  4. Bazant, Z.P. and Najjar, L.J. (1971) Drying of concrete as a Nonlinear diffusion Problem, Cement and Concrete Research, Vol. 1, pp.461-473 https://doi.org/10.1016/0008-8846(71)90054-8
  5. Grace, W.R. (1991) Chloride Penetration in Marine Concrete : A Computer Model for Design and Service Life Evaluation,International Proceedings of Corrosion 91, Australians Corrosion Association, pp.121-129
  6. Luciano, J. and Miltenberger, M. (1999) Predicting Chloride Diffusion Coefficient from Concrete Mixture Properties, ACI Material Journal, Vol. 96-M86, pp.698-703
  7. Mackechine, J.R. and Alexande, M.G. (1997) Exposure of Concrete in Different Marine Environment, Journal of Materials in Civil Engineering, Vol 27, No. 2, pp.154-162
  8. Perez, M.B., Zibara, H. and Hooton, R.D. (2000) A study of the effect of chloride binding on service life predictions, Cement Concrete Research, Vol. 30, No. 8, pp.1215-1223 https://doi.org/10.1016/S0008-8846(00)00339-2
  9. Saetta, A.V., Scotta, R.V. and Vitaliani, R.V. (1993) Analysis of chloride diffusion into partially saturated cocncrete, ACI Material Journal, Vol. 90, No. 5, pp.441-451
  10. Weyers, R.E., Fitch, M.G., Laren, E.P., Al-Quadi, I.L., and Hoffman, P.C. (1994) Concrete Bridge Protection and Repair, and Rehabilitation Relative to Reinforcement Corrosion: A Methods Application Manual, SHRP-S-360, National Research Council, Washington D.C., pp.268,