로그 및 정규분포 수명함수를 고려한 콘크리트 벽체의 염해 보수비용 산정 = Repair Cost Analysis for Chloride Ingress on RC Wall Considering Log and Normal Distribution of Service Life

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Management plan with repairing is essential for RC structures exposed to chloride attack since durability problems occur with extended service life. Conventionally deterministic method is adopted for evaluation of service life and repair cost, however more reasonable repair cost can be obtained through continuous repair cost from probabilistic maintenance technique. Unlike the previous researches considering only normal distribution of life time, PLTFs (Probabilistic Life Time Function) which can be capable of handling log and normal distributions are attempted for initial and repair service life, and repair cost is evaluated for OPC and GGBFS concrete. PLTF with log distributions in initial service life is more effective to save repair cost since it is more dominant after average than normal distribution. Repair cost in GGBFS concrete decreases to 30% of OPC concrete due to longer initial service life and lower repairing event. The proposed PLTF from the work can handle not only normal distributions but also log distributions for initial and repair service life, so that it can provide more reasonable repair cost evaluation.

국문 초록 (Abstract)

염해에 콘크리트 구조물은 사용기간의 증가에 따라 내구성에 문제가 발생하므로 보수를 포함한 유지관리가 필수적이다. 일반적으로 결정론적인 방법으로 내구수명이 결정되고 이에 따라 유지관리비가 평가되고 있으나, 확률론적 유지관리 기법을 고려할 경우 연속적인 보수비용이 평가되므로 합리적인 유지관리가 가능하다. 기존의 확률론적 유지관리 기법에서는 정규분포만 고려되었으나, 본 연구에서는 초기내구수명 및 보수에 따른 수명-확률함수에 로그함수를 고려할 수 있도록 개선되었으며, OPC 및 GGBFS를 사용한 콘크리트에 대하여 보수비용을 평가하였다. 로그 함수를 가지는 수명-확률함수는 중앙값 이전보다 이후에 미치는 영향이 지배적이므로 초기 내구수명 분포에 유리하며 전반적으로 낮은 보수비용을 도출할 수 있다. GGBFS를 사용한 콘크리트는 OPC 콘크리트 비하여 높은 내구수명과 낮은 보수횟수를 통하여 30% 수준으로 보수비가 감소하였다. 본 연구에서 도출된 확률론적 유지관기 기법은 정규분포 뿐 아니라 로그분포를 가지는 수명-확률함수를 초기 및 다양한 보수시기에 적용할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 더욱 합리적인 보수비용을 도출할 수 있다.

참고문헌 (Reference)

1 권성준, "확률론을 고려한 탄산화된 RC 구조물의 최적 보수시기 해석" 한국건설순환자원학회 5 (5): 230-238, 2017

2 권성준, "탄산화에 노출된 지하구조물의 보수횟수에 따른 LCCO2 평가" 한국건설순환자원학회 5 (5): 239-246, 2017

3 김성준, "탄산화 환경에 노출된 RC 지하구조물의 내구수명과 플라이애쉬 배합 특성을 고려한 탄소 배출 및 흡착 평가" 한국콘텐츠학회 14 (14): 999-1009, 2014

4 이한승, "염해-내구성 설계 변수에 변동성에 따른 확률론적 보수비용 산정 분석" 한국구조물진단유지관리공학회 22 (22): 32-39, 2018

5 TOTAL-LCC, "Technical Manual ver.1.1."

6 JSCE, "Standard Specification for Concrete Structures—Design"

7 Salem, O., "Risk Based Life-Cycle Costing of Infrastructure Rehabilitation and Construction Alternatives" 9 (9): 6-15, 2003

8 Nasir, M., "Probabilistic Life Cycle Cost Model for Repairable System" 78 (78): 1-8, 2015

9 Pack, S. W., "Prediction of time dependent chloride transport in concrete structures exposed to a marine environment" 40 (40): 302-312, 2010

10 BSI, "Maritime Structures: Code of Practice for General Criteria British-Standard 6349-1"

11 정상화, "Maintenance for Repaired RC Column Exposed to Chloride Attack Based on Probability Distribution of Service Life" 한국콘크리트학회 12 (12): 157-165, 2018

12 Rahman, S., "Life cycle cost analysis as a decision support tool for managing municipal infrastructure" CIB 1-11, 2004

13 KPI, "Korea Price Information; Architecture" KPI(Korea Price Information)

14 Mulubrhan, F., "Integrating Reliability Analysis in Life Cycle Cost Estimation of Heat Exchanger and Pump" 903 : 408-413, 2014

15 "IAEA"

16 DuraCrete, "Final Technical Report-Probabilistic Performance Based Durability Design of Concrete Structures Document BE95-1347/R17, European Brite-Euram Programme" 2000

17 Li, K. L., "Durability of High-Volume GGBS Concrete" 261-263 : 338-343, 2011

18 RILEM, "Durability Design of Concrete Structures" E&FN 28-52, 1994

19 Broomfield, J. P., "Corrosion of Steel in Concrete:Understanding, Investigation and Repair" E&FN 1-15, 1997

20 Thomas, M. D, A., "Computer Program for Predicting the Service Life and Life-cycle Costs of Reinforced Concrete Exposed to Chlorides(Life365 Manual)"

21 CEB, "CEB-FIP, Model Code 90 Bulletin 213/214"

22 Jau, W. C., "A study of the basic engineering properties of slag cement concrete and its resistance to seawater corrosion" 28 (28): 1363-1371, 1998