해양콘크리트 구조물용 차염성 저발열시멘트의 내구특성에 관한 실험적 연구

Abstract

우리나라는 삼면이 바다로 둘러 쌓여 있고 좁은 국토면적으로 특수한 지정학적 상황에 놓여 있어 해양ㆍ항만 콘크리트 구조물의 신설ㆍ확충 및 유지관리는 해상도시, 해상공항, 교량 및 항만 등의 해양토목구조물의 확대가 예상되어 현재의 시점에서 중요한 안건으로 간주할 수 있다. 최근 국내에는 영종도신공항, 고속철도, 서해대교, 광안대교, 인천대교, 부산신항 등의 해양개발이 활발히 이루어지고 있다. 이들 구조물들은 많은 부분이 해중에 있거나 해양에 인접해 있는 철근콘크리트 구조물의 형태로 설계ㆍ시공되고 있으며 중요한 사회간접시설들인 이러한 해양ㆍ항만구조물, 도로 및 교량 등의 공사와 유지관리는 중요한 관심사로 대두되어 왔다. 철근 콘크리트 구조물이 해양환경하에 장기간 노출되면 염분과 화학적 작용에 의하여 콘크리트가 침식되어 콘크리트 내부에 보강재로 사용된 철근의 부식이 발생하기 쉬우며 최초의 부식이 발생한 후에는 그 진행 속도가 매우 빨라진다. 특히 한랭지에 있어서 동결융해와의 상승작용, 파도나 수압과 같은 물리적 작용과 감조구역에서 건조, 습윤반복의 영향을 받을 경우 콘크리트 구조물 내구성이 크게 저하되며 심한 경우에는 구조물이 파괴에 이른다. 따라서 이들 구조물에 대한 적절한 내구성 향상 방안이 절실히 요구된다. 이 연구에서는 해양구조물등의 차염성 향상을 위해 최근 개발된 차염성 저발열시멘트를 사용하여 콘크리트 시험체를 제작하였으며, 내구성에 대하여 기초연구를 실시하였다. 콘크리트의 내구특성을 향상시키기 위하여 개발되어진 각종 혼합계시멘트를 배합변수로 하여 해양콘크리트의 염해에 의한 내구특성을 규명하였으며, 연구결과 개발된 차염성 저발열시멘트는 해양콘크리트 구조물에 사용하고자 할 경우, 그 목적하는 내구성능이 이 연구에서 고려한 배합변수중 가장 뛰어난 것으로 확인되었다.; The Korean Peninsula faces ocean in three sides and great number of marine structures including bridges, airports and harbors, have been constructed with reinforced concrete. Since their construction the maintenance and repair matter has been a very important issue in the concrete structure engineers. Recent civil structures constructed under the marine-exposed conditions are Youngjong Grand Bridge, Seohae Grand Bridge, Gwangan Grand Bridge, Incheon Grand Bridge, New Harbor Construction in Busan, etc. Durability of concrete has been an important matter and especially when concrete structures are exposed to marine environment much more significant deterioration issue is concerned. As chloride or other harmful chemicals migrate through the microstructure of concrete great chance of corrosion of reinforcing steel is induced. Once corrosion occurs the deterioration of reinforced concrete structures will be accelerated dramatically. These days, cement blended with blast furnace slag has been a wide-used choice of cement for marine concrete structures. However, along with growing of needs for cement more specifically effective for the marine environment durability cement with four different constituents, as most common high durability cement contains up to three kinds of constituents including fly ash and blast furnace slag, has been developed in Korea. This cement may have greater resistance to the penetration of chloride ion and develop lower heat of hydration. This study investigates fundamental property of chloride-inhibiting and low heat cement that was developed for concrete structures exposed to marine environments. Compressive strength, chloride penetrability and freezing-thawing resistance were investigated. Experimental variables included different mix proportions with varying w/c ratios and types of cements. In addition, specimens were exposed to actual sea conditions and their fundamental properties were evaluated.