PURPOSES : This paper presents the experimental results of tests conducted on concrete produced with air-cooled (AS) and water-cooled (WS) ground blast-furnace slag exposed to multi-deterioration environments of carbonation and scaling. METHODS : Carbonated and uncarbonated concrete specimens were regularly monitored according to the ASTM C 672 standard to evaluate the durability of concrete exposed to both scaling and combined carbonation and scaling conditions. Additionally, mechanical properties, such as compressive strength, flexural strength, and surface electric resistivity, were analyzed. RESULTS : It was found that concrete specimens produced with AS and WS had a beneficial effect on the mechanical properties because of the latent hydraulic properties of the AS and WS mineral admixtures. Moreover, carbonated concrete showed good scaling resistance in comparison to uncarbonated concrete, particularly for concrete produced with AS and WS. CONCLUSIONS : The improved scaling resistance of carbonated concrete showed that AS is a suitable option for binders used in cement concrete pavements subjected to combined carbonation and scaling.

포장콘크리트는 중차량에 대한 저항성이 크고 유지관리 비용이 적게 드는 공법으로서 다른 구조물과 달리 온도변화, 강우 및 강설, 축하중 반복 등 가혹한 조건에 노출되어 있다. 따라서 기후환경에 대한 내 구성이 매우 중요하며 특히 강설 시 원활한 교통소통을 위하여 살포되는 제설재에 대한 내구성을 확보하 는 것은 장수명 콘크리트 포장의 중요한 요소라 할 수 있다. 일반적으로 재료적인 관점에서 콘크리트의 내구성을 향상시키는 방법 중 하나는 광물질 혼화재를 사용하는 것이며 포장구조물에 적용할 때는 재료적 특성에 대해 시공 및 유지관리 측면에서 충분한 고려가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 고로슬래그 미분 말, 플라이애시, 실리카흄, 메타카올린 등 다양한 광물질 혼화재를 사용하여 장수명 포장 콘크리트를 얻 기 위한 표준배합 및 내구성 평가를 진행하였다. 검토대상 배합은 고속도로공사 전문시방서 기준에 따라 설계기준 휨강도 4.5, 배합강도 5.2MPa를 얻기 위하여 검토된 각 혼화재료 종류별 표준배합을 선정하였 다. 그림 1 및 2는 각 배합별 동결융해 저항성 및 스케일링 저항성 시험결과를 정리한 것이다.

PURPOSES: The scaling of a concrete surface caused by the combined effects of frost and de-icing salts is one of the main reasons for the need to repair transportation infrastructures in cold-climate regions. This study describes the results of attempts to determine the scaling resistance of concrete incorporating mineral admixtures such as fly ash, GGBFS, and silica fume, and subjected to the actions of frost and salt. METHODS : Conventionally, to evaluate the fundamental properties of concrete, flexural and compressive strength measurements are regularly performed. Based on the ASTM C 672 standard, concrete is subjected to 2%, 4%, and 8% CaCl2 salt solutions along with repeated sets of 50 freeze/thaw cycles,and the scaling resistance was evaluated based on the mass of the scale and a visual examination. RESULTS : It was observed that silica fume is very effective in enhancing the scaling resistance of concrete. Meanwhile, concrete incorporating GGBFS exhibited poor resistance to scaling, especially in the first ten freeze/thaw cycles. However, fly ash concrete generally exhibited the maximum amount of damage as a result of the frost-salt attack, regardless of the concentrations of the solutions. CONCLUSIONS: It can be concluded that the scaling resistance of concrete is highly dependent on the type of the mineral admixture used in the concrete. Therefore, to provide a durable concrete pavement for use in cold-climate regions, the selection of a suitable binder is essential.

