It has been well known that concrete structures exposed to chloride and sulfate attack environments lead to significant deterioration in their durability due to chloride ion and sulfate ion attack. The purpose of this experimental research is to evaluate the resistance against chloride ion and sulfate attack of the cementless concrete replacing the cement with ground granulated blast furnace slag. For this purpose, the cementless concrete specimens were made for water-binder ratios of 40%, 45%, and 50%, respectively and then this specimens were cured in the water of 20±3℃ and immersed in fresh water, 10% sodium sulfate solution for 28 and 91 days, respectively. To evaluate the resistance to chloride ion and sulfate attack for the cementless concrete specimens, the diffusion coefficient for chloride ion and compressive strength ratio, mass change ratio, and length change ratio were measured according to the NT BUILD 492 and JSTM C 7401, respectively. It was observed from the test results that the resistance against chloride ion and sulfate attack of the cemetntless concrete were comparatively largely increased than those of OPC concrete with decreasing water-binder ratio.

콘크리트는 인장력에 취약한 재료적 특징을 갖기 때문에 콘크리트 구조물의 사용기간 중에 발생하는 균열은 내구성능 평가 시 필히 고려되어야 한다. 본 연구에서는 두 수준의 강도를 고려한 플라이애시 콘크리트를 배합하여 옥외 폭로 시험을 실시하였다. 노출 환경은 비말 조건으로 설정하였으며, 균열 폭이 콘크리트의 염화물 확산 거동에 미치는 영향을 평가하고자 각 배합의 시편에 0.1 mm 간격으로 최대 1.0 mm 까지의 균열 폭을 야기하였다. 그 후 3가지 수준의 노출기간(180일, 365일, 730일)을 고려하여 겉보기 염화물 확산계수 및 표면 염화물량을 산출하였다. 균열 폭의 증가에 따라 두 배합 모두 확산계수가 증가하였으며, 노출기간이 증가함에 따라 확산계수는 감소하였다. 또한 노출 기간이 증가함에 따라 균열 폭이 확산계수에 미치는 영향이 감소하였는데, 이는 염소 이온 기반 수화물이 콘크리트의 확산성을 저감시키기 때문으로 사료된다. 표면 염화물량 거동은 겉보기 염화물 확산계수 거동 대비 균열 폭의 증가에 따른 뚜렷한 변화 거동이 발생하지 않았으며, 고강도 배합에서 보통 강도 배합 대비 78.9 % ~ 90.7 %의 표면 염화물량을 나타내어 강도와의 상관관계를 갖는 것으로 판단된다.

염해에 노출된 콘크리트 구조물의 내구수명을 정량적으로 평가하기 위해서는 사용 배합을 통하여 확산계수를 평가하고 이를 이용한 염화물 침투 해석이 필요하다. 본 연구에서는 비말대에 노출된 콘크리트 구조물에 대하여 촉진 확산계수를 NT BUILD 492 및 ASTM 1202를 통하여 평가하였으며, 기존의 연구를 이용하여 겉보기 확산계수를 도출하였다. 사용배합의 특성과 가장 보수적인 조건인 임계 염화물량과 표면 염화물량을 고려하였으며, Life 365 ver.2 프로그램을 이용하여 외벽 및 기둥구조의 내구수명을 평가하였다. 10년 및 15년의 Built-up period의 변화에 대해서는 내구수명은 큰 차이를 보이지 않았으며. 슬래그를 사용한 두 개의 배합에서는 높은 시간의존성 지수와 낮은 초기 염화물 확산계수로 인해 75년 이상의 높은 내구수명이 확보되었다.

염해에 콘크리트 구조물은 사용기간의 증가에 따라 내구성에 문제가 발생하므로 보수를 포함한 유지관리가 필수적이다. 일반적으로 결정론적인 방법으로 내구수명이 결정되고 이에 따라 유지관리비가 평가되고 있으나, 확률론적 유지관리 기법을 고려할 경우 연속적인 보수비용이 평가되므로 합리적인 유지관리가 가능하다. 기존의 확률론적 유지관리 기법에서는 정규분포만 고려되었으나, 본 연구에서는 초기 내구수명 및 보수에 따른 수명-확률함수에 로그함수를 고려할 수 있도록 개선되었으며, OPC 및 GGBFS를 사용한 콘크리트에 대하여 보수비용을 평가하였다. 로그 함수를 가지는 수명-확률함수는 중앙값 이전보다 이후에 미치는 영향이 지배적이므로 초기 내구수명 분포에 유리하며 전반적으로 낮은 보수비용을 도출할 수 있다. GGBFS를 사용한 콘크리트는 OPC 콘크리트 비하여 높은 내구수명과 낮은 보수횟수를 통하여 30% 수준으로 보수비가 감소하였다. 본 연구에서 도출된 확률론적 유지관기 기법은 정규분포 뿐 아니라 로그분포를 가지는 수명-확률함수를 초기 및 다양한 보수시기에 적용할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 더욱 합리적인 보수비용을 도출할 수 있다.

