The purpose of this study is to examine the effect of crack and water cement ratio on concrete carbonation. The influence factors of concrete carbonation were verified through the laboratory experiments considering crack width and depth of concrete. From this study, a method for evaluating of concrete carbonation with crack is suggested.

In this study, it was evaluated the carbonation properties of concrete by replacement of the flyash after it was ground by vibration mill and was modified chemically. Also, it was compared to 1day, 3day, 7day, 28day and 56day-strength of the concrete, respectively.

This study investigates the effect of surface coating materials on the level of resistance of concrete carbonation. For the surface coating materials, paint (Pa), waste cooking oil (WCO) and waste cooking oil + paint (WCO + Pa) were prepared and applied on the surface of concrete specimens after exposure to accelerated carbonation environment for four weeks.

박스형 전력구와 같은 지하구조물의 건설은 점점 증가하고 있는 추세이며, 지상구조물에 비해 보수 및 재시공이 어려운 지하구조물의 수명 연장은 매우 중요한 문제로 대두되고 있다. 콘크리트 구조물에서 이산화탄소에 노출된 환경에서 발생하는 탄산화는 콘크리트 내부의 철근을 부식시켜 수명을 저하시키는 요인이 된다. 이 연구에서는 도심지의 두 박스형 전력구에 대한 탄산화 깊이를 측정하여 탄산화에 의한 내구성을 평가하고, 탄산화 측정결과를 바탕으로 몬테카를로 시뮬레이션 기법을 통해 철근의 부식시기를 예측하였다. 탄산화에 의한 기존 도심지의 두 박스형 전력구의 사용수명은 250년 이상으로 예측되었다.

본 논문에서는 탄산화 콘크리트 구조물의 내구성을 예측하기 위한 새로운 접근 방법을 제시하였다. 제시된 예측 방법은, 새로운 계측 데이터가 있을 때 베이스 이론에 근거하여 지속적인 업데이팅이 가능하며 모델 매개변수의 확률론적인 특성이 고려된다. 탄산화 내구성 해석 모델의 절차는 라틴 하이퍼큐브 샘플 추출법(LHS)으로 간단하게 정리되고, 이를 통해 얻는 표본으로 결정된다. 이 방법은 콘크리트 구조물의 설계에 유용하게 사용될 수 있으며, 모니터링을 통한 콘크리트 구조물의 잔존수명을 예측할 수 있다. 본 논문에서 사전예측치는 탄산화에 노출된 국내 콘크리트 구조물 데이터(3700개 시편)를 이용하여 콘크리트 탄산계수의 확률 특성을 고려하여 나타내었으며, 우도함수는 현장 모니터링 데이터를 이용하였으며 사후예측치는 사전예측치와 우도함수를 조합하여 나타내었다. 또한, 몬테 카를로 시뮬레이션(MCS)과 LHS의 비교를 통하여 본 논문에서 수행된 LHS를 이용한 샘플링기법이 보다 효율적인 시뮬레이션 수행이 가능함을 확인하였다.

탄산화는 콘크리트 내부의 알칼리성 수화생성물과 대기 중의 탄산가스가 반응하는 것을 의미하며, 탄산화에 의한 철근부식은 철근 콘크리트의 내구성을 저하시키는 주요원인 중의 하나이다. 본 논문에서는 국내에서 광범위하게 시공된 교량구조물에 대한 실태조사를 이용하여 교량구조물이 위치한 환경에 따른 탄산화의 영향을 파악하였다. 또한 계측결과들을 바탕으로 탄산화에 의한 구조물의 내구적 파괴확률을 신뢰성 이론을 기반으로 하여 분석하고, 국내 시방서에서 제시하는 목표파괴확률을 기준으로 대상구조물의 내구수명을 평가하였다. 현장실험결과를 토대로 한 탄산화의 분석결과 교량의 사용년수가 증가함에 따라 탄산화깊이는 증가함을 보였으며, 교량구조물의 탄산화 속도 분석결과 하천교량에 비하여 도심지 및 해상 교량의 탄산화 속도가 1.6-1.9배 빠르게 나타났다. 또한, 교량구조물의 내구수명을 파악한 결과 하천 교량에 비하여 도심지 및 해상 교량의 내구수명은 약 2.4-3.3배 적게 나타났다.

