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국토교통R&D 연구개발보고서 글보기
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과제고유번호 950013
연구사업명 건설기술연구사업
연구과제명 콘크리트 구조물의 내구성 향상을 위한 철근방식기법 개발
연구책임자 정영수 당해년도
참여 연구원수
2명 당해년도
연구비
정부 : 80,000,000 원
기업 : 42,000,000 원
계 : 122,000,000 원
총 연구기간
참여 연구원수
12명 총연구비 정부 : 150,000,000 원
기업 : 72,000,000 원
계 : 222,000,000 원
연구기관명 및 소속부서 중앙대학교
참여기업명 -
참여연구기관명 중앙대학교
등록 발간번호 -
ISBN -
철근 콘크리트 구조물은 시멘트의 강알칼리성으로 인하여 일반적인 환경 하에서는 부식에 강한 내구성을 갖고 있다. 그러나 콘크리트 구조물도 부식이 촉진될 수 있는 유해한 환경 즉 염해환경 등에 노출되어 콘크리트의 방식기능이 약화되면, 철근의 부식이 촉진되고, 구조물의 내구성은 급격하게 저하된다. 현재까지 염화물로 부터 철근의 보호를 위한 내부식 기술이 여러 가지로 제시되고 있다. 그러나 구조물의 염화물 침투경로가 다양함에 따라 내부식기술중 경제성을 고려한 적절한 공법의 선정이 제시되어야 한다. 다양한 내부식 기술을 여러 가지 환경조건으로 시험하여 그 성능을 비교 평가하고, 각 환경조건에 합당한 내부식 기술을 개발하여 시공성 있게 개조한 후에 건설현장에서 적용하여야 한다.

콘크리트 구조물은 염분의 외부적인 공급에 따라, 또는 내부에 함유된 염소이온의 효과에 의하여, 콘크리트의 초기응결이 촉진되어 초기강도의 발현이 빨라지지만, 장기강도가 줄어들고, 건조수축이 증가하는 단점을 갖고 있으며, 특히 염분에의한 콘크리트의 팽창이나, 다공화에 따른 열화 및 철근이나 강재의 부식으로 인한 콘크리트와의 부착력 상실은 전체적인 구조부재의 내하력의 감소가 발생되는 위험성을 갖고 있으므로 콘크리트 자체의 방식 성능에 대한 평가는 중요하다 할 수 있다. 콘크리트 자체의 방식 성능은 주로 외부로부터 공급되는 염분의 양에 크게 좌우되는데, 이러한 염분의 이동에 결정적인 영향을 미치는 요인은 콘크리트의 투수계수 또는 확산계수이다. 따라서 본 연구에서는 염분이 함유된 해사를 사용하여 철근 콘크리트의 부식을 촉진시키는 것을 표준실험으로 하여, 물-시멘트비, 양생조건, 해수에 노출변화와 도포형, 충전형, 혼합형 등의 다양한 방청제를 사용하여 제작한 철근 콘크리트 시험체의 방식성능을 평가하고, 공학적인 측면과 경제적인 측면들을 고려하여 최적의 방식방법을 제시하고자 한다.

국가의 중요 산업시설의 하나인 해양 · 항만구조물에 대한 염해대책의 수립은 중요한 과제이다. 특히, 삼면이 바다로 둘러싸인 우리나라에서 철근콘크리트 구조물의 염화물 침투로 인한 철근부식 문제는 심각한 형편이며, 사회간접자본의 기반이되는 도로 · 교량 등의 콘크리트 구조물의 경우도 제설제로 인한 부식 방지대책이 필요하다. 더욱이, 최근의 서해안 개발에 따른 각종 건설공사가 급증함에 따라 철근콘크리트 구조물의 내부식기법이 도입되고 있으나, 기술적인 자료에 대한 충분한 검토가 부족하여 효과나 경제성면에 있어서 객관적인 분석이 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 한편, 매입철근의 부식으로 인한 내구성이 저하된 구조물에 대한 보수 · 보강기술에 대한 연구 또한 시급히 요구되고 있다. 한편, 최근 수도권 신도시 아파트 건설중 콘크리트공사에서 해사가 널리 사용되었고 해사중의 염화물이 콘크리트에 매입된 철근을 부식시킬 수 있게 되어 장기적으로 콘크리트 구조물의 내구성 저하에 대한 대책이 또한 시급히 요구되고 있다.

본 연구에서는 철근 콘크리트 구조물에서 철근방식 기법을 개발하기 위하여 방식재료의 내부식 성능에 관한 기초적 물성연구(제 1 세부과제)를 수행함은 물론 해사 사용으로 인한 철근 방식에 대한 기법을 실험 연구하여 건축물에서의 활용성을 연구(제 2 세부과제)하고 해수의 간헐 침투 환경에 대한 방식기법을 실험 평가하여 토목 해양구조물에서의 유용성을 연구(제 3 세부과제), 그리고 철근방식기법의 콘크리트 토목 · 건축구조물에의 활용성평가(제 4 세부과제)를 수행함으로서 여러 가지 염환경에 노출된 콘크리트 구조물의 방식기법에 관한 보편적 기술을 개발하고자 한다. 즉 콘크리트의 투수계수를 저하시키기 위하여 배합시에 적절한 방식재를 사용하거나 혹은 기 시공된 콘크리트 구조물에 적절한 침투성 방식재로 표면처리하여 콘크리트의 내구성 향상을 증진시키는 방안을 연구하는 것이다.
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