Chloride penetration into concrete is the main cause of the corrosion of steel in concrete structures exposed to chloride-rich environments. As a preventive or remedial method, surface treatments on concrete have been increasingly applied to both new and existing concrete structures to combat this problem. So far, knowledge of how a surface treatment reduces chloride diffusion is limited and the relationship between chloride diffusion resistance and surface treatment parameters, such as thickness, porosity and diffusion coefficient, has not been quantitatively identified. In this paper, chloride ion penetration modeling is performed to predict the service life of the surface treated concrete.

In this study, the resistance of chloride penetration and sulfate attack of mortar substituted heavyweight waste glass were evaluated. As a result, chloride penetration depth and diffusion coefficient decreased with the substitution of waste glass, chloride penetration resistance is increased. For sulfate attack resistance, the effect of heavyweight waste glass was little.

Chloride attack is one of the most critical deterioration due to rapid corrosion initiation and propagation which can cause structural safety problem. Extended service life through repairing is very important for determination of maintenance strategy. Conventionally adopted models for estimation of LCC (Life Cycle Cost) have shown step-shaped elevation of cost, however the extension of service life is much affected by quality of construction and repairing materials, which means engineering uncertainties in residual service life. In the paper, RC (Reinforced Concrete) column with three different mix proportions exposed to chloride attack are considered, and repairing numbers with related costs are evaluated through probabilistic technique for maintenance. When calculating repair frequency for intended service life through probabilistic model, the required repair frequency is evaluated to be 6.71 times for OPC, 4.09 times for SG30, and 2.95 times for SG 50, respectively. The probabilistic model for repairing cost is evaluated to be effective for reducing the repair frequency reasonably with changing the intended service life and design parameters.

This study investigated the durability performance of concrete to which Polydimethylsiloxane (PDMS) was applied for penetrating water repellency. As the results of study, From test of the resistance to chloride ion penetration, superior salt-resistance was shown in comparison to plain concrete, by the application of PDMS. Experimental results of SM and IM showed more than twofold improved salt-resistance compared to plain concrete.

염해에 따라 발생하는 보수시기와 보수로 유지되는 내구수명은 보수비용 평가에 매우 중요한 요소이다. 일반적으로 사용하는 결정 론적 보수비용 평가는 사용기간의 연장에 따라 계단식으로 증가하게 되며, 보수로 인해 변동되는 내구수명의 변화를 고려하지 못한다. 본 연구 에서는 확률론적인 보수시기 및 비용을 평가하기 위해, 염해에 노출된 콘크리트 교각을 선정하였다. 두 가지 배합과 염화물에 노출된 외부 환 경조건을 고려하여 염화물 거동을 평가하였으며, 도출된 내구수명과 수명에 대한 확률변수를 변화시키면서 보수시기 및 비용 변화를 분석하 였다. 변동계수의 변화에 따른 보수회수는 큰 차이가 발생하지 않았으나, 초기의 내구수명 연장이 구조물의 보수시기 및 비용에 큰 영향을 미 치고 있었다. 또한 확률론적 보수비용 산정 모델은 결정론적 모델과 다르게 연속적인 보수비용이 평가되므로 목표내구수명에 따라 보수회수 를 감소시킬 수 있는 효과적인 기법임을 규명되었다.

Recently durability design based on deterministic or probabilistic method has been attempted since service life evaluation in RC(Reinforced Concrete) structure exposed to chloride attack is important. The deterministic durability design contains a reasonable method with time effect on surface chloride content and diffusion coefficient, however the probabilistic design procedure has no consideration of time effect on both. In the paper, a technique on PDF(Probability of Durability Failure) evaluation is proposed considering time effect on diffusion and surface chloride content through equivalent surface chloride content which has same induced chloride content within a given period and cover depth. With varying period to built-up from 10 to 30 years and maximum surface chloride content from 5.0 kg/m3 to 10.0 kg/m3, the changing PDF and the related service life are derived. The proposed method can be reasonably applied to actual durability design with preventing conservative design parameters and considering the same analysis conditions of the deterministic method.