철근콘크리트의 내구성을 저하시키는 주요 원인중의 하나는 콘크리트 탄산화로 인하여 철근이 부식되는 것이다. 탄산화속도는 구조물이 위치한 환경의 이산화탄소 농도, 콘크리트 품질, 구조물의 형상 등에 의해 영향을 받게 되는데 특히, 도심지 콘크리트 구조물의 탄산화에 대한 문제가 증가되고 있다. 본 논문에서는 국내에서 광범위하게 시공된 교량구조물에 대한 실태조사를 이용하여 탄산화가 교량구조물에 미치는 영향을 파악하였다. 또한 계측결과들을 바탕으로 탄산화에 의한 구조물의 내구적 파괴확률을 신뢰성 이론을 기반으로 하여 분석하였다. 도심지 환경에 따른 탄산화의 분석결과 콘크리트 강도가 증가함에 따라 탄산화 속도가 감소하고, 교량의 사용년수가 증가함에 따라 탄산화깊이는 증가함을 보였다. 또한 신뢰성이론을 기반으로 도심지 교량의 내구적 파괴확률을 분석한 결과, 대부분의 경우 내구적 파괴확률이 10%이상으로 분석되었고, 목표내구수명을 만족하기 위해 최소 피복두께가 70-80mm이상 확보되어야 할 것으로 분석되었다.

대도시 및 지하구조물에서 주로 발생하는 탄산화는 사용기간의 증가에 따라 철근부식이 발생하며, 이러한 철근부식은 구조물의 성능저하로 진전된다. 하나의 RC 구조물이라 하더라도, 콘크리트 시공에 의해 건전부 뿐 아니라 시공이음부 또는 균열부와 같은 취약부가 발생하기가 쉽지만, 진단시에는 일반적으로 건전부만을 대상으로 탄산화 거동을 분석하고 있다. 본 연구에서는 대도시에서 사용중인 고가교의 RC 교각을 대상으로 하여 건전부, 균열부, 시공이음부 콘크리트의 탄산화 실태조사를 수행하였다. 조사된 탄산화 깊이와 측정된 피복두께를 확률변수로 하여, 사용기간에 따라 증가하는 내구적 파괴확률을 도출하였다. 한편 국내 시방서에 서 제시하는 목표파괴확률을 기준으로 대상구조물의 내구수명을 평가하였다. 동일한 기둥부재라 하더라도 건전부, 균열부, 시공이음부 콘크리트에 따라 도출된 내구수명은 각각 다르게 평가되었으며, 피복두께가 작고 균열폭이 큰 경우에서는 매우 빠르게 감소함을 알 수 있었다. 피복두께의 변동계수에 따라서도 내구적 파괴 확률의 변화가 크므로 적절한 시공과 품질확보가 중요함을 알 수 있다.

환경노출로부터 야기되는 콘크리트 열화 중에서, 도심지 및 지하구조물의 탄산화에 대한 문제가 증가되고 있다. 그러나 현재 국내 콘크리트 구조물의 탄산화 예측에 사용되는 예측식은 국내 콘크리트 구조물의 노출환경을 고려하지 않고 기존 외국의 문헌에 수록되어 있는 예측식을 직접적으로 사용하여 오차를 수반하게 된다. 본 연구의 목적은 국내에서 시공되는 콘크리트 구조물의 노출환경에 따라 탄산화 깊이를 예측할 수 탄산화 예측식을 제안하는데 있다. 이를 위해, 기존 탄산화 예측식을 분석하였으며, 국내에서 광범위하게 시공된 콘크리트 구조물에 대한 실태조사자료를 이용하여 콘크리트 구조물의 노출환경을 고려한 보정계수를 도출하였다. 최종적으로 보정계수를 강도의 함수로 구현하여 국내의 대표적인 콘크리트 구조물의 노출환경에 따른 탄산화 예측식을 제안하였다.

대도시의 콘크리트 구조물은 주로 탄산화에 노출되고 이에따라 매립된 철근은 시간이 경과함에 따라 부식이 발생한다. 콘크리트 구조물의 조사 및 진단에서, 건전부의 탄산화 깊이가 주로 평가되며, 이를 근거로 내구수명이 평가된다. 그러나 일반적으로 교각과 같은 매스 콘크리트 구조물에서는 적절한 타설을 위하여 조인트를 설치하게 되며, 초기재령에서 균열이 쉽게 발생한다. 본 연구에서는 20년 경과된 국내 대도시의 교각 구조물을 대상으로 탄산화 깊이를 평가하였으며, 건전부, 균열부, 시공이음부와 같은 국부적인 환경을 고려하여 탄산화 거동을 분석하였다. 균열부 및 시공이음부의 탄산화 깊이는 건전부에 비하여 크게 증가하였으며, 피복두께가 작은 구조물에 대해서는 이러한 영향을 고려하는 것이 바람직하게 평가되었다. 또한 균열폭의 함수로 균열부 탄산화 깊이를 예측할 수 있는 기법을 제시하였으며, 기존의 실태조사 결과와 비교하여 그 적용성을 검증하였다.