염해환경 하 삼성분계 콘크리트 구조물의 내구수명 평가

Abstract

본 연구에서는 고성능 콘크리트의 염해저항성을 평가하기 위해 보통 포틀랜드 시멘트 및 포졸란계열 시멘트를 혼입한 각각의 경우 모르타르 및 콘크리트를 대상으로 내구성능 시험을 실시하였다. 28일 습윤 양생 후 압축강도 측정 결과, 삼성분계 콘크리트의 경우 80 MPa를 달성하였으며, 이는 OPC만을 사용한 경우보다 약 2배 이상 높은 값을 나타내었다. 염분침투 시험 결과, 삼성분계 콘크리트의 경우 820 coulombs의 통과 전화량 및 9.86E-13 m²/s의 확산계수를 보였으며, 이는 OPC 경우 약 4∼5배 낮은 결과 값들이다. 또한, 수은 압입 시험 결과, 삼성분계의 경우 OPC에 비해 약 2배 이상 작은 임계직경 값을 보여, 염분침투에 있어 밀실한 공극구조를 나타내었다. 임계염소이온의 철근 도달 시점을 내구수명으로 가정하여, Fick’s law 기반 확산 식을 이용하여 수명예측을 실시한 결과, 삼성분계 콘크리트의 경우 OPC 콘크리트보다 약 3∼4배 이상 높은 내구수명을 나타내었다.

This study aims to assess the durability of high performance concrete in terms of chloride attack. Concrete mix designs made with ordinary Portland cement (OPC) and pozzolanic binders were carried out on the mortar and concrete specimens. From the results of compressive strength at 28 days of water curing, ternary blended concrete showed 80 MPa, which was two times higher than the case of OPC concrete. From the results of chloride penetration tests, 820 coulombs of total charge passed and 9.86E-13 m²/s of diffusion coefficient were observed using the ternary blended concrete, which are 4~5 times lower than those for OPC concrete. From the results of mercury intrusion porosimetry, the pore size at which the maximum mercury intrusion occurs was two times lower than that for the OPC, implying that more dense pore structure that can resist chloride penetration was achieved in the case of the high performance concrete. Finally, the expected service life, defined by the time at which the concentration starts to exceed the chloride threshold level at the assumed steel depth, was determined based on Fick’s diffusion equation. From this, it was shown that 3~4 times longer service life was achieved in the case of ternary blended concrete, compared with OPC.