콘크리트구조물의 반복적 동결융해에 대한 수치 해석적 열화 예측 및 신뢰성 모델 개발

초록

다공성 시스템내부 동결체의 생성과 성장은 온도경사와 화학적 에너지 뿐만 아니라 열물리학적 영향과 이동 물질에 의해서도 영향을 받는다. 더욱이 융해 화학물질의 확산율은 반복적인 동경융해 환경 하에서 매우 높은 값을 나타낸다. 결과적으로 콘크리트 구조물의 열화는 해양환경과, 높은 고도 및 북쪽지방에서 특히 크게 발생된다.. 그러나 균열성장과 누적된 손상에 의한 열화를 동반한 동결융해의 특성은 실험을 통해서 추정하기가 곤란하다. 이러한 손상을 예측하기 위해서 응답면기법(RSM)을 이용한 회귀분석법을 사용하였다. 콘크리트 구조물에서 반복되는 동결융해로 인한 열화의 주요 변수인 물-시멘트비, 연행공기, 동결융해의 반복횟수 등은 응답면기법의 한계상태방정식을 구성하는데 중요한 입력변수로 사용되었다. 누적변형율, 상대동탄성계수, 또는 등가 소성변형과 같은 주요한 열화변수에 대한 회귀방정식은 열화된 구조물의 성능을 평가할 수 있다. 300번의 동결융해 반복 후의 상대동탄성계수와 잔류변형의 결과는 실험결과와 매우 유사한 경향을 나타내었다. 응답면기법의 결과는 설계 시 한계값에 대한 초과확률을 예측하는데 사용되어질 수 있다. 그러므로 개발된 예측기법을 활용하여 반복적인 동결융해에의해서 누적손상를 받는 콘크리트 구조물의 생애주기관리에 사용될 수 있다.