우리나라는 겨울철 도로포장 등에 제설을 목적으로 한 제설제의 사용량이 점차적으로 증가하고 있는 추 세이다. 예를 들어 서울시의 경우, 현재 연간 약 4만톤 이상의 제설제가 도로포장에 살포되고 있으며, 이 는 5년 전과 비교하여 약 2.5배 이상 제설제의 사용량이 증가한 것으로 보고되고 있다. 뿐만 아니라, 제설 제 살포에 따른 콘크리트 포장의 표면박리(scaling) 등과 같은 내구성 저하 현상이 빈번하게 발생함에 따 라 콘크리트 포장의 성능에 대한 제설제 종류 및 농도의 영향에 대한 관심도 점차 증가되고 있는 실정이 다. 특히, 우리나라는 도로포장의 제설을 위하여 염화칼슘수용액 및 고체 염화나트륨을 이용한 습염살포방 식이 널리 사용되고 있다. 주지하다시피, 염화물계 제설제의 사용은 철근부식에 의한 콘크리트의 손상을 초래할 수 있으며, 겨울철 동결융해 반복작용에 의한 콘크리트의 표면박리작용의 주요 원인이 된다. 국내외적으로 콘크리트 포장의 내구성을 증진시키기 위한 연구가 많이 수행되어 오고 있으며, 그 중 포 장재료의 다변화를 통한 콘크리트 포장의 내구성 확보에 대한 연구도 많이 보고되고 있다. 본 연구에서는 콘크리트 포장의 스케일링 저항성을 평가하기 위하여, 광물질혼화재를 적용한 콘크리트 공시체를 제작한 후, ASTM C 672에 준하여 실험을 수행하였다. 실험결과에 의하면, 광물질혼화재의 종류에 따른 콘크리트 의 표면박리 저항성은 상이하게 나타남으로써, 포장재료별 콘크리트 포장의 내구성 저하 원인에 대한 미세 구조적 및 결정학적 고찰을 통한 분석이 필요할 것으로 판단된다.

Recently, the concern on the deterioration of concrete pavement due to de-icing salts and its counter measurements has been increased. Especially, a scaling phenomenon of concrete is defined as a general loss of surface mortar or mortar surrounding the coarse aggregate particles on a concrete surface. This problem is typically caused by the expansion of water due to freezing and thawing cycles and the use of de-icing chemicals. This paper discusses the testing conditions of freezing-thawing and scaling resistance.

적설한랭지의 경우, 동절기의 동해 및 적설에 의한 교통통행의 원활을 기하기 위하여 제설제를 사용한다. 이와 같은 제설염의 사용은 동 결융해 및 염화물에 의해 콘크리트의 급속한 스케일링 피해를 야기시킨다. 이에 대한 피해로 인하여 콘크리트 포장은 콘크리트의 피복두께 감소에 따른 조기 열화 및 사용자의 안정성 등 여러 가지 문제를 발생시킨다. 이에 따라 국외적으로 이와 같은 현상에 대하여 평가를 하기 위해 다양한 시험 및 평가 방법이 제시되고 있다. 하지만 국내에서는 아직 평가방법에 대한 규정은 없으며, 관련 연구 또한 미미한 수준이 다. 따라서 본 논문에서는 각 기관 및 나라에서 제시되고 있는 평가방법을 조사하고, 각각의 규정에 따라 실험을 수행하여 결과를 도출하여 비교⋅분석하였다. 나아가 이와 같은 실험방법과 실험결과의 고찰을 통하여 국내현장에 맞는 실험법을 제안하고자 한다.

Domestic expressway are exposed to damage of combined deterioration by excessive use of deicer and a lot of cost is required for maintaining damage structures. Therefore now is the time that durability of subsidiary concrete structures is required to enhanced in order to reduce maintenance cost of structures and to promote road safety. In this study measured scaling resistance of concrete using the 4% CaCl2 used in the ASTM C 672 and 3% NaCl used in the MTO LS-412.

As the use of de-icer on expressway is increased, scaling resistance on pavement surfaces due to freezing-thawing is decreased. In this study, scaling test methods and specifications for concrete is investigated to evaluate freezing-thawing resistance of concrete.