해양콘크리트구조물의 부식 방지를 위한 고내구성 재료의 성능 평가
Extimation of Performance on High-Durability Materials for Prevention of Corrosion in Marine Concrete Structures
- 주제(키워드) 해양콘크리트 , 고내구성 , 전기화학적기법 , 분극저항 , 광물질 혼화재 , 염해 저항성 , 4점 휨시험 , 휨거동 , 균열 , Marine concrete , High-durability , Electro-chemical methods , Polarization resistance , Corrosion prevention , Four-point bending test , Flexural behavior , Crack
- 발행기관 江陵大學校 大學院
- 지도교수 楊恩翼
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 土木工學科
- 원문페이지 xii, 96 p.
- 본문언어 한국어
초록/요약
해양콘크리트구조물의 내구성은 일반적으로 해수의 침식 작용과 콘크리 트 내부로 침투하는 염분의 확산에 따른 부식에 의해 크게 피해를 입으며, 이러한 내구성 저하는 해양콘크리트구조물의 과다한 유지관리비를 초래하 게 된다. 따라서 해양구조물의 내구성 증진을 위하여 고내구성 재료의 사 용이 검토되고 있다. 이러한 이유로 본연구에서는 광물질 혼화재(실리카흄, 플라이애쉬, 고로 슬래그미분말)와 표면처리 철근(스테인리스 봉강, 에폭시 코팅), 그리고 부 식억제제를 사용한 해양콘크리트의 부식저항 특성을 전기화학적기법 및 분 극저항 측정을 통하여 비교하는 한편, 4점 휨시험을 실시하여 역학적 특성 및 해양 콘크리트 구조물에 대한 적용성을 평가하였다. 전기화학적 방법 및 분극저항 측정 결과에 따르면 혼화재를 대체하거나 부식억제제를 혼입한 경우 우수한 부식 저항성을 보였으며, 강재의 경우 Coating 철근이 가장 우수한 염해 저항성을 보였다. 한편 4점 휨시험을 통한 역학적 특성을 살펴본 결과, 혼화재 및 부식억제제를 적용한 경우 초기 균열발생에 대한 안전율 확보 및 인장 철근 항복 이후에 대한 휨 저항성 확보에 유리할 것으로 판단되었으며, 내구성 재료 를 적용한 경우의 역학적 거동은 Normal 부재와 유사한 것으로 평가되었 다. 또한, 내구성 재료를 적용한 휨 부재의 경우가 Normal부재보다 인장철 근 응력값의 적은 차이를 보였으며, 내구성 재료를 적용한 경우가 응력분 포가 일정하게 발생되어 안정적인 거동을 보였다. 균열에 있어서 내구성 재료의 사용 유·무와 상관없이 유사한 균열 형상 을 보였으나, Coating철근을 적용한 부재의 경우 부착 파괴에 의한 균열 형상을 보여 이에 대한 검토가 필요할 것으로 판단되며, 내구성 재료를 적 용한 경우 Normal 부재에 비해 균열 간격이 적은 것으로 평가되어 휨부재 에 대해 내구성 재료를 적용하는 것이 구조적으로 유리할 것으로 판단된다.
more초록/요약
The durability of marine concrete structure is severely degraded by corrosion due to seawater attack and diffusion of chloride in concrete. The deduction of durability causes high repair cost for maintenance of marine concrete structure. So, the applicability of high-durable materials is investigated to improve the durability in marine concrete structure. For these, the characteristics of corrosion prevention of marine concrete mixed with the mineral admixtures(SF, FA and BFS), the modified steel (stainless and coating steel), and corrosion inhibitors are evaluated using electro-chemical methods. And, four-point bending test of prism specimens are performed to investigate the mechanical characteristics and the applicability for marine concrete structure. As a results of using electro-chemical methods and polarization resistance test, a mineral admixture, inhibitor and coating steel in specimen are more useful for corrosion prevention than normal one. The other side, as a resuls of four-point bending test, a mineral admixture and inhibitor are useful for safety against the initial cracking and the bending resistance after yielding in specimen. And, it shows that the flexural behavior of member is almost identical to the normal one. When the durable material is used in specimen, the tensile stress of reinforcing rod is less variable in same bending span length. Therefore, the durable member showed the more stable behavior. As a result of measuring cracks, regardless of using durable material, each specimen showed similar cracking pattern. It is desirable, however, to investigate the bond failure when the coating rod is applied in member. And It is evaluated that the crack spacing is closer in specimen used the durble material.
