水壓을 받는 콘크리트내의 水分移動에 관한 硏究

Abstract

콘크리트는 다공성 재료로써 수분이나 유해한 공기가 자유롭게 출입하여 콘크리트 자체가 성능 저하되어 내구성이 저하하는 측면도 있으나, 다공성 재료이므로 표면에서 방청제 등의 보수재료를 콘크리트 내부로 침투시키는 경우에는 압력을 가하여 철근위치까지 방청제를 침투시키는 것도 가능하다고 판단된다. 따라서 방청제에 압력을 가하여 콘크리트 내부로 침투시키는 경우에는 그 침투 특성을 명확히 규명하는 것이 필요하다. 이러한 배경 아래, 본 연구는 기존 문헌을 통해 콘크리트내의 물의 흐름에 대한 기초적인 이론을 바탕으로 일반적인 콘크리트 내에 수분 침투는 저압에서 다르시법칙으로 시간에 따른 침투 깊이를 산정할 수 있으나, 고압이 작용하는 경우에는 다르시법칙이 잘 맞지 않고 침투 확산류 해석 등이 필요하게 된다. 본 연구에서는 이러한 배경 하에 고압을 받는 내압법에 의한 콘크리트의 침투실험을 통해 액체의 평균 침투 깊이를 산정하고, 평균 침투 깊이를 통해 압력과 시간에 따른 확산 계수를 실험적으로 검토하여 아래와 같은 결과를 얻었다. 1) 콘크리트내로 가압을 하여 수분을 침투시킨 경우, 콘크리트내 방청제의 침투깊이는 수압이 증가할수록, 가압시간이 증가할수록, 콘크리트 강도가 작을수록 침투깊이가 증가하는 것을 실험을 통해 알 수 있었다. 2) 실험을 통한 평균 침투깊이를 사용하여 가압침투류의 두 가지 특성인 다르시침투류와 침투확산류로 해석을 하여, 실험값과 해석값을 비교한 결과 침투확산류 해석이 수압을 가한 경우의 콘크리트내의 수분이동 해석에 적절하다고 판단된다. 3) 콘크리트의 압축강도에 따른 초기확산계수의 변화를 예측한 결과 16MPa～27MPa 사이의 초기확산계수의 변화는 선형적으로 감소하는 것을 알 수 있었다. 4) 초기확산계수는 초기 72시간까지 고려한 침투류이기 때문에 그 이상의 시간에서는 실험값 잘 맞지 않기 때문에 시간 의존성 수분 확산계수를 구하여야 된다고 판단되며, 시간이 지남에 따라 콘크리트내의 고압으로 인한 내부변형이나 공극의 확장 등의 변화 요인이 생기기 때문에 시간에 따른 확산계수의 변화를 고려한 시간 의존성 수분 확산계수 식(36)를 제안하였다. 5) 시간 의존성 수분확산계수를 이용하여 계산된 침투깊이는 수압과 가압시간에 따른 압축강도별 침투깊이를 정밀 하게 예측할 수 있었다. 6) 본 연구에서는 콘크리트내의 철근위치까지 방청성분 을 침투시키기 위해서 압력 하에서 콘크리트내의 수분이동 메커니즘을 공학적으로 규명하기 위하여 전반적으로 연구하였다. 그러나 보다 정밀한 연구를 위해서 더 많은 실험 데이터와 심도 있는 연구가 필요하다고 판단된다.; As the concrete is the porous material, the water or air will permeate freely in concrete, therefore the durability of concrete will be able to decrease. But the porous material is from surface with the rust inhibitor that it permeate the concrete internal to be possible, to inflict a pressure and also it is possible to permeate the rust inhibitor until steel-frame location. Therefore inflicts a pressure consequently in the rust preventive and to the case which it permeates the concrete internal furnace necessary to examine closely the permeation quality clearly. The flow of water of concrete examined theoretically and experimentally. As a result, It is found that in the case of low water pressure approximately 0.15Mpa or less, the flow is Darcy seepage flow, the same as flow in an ordinary sand stratum, whereas in the case of high water pressure, the flow is diffused seepage flow accompanied by internal deformation of concrete. Inside under like this background receiving a high pressure permeation test of the concrete due to the pressure law it led from the research which it sees and penetration depth the liquid the mountaintop evenly, average penetration depth it led and diffusion coefficient it follows in pressure and hour test it investigated. 1) When the pressurization hour and the hydraulic pressure are increased the penetration depth will increase, when the compressive strength is increased the penetration depth will decrease. 2) It inflicts a high tension in the concrete and in order to evaluate the penetration of water that the penetration diffusion type which, considers the variation of the object more is precise it is judged. 3) The result which predicts the change initial diffusion coefficient it follows in the compressive strength of the concrete 16MPa - 27MPa the possibility the fact that between the change diffusion coefficient diminishes initially in fan shape it was. 4) The hour passed and to follow hour depending diffusion coefficient it considers the change diffusion coefficient because the change factors of the expansion back of the inside variation which is caused by concrete into high tension or the gap gets it follows at hour (36) it proposed. 5) Uses hour depending diffusion coefficient and the penetration depth which is calculated the compressive strength penetration depth which it follows in hydraulic pressure and pressurization hour it was precise and it will be able to predict. 6) From the research which it sees from the hazard which permeates a rust prevention ingredient until concrete into steel-frame location. In order to examine closely concrete into water mechanism engineering it researched generally. And then the research which is precise and the test is necessary