전기적 비파괴 방법을 이용한 콘크리트 내부철근의 부식률 예측과 부식률에 따른 부착성능
Prediction of Corrosion Rate of Rebar Using Electrical Non-Destructive Method and Bond Characteristics of Corroded Rebar in RC Member
- 주제(키워드) 자연전위법 , 분극저항법 , 부식률 , 염화물 , 부착특성 , Electric Potential Method , Polarization Resistance Method , Corrosion Rate , Chloride , Bond Characteristic
- 발행기관 江陵大學校 大學院
- 지도교수 楊恩翼
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 2007. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 土木工學科
- 원문페이지 xii, 63 p.
- 본문언어 한국어
초록/요약
최근 철근 콘크리트 구조물의 해사 사용 및 염화물 혼입으로 인한 철근의 부식이 큰 문제로 대두 되고 있다. 구조물 내부의 염화물에 의해 부식이 발생되면 부식 생성물은 철근의 부피팽창을 일으키게 되고, 이때 발생하는 팽창압으로 인해 결국 주위에 미세 균열을 유발하게 된다. 이러한 균열은 부착강도 및 강성의 감소를 유발시켜 결국 구조물의 내구성을 크게 저하시키고 구조물의 수명단축을 초래한다. 그러므로 구조물 내부의 염화물에 의한 철근 부식 여부를 판단하고, 또한 철근의 부식정도를 정량적으로 평가함으로써 철근 콘크리트 구조물의 내력 저하 정도를 정확히 진단하여 적절한 보수·보강시기를 정하는 방법이 절실히 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 부식에 취약한 콘크리트 내부의 염화물량을 평가함과 동시에 매립 철근의 부식정도를 비파괴적으로 평가하여 이를 정량화 할 수 있는 측정법을 연구하고 부식의 진행에 따른 부착성능을 비교·평가하고자 하였다. 철근의 부식측정과 부식에 따른 부착력 연구에 대한 결론은 다음과 같다. 1) 분극저항법은 부식 환경, 콘크리트 물성 및 염화물농도에 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 반면, 자연전위법은 이에 대한 영향이 다소 큰 것으로 판단된다. 2) 자연전위법은 부식의 유·무정도의 정량적인 판단만이 가능하였으며, 분극저항법은 부식면적이 증가할수록 분극저항치가 낮아지는 경향을 보여 분극저항법으로 단계적인 부식의 정도를 파악할 수 있는 정량적인 분석이 가능할 것으로 판단된다. 3) 실험결과 측정된 자연전위(x1)와 분극저항(x2)에 대하여 자연적인 부식에 의한 실제 부식면적률(y)의 관계를 회귀분석을 통하여 식(4.1)과 식(4.2)와 같이 제안하였으며, 두 측정법간의 비교 분석 결과를 토대로 자연전위(x)와 분극저항(y)값의 상관관계를 식(4.3)과 같이 제안하였다. 4) 철근의 부식정도에 따른 부착력 평가 결과 부식면적이 50%이상인 경우 취성파괴형태를 보였으며, 부식면적이 80%이상인 경우에는 물-시멘트비 50%와 60%에서 부착력이 약10%이상 감소하였다. 5) 혼입한 염화물량에 따른 CF/CT의 비와 물-시멘트비에 따른 CF/CT를 평가한 결과 콘크리트 내부의 염화물량이 2.4kg/m3이상에서는 물-시멘트비에 관계없이 염화물 구속력이 현저하게 떨어지는 것으로 나타났으며, 실제 부식면적 또한 염화물량 2.4kg/m3이상에서 물-시멘트비에 상관없이 80%이상의 부식면적을 보였다.
more초록/요약
The corrosion of reinforcing steel in concrete is a great concern in recent years. Corrosion products of reinforcement induce pressure to the adjacent concrete due to the expansion of steel. This expansion causes tensile around the reinforcing bar and induces cracking through concrete cover. The cracking of concrete cover will adversely affect the safety as well as the service life of concrete structures. Eventually, corrosion of reinforcing steel in concrete structures influences service life negatively and decrease of bond strength, and stiffness. Therefore, in order to increase service life and prevent losses, many strengthening techniques are demanded imminently. Therefore, the purpose of this paper is to suggest the qualitative non-destructive method for prediction of corrosion rate of steel which embedded in concrete structure and The fundamental data for bond characteristics of corroded rebar in RC member. The conclusions of this research are following: (1) Polarization resistance method is not affected by environment of corrosion and property of concrete. However, electric potential method is affected by that. so, potential method only distinguish between existence and nonexistence to corrosion of steel. (2) As corroded area of steel is increased, the values from polarization resistance are gradually decreased. so, polarization resistance method is useful to evaluate quantitatively about gradation of corrosion. (3) The relationships, between values from non-destructive method and real corroded area are proposed with the model equation(4.1),(4.2),(4.3) (4) When corroded area is more than 50%, fracture patterns are brittle failure and maximum load of w/c-50%,60% is decreased about 10%. (5) Binding of chloride was markedly decreased in beyond 2.4㎏/㎥ of chloride despite of w/c ratio. Also, the real corroded area is more than 80%.
more목차
제 1 장 서 론 = 1
1.1 연구배경 및 목적 = 1
1.2 연구범위 및 내용 = 3
제 2 장 철근의 부식측정 및 부착 특성에 대한 고찰 = 4
2.1 철근의 부식측정 = 4
2.1.1 철근의 부식에 영향을 미치는 요인 = 4
2.1.2 부식 반응 경로에 대한 메커니즘 = 7
2.1.3 비파괴 측정법의 분석 및 고찰 = 10
2.2 철근의 부착 특성 = 20
2.2.1 철근콘크리트 부착저항의 주요소와 과정 = 20
2.2.2 철근콘크리트의 부착응력에 영향을 주는 요인 = 24
제 3 장 실험 = 27
3.1 실험계획 및 시험체 제작 = 27
3.2 콘크리트 내부 철근의 부식정도 측정 실험 = 30
3.2.1 자연 전위측정 실험 = 30
3.2.2 분극 저항측정 실험 = 31
3.2.3 부식 면적률 측정 실험 = 33
3.3 철근 부식에 따른 부착 성능 실험 = 34
3.4 콘크리트의 염화물 구속력 평가 실험 = 35
제 4 장 실험 결과 및 분석 = 36
4.1 콘크리트 내부 철근의 부식평가 = 36
4.1.1 자연 전위법에 의한 내부 철근 부식 평가 = 36
4.1.2 분극저항법에 의한 내부 철근 부식 평가 = 40
4.1.3 측정법간의 비교 분석 및 육안관찰 평가 = 44
4.2 철근 부식에 따른 부착 성능 평가 = 47
4.2.1 철근부식에 따른 슬립 형태 = 47
4.2.2 철근부식에 따른 부착력 = 51
4.3 콘크리트의 염화물 구속력 평가 = 55
4.3.1 콘크리트의 염화물량 증가에 따른 염화물 구속력 · = 55
4.3.2 콘크리트 물성에 따른 증가에 염화물 구속력 = 56
제 5 장 결론 = 58
참고 문헌 = 61