more목차
제 1 장 서 론 = 1
1.1 연구배경 및 목적 = 1
1.2 연구내용 및 방법 = 3
제 2 장 이론적 배경 = 5
2.1 염해에 대한 설계 및 조사 기준 = 5
2.1.1 일본 콘크리트 표준시방서 = 5
2.1.2 국내 콘크리트 표준시방서 = 9
2.2 염화물 확산 및 구조물의 방식 = 10
2.2.1 염화물의 확산 침투 및 영향인자 = 10
2.2.2 구조물의 철근 부식 = 15
2.2.3 구조물의 방식기법 = 19
2.3 콘크리트 구조물의 균열 제어에 대한 규정 = 23
2.3.1 미국 ACI 224 위원회 = 23
2.3.2 유럽의 CEB-FIP 규준 = 27
제 3 장 실험 방법 = 34
3.1 고내구성 재료의 부식 저항성 평가 = 34
3.1.1 실험 변수 및 재료 = 34
3.1.2 실험 내용 및 방법 = 37
3.2 고내구성 재료의 역학적 특성 평가 = 43
3.2.1 실험 변수 및 재료 = 43
3.2.2 실험 내용 및 방법 = 46
3.3 철근 콘크리트의 비선형 거동 시뮬레이션 프로그램 ATENA = 48
제 4 장 고내구성 재료의 염해 저항성 평가 = 51
4.1 혼화재 혼입에 따른 부식 저항성 평가 = 51
4.2 철근 종류 및 코팅에 따른 염해 저항성 평가 = 52
4.2.1 수용액 상태에서 철근의 전위차 염해 저항성 = 52
4.2.2 철근의 코팅 유?무에 따른 염해 저항성 평가 = 53
4.3 부식억제제 혼입에 따른 적용성 분석 = 55
4.3.1 부식억제제 적용에 따른 시공성 변화 = 55
4.3.2 부식억제제 적용에 따른 응결 특성 = 58
4.3.3 부식억제제 적용에 따른 압축 강도 = 60
4.3.4 부식억제제 혼입에 따른 염해 저항성 평가 = 61
제 5 장 고내구성 재료를 적용한 휨부재의 역학적 특성 평가 = 63
5.1 사용재료의 강도특성 비교 = 63
5.1.1 휨부재에 매립된 인장철근의 종류별 인장강도 = 63
5.1.2 내구성 재료별 압축강도 = 64
5.2 내구성 재료를 적용한 휨재의 하중과 중앙 처짐 관계 = 65
5.2.1 혼화재를 적용한 휨부재의 하중과 중앙 처짐 = 65
5.2.2 부식억제제를 적용한 휨부재의 하중 및 중앙 처짐 = 66
5.2.3 코팅철근을 적용한 휨부재의 하중 및 중앙 처짐 = 68
5.3 재하 하중에 따른 인장철근의 응력변화 = 69
5.3.1 혼화재 적용에 따른 인장철근의 재하 하중 조건별응력분포 = 69
5.3.2 부식억제제 적용에 따른 인장철근의 재하 하중 조건별 응력분포 = 72
5.3.3 코팅철근의 적용에 따른 인장철근의 재하 하중 조건별 응력분포 = 75
5.4 내구성 재료를 적용한 부재의 균열 형상 = 76
5.4.1 혼화재를 적용한 휨부재의 균열형상 = 76
5.4.2 부식억제제를 적용한 휨부재의 균열형상 = 77
5.4.3 코팅철근을 배근한 휨부재의 균열형상 = 79
5.5 내구성 재료의 적용에 따른 휨부재 균열변화 = 80
5.5.1 혼화재 적용에 따른 휨부재의 평균균열간격 = 80
5.5.2 부식억제제 적용에 따른 휨부재의 평균균열간격 = 81
5.5.3 코팅철근을 배근한 따른 휨부재의 평균균열간격 = 82
5.5.4 해석적 결과에 의한 평균 균열 간격 = 83
5.5.5 측정 구간 사이에서 발생한 균열수 = 84
제 6 장 결 론 = 87
참 고 문 헌 = 92