염해에 콘크리트 구조물의 내구수명 평가는 매우 중요한데, 결정론적 방법 및 확률론적 방법에서 평가된 결과는 큰 차이를 보이고 있다. 본 연구에서는 시간의존형 확산계수와 고정 확산계수를 고려하여 내구수명을 모사하였다. 기본확산계수, 콘크리트 피복두께, 표면염화 물량을 3조건으로 분류하여 각 평가방법에 따라 변화하는 내구적 파괴확률과 내구수명을 평가하였다. 시간의존형 확산계수의 도입을 통하여 두 방법 간의 차이를 감소시킬 수 있었으며, 합리적인 해석결과를 유도할 수 있었다. 염화물 확산계수가 2.5×10-12m2/sec에서 7.5×10-12m2/sec으 로 증가할 때 내구수명은 25.5~35.6%수준으로 감소하였으며, 피복두께가 75 mm에서 125 mm로 증가할 경우, 267~311%로 내구수명은 증가 하였다. 또한 표면염화물량이 5.0 kg/m3에서 15.0 kg/m3으로 변화할 때, 내구수명은 40.9~54.5% 수준으로 감소하였다. 피복두께의 변화에 따른 내구수명의 변화는 기본확산계수 및 표면염화물에 비하여 8~10배정도 크게 평가되었으며 내구수명 확보를 위한 중요한 인자임을 알 수 있다.

Recently, the concern on the deterioration of concrete due to de-icing salts and its counter measurements has been increased. This paper discusses the durability Assessment procedure of RC Structures against chloride attack under depicing salt environments.

Maintenance costs, depending on the occurrence of deterioration expressway bridges has been increasing at a very rapid rate (approximately 200% increase in the last five years). In order to reduce the damage caused by water leakage and de-icing salt damage, We proposed a design improvement of concrete slab edge.

콘크리트 구조물은 경제적이고 내구적인 구조물이지만 철근부식에 따라 성능이 내구적, 구조적 저하하게 된다. 최근들어 내구성설계가 도입되고 있는데, 콘크리트 구조물의 내구수명은 해수에 같이 노출되더라도, 국부적인 노출환경과 설계방법에 따라 다르게 평가된다. 본 연구는 3.5년∼4.5년 해수에 노출된 4개의 RC 교각을 대상으로 실태조사를 수행하여 25개의 콘크리트 코어를 채취하였으며, 전염화물을 평가하여 표면염화물량 및 겉보기 확산계수를 도출하였다. Fick's 2nd Law를 기본으로 한 결정론적 방법과 임계확률을 고려한 확률론적인 방법을 수행하여 내구수명을 각각 평가하고 분석하였다. 확률론적인 방법은 보수적으로 평가되었으며, 같은 구조물이라 하더라도 간만대 및 40.0 m 이상의 비말대에서는 비교적 낮은 내구수명이 평가되었다. 본 연구에서는 코어채취높이에 따른 염화물 거동 분석과 내구성 설계방법의 현시점에서의 한계성이 분석되었다.

Chloride attack, one of the reasons for early deterioration of concrete, is a phenomenon where detrimental ions such as chlorine ion penetrate into concrete from outside to diffuse and corrode the steel rebar, greatly deteriorating the durability of RC members or structures. Sources of chloride attack can be divided into the direct / indirect influence caused by seawater or its splash in the maritime environment and the de-icing salts used for the purpose of thawing the ice on the wintry road. Most notably, the usage of de-icing salts is essential for the safety of drivers and smooth traffic flows in expressways. However, they also quicken the deterioration of concretes, necessitating the countermeasures for the problem. This paper discusses the early deterioration and measurements of RC Structures under de-icing salts environments.

In this study, the rahmen bridge damaged by the chloride attack was investigated. According to the investigation, the degraded concretes on cantilever kerb and end part were intensively observed. Thus, the chloride content test and half-cell method were performed to evaluate the degraded parts. As a result, the contents of chloride on degraded parts were C and D grade. On the other hand, the half-cell potential values of rebar in degraded concrete were measured with the minor corrosion. Thus, the freeze-thawing action due to deicing water is more influential than the expansion of rebar corrosion by chloride attack. Consequently, the economical repairs of degraded parts is more favorable than the replacement of the degraded parts. Also, it is necessary to inhibit the corrosion of rebar in concrete.

중성화와 염해의 복합 열화 환경하의 콘크리트 내에서의 Cr강방식철근의 방식성을 평가하기 위하여 Cr함유율이 다른 10종류의 철근을 피복 두께 20mm 위치에 매입한 염화물 이온 함유량 0.3, 0.6, 1.2, 2.4kg/m3의 콘크리트 공시체를 제작하였다. 그 후 촉진 중성화 시험 및 고저온 건습 반복의 부식 촉진 시험 기간 중의 Cr강방식철근의 자연전위, 부식면적률, 부식감량률의 경시변화를 측정함으로써 각 부식 환경에 대한 Cr강방식철근의 방식성에 대하여 검토하였다. 그 결과, 중성화와 염해의 복합 열화 환경의 경우, 염화물 이온 함유량 1.2kg/m3과 2.4kg/m3에 대하여 각각 Cr함유율 7% 이상과 9% 이상의 Cr강방식철근에서 방식성이 확인되었다.