해양 콘크리트 구조물 복합열화 모의 시스템 개발 = Simulation System of Deterioration of Reinforced Concrete Structure in the Marine Environment

국문 초록 (Abstract)

해양에 설치된 철근콘크리트 시설물은 염분에 의해 노후화가 급속도로 진행되며, 대기 중 이산화탄소에 의한 중성화와 겨울철 동결융해 등에 의해 그 속도가 가속되는 특성을 보인다. 이에 대한 대책으로 보수 혹은 복구 공사를 할 수 있으나 그 비용이 매우 비싸므로 보수 혹은 복구가 필요한 적정 시점과 그 효과를 분석할 수 있는 툴이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 해양에 설치된 철근콘크리트 시설물의 노후화 과정을 시뮬레이션하고, 보수복구 공사에 따른 효과를 분석할 수 있는 시스템을 개발하고자 하였다. 본 연구 이전에도 해양 콘크리트 구조물의 복합열화를 모의하는 연구들이 있었으나, 대부분의 연구가 복합열화 조건을 모의하지 못하고 단순염해만을 고려하거나, 깊이 방향의 1차원적 해석에 그칠 뿐 단면의 형상을 고려하지 못한다는 한계가 있었다. 특히 기존의 연구들은 보수 및 보강에 대한 효과를 분석할 수 없어 1차 보수 복구 적정 시점만을 모의할 수 있을 뿐 그 이후의 효과에 대해서는 분석하는 것이 어려웠다. 본 연구에서는 염해만을 고려하는 경우와 중성화만을 고려하는 경우를 단일요인 조건으로, 중성화를 고려한 염해와 동결융해를 고려한 염해 두가지를 복합요인 조건으로 구분하여 각 시나리오별로 노후화를 예측할 수 있도록 설계하였다. 또한 각 조건에서 보수나 보강을 할 때 그 효과를 예측하기 위해 특정 시점에 표면에서부터 일정깊이의 콘크리트를 제거하고 그 위를 새로운 콘크리트로 복구하는 경우와 표면에 코팅처리를 통해 보수하는 경우를 고려할 수 있도록 하였다. 이를 통해 다음과 같은 목표를 달성하고자 하였다.
1) 보수재료 및 콘크리트 복구를 통한 복합열화의 예측 모형
2) 유지보수 담당자의 시나리오에 따른 보수효과 진단 및 평가
3) 콘크리트 임의 지점 및 부재별로 시간 의존적인 상태 예측과 보수, 복구효과를 효과적으로 모의할 수 있도록 객체지향 시스템의 개발