KR100686495B1 - Device for concrete carbonization - Google Patents

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KR100686495B1
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정상화
이명규
이광명
고현무
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재단법인서울대학교산학협력재단
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Abstract

A device for concrete carbonization is provided to reduce the time for detecting the carbonization of concrete structure remarkably, and obtain mixing ratio of concrete. The device for carbonization(100) of a concrete sample(4) comprises: a pressure vacuum vessel(10) where a plurality of concrete samples are placed on; a vacuum pump(20) connected to the pressure vacuum vessel and discharging the interior air into the outside; a gas supply/discharge unit(30) connected to the pressure vacuum vessel and supplying carbon dioxide gas into the interior of the pressure vacuum vessel or discharging the carbon dioxide gas from the pressure vacuum vessel; and a temperature/humidity control unit(40) for controlling the temperature and humidity in the pressure vacuum vessel according to the measured data on the temperature and humidity, wherein the gas supply/discharge unit comprises three direction valve(34) connected to the pressure vacuum vessel through a gas line(32), a gas storage tank(36) connected to the three direction valve through the gas supply line(35), and an air discharge pump(38) connected to the three direction valve through the air discharge line(37).

Description

콘크리트 탄산화 장치 {Device for Concrete Carbonization}Concrete Carbonation Unit {Device for Concrete Carbonization}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 탄산화 장치의 구성을 나타내는 개략도이며, 1 is a schematic view showing the configuration of a concrete carbonation device according to a preferred embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력진공용기를 나타내는 사시도이다. Figure 2 is a perspective view showing a pressure vacuum vessel according to a preferred embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10...압력진공용기 20...진공펌프10.Pressure vacuum vessel 20 ... Vacuum pump

30...가스 공급/배출유닛 34...3방향 밸브30 ... Gas supply / exhaust unit 34 ... 3-way valve

36...가스저장탱크 38...배기펌프36.Gas storage tank 38 ... Exhaust pump

40...온도/습도 조절유닛 42...조절부40 ... temperature / humidity control unit 42 ... control unit

46...제어부 100...콘크리트 탄산화 장치46.Control unit 100 ... Concrete carbonation unit

본 발명은 콘크리트 탄산화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트 시편의 탄산화를 측정하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있는 콘크리트 탄산화 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a concrete carbonation device, and more particularly to a concrete carbonation device that can shorten the time taken to measure the carbonation of the concrete specimen.

일반적으로 콘크리트 구조물의 성능저하 중에서 가장 빈번하고 광범위하게 발생하는 것은 콘크리트 내부에 보강재로 삽입된 철근의 부식과정이다. 정상적인 조건인 경우, 콘크리트 구조물에 사용된 시멘트의 약 30%가 Ca(OH)2로 변하게 되므로, 콘크리트 내부의 철근은 pH12 이상의 강한 알칼리성 분위기에 놓이게 된다. 이 경우, 철근 표면에는 철산화물 피막과 같은 부동태 피막이 형성되어 철근의 부식을 방지하게 된다. In general, the most frequent and widespread occurrence of performance degradation of concrete structures is the corrosion process of reinforcing bars inserted into the concrete. Under normal conditions, about 30% of the cement used in concrete structures will be converted to Ca (OH) 2 , so that the reinforcing bars in the concrete will be in a strong alkaline atmosphere above pH12. In this case, a passivation film such as an iron oxide film is formed on the surface of the rebar to prevent corrosion of the rebar.

그러나, 내재염분 또는 외래염분으로 인하여 염화물이온이 존재하게 되거나, 이산화탄소(CO2)가 시멘트 기공 내에 수산화칼슘과 반응하여 콘크리트 내의 알칼리도를 떨어뜨리는 콘크리트 탄산화(중성화) 현상이 발생하게 되면, 철근 표면의 부동태 피막이 파괴되면서 철근이 부식된다. However, if the chloride ion is present due to the internal salt or the foreign salt, or if carbon dioxide (CO 2 ) reacts with calcium hydroxide in the cement pores to cause concrete carbonation (neutralization) to reduce the alkalinity in the concrete, the passivation of the rebar surface Rebar corrodes as the coating breaks down.

이러한 철근의 부식과정에서, 콘크리트 탄산화 현상은 콘크리트 구조물 외부의 이산화탄소가 콘크리트 내·외부의 농도차에 의한 기체 확산 과정에 의해 콘크리트 내부로 침투함으로써 발생된다. 즉, 콘크리트 내부로 침투한 이산화탄소는 내부의 수산화칼슘과 반응하여 콘크리트 내부의 pH를 8.5이하로 떨어뜨리게 되고, 이에 의해 철근 표면의 부동태 피막이 파괴되어 부식이 발생한다. In the corrosion process of the reinforcing bar, the concrete carbonation phenomenon is caused by the carbon dioxide outside the concrete structure penetrates into the concrete by the gas diffusion process by the concentration difference between the inside and outside of the concrete. That is, the carbon dioxide penetrated into the concrete reacts with the calcium hydroxide inside to drop the pH inside the concrete to 8.5 or less, thereby destroying the passivation film on the surface of the rebar, causing corrosion.

이와 관련하여 콘크리트 구조물의 탄산화를 측정하는 종래의 방법은 이산화탄소 감지센서를 활용한 촉진탄산화 실험장치가 개발되어 있다. 종래의 촉진탄산화 실험장치는 서로 다른 콘크리트 배합비율에 의해 제조된 콘크리트 시편을 실험장치 내에 장착하고, 실험장치 내에 농도 5~20% 정도의 이산화탄소를 투입하여 탄산화를 진행시키게 된다. 이에 의해, 각 콘크리트 배합비율에 따른 시편의 탄산화 정도를 측정하여, 적절한 콘크리트 배합 비율을 찾게 된다. In this regard, a conventional method for measuring carbonation of concrete structures has been developed using a carbon dioxide sensor. In the conventional accelerated carbonation test apparatus, concrete specimens prepared by different concrete mixing ratios are mounted in a test apparatus, and carbon dioxide having a concentration of about 5 to 20% is introduced into the test apparatus to advance carbonation. Thereby, the degree of carbonation of the specimen according to each concrete mixing ratio is measured to find an appropriate concrete mixing ratio.

그런데, 종래의 촉진탄산화 실험장치에서처럼 5~20% 정도의 이산화탄소를 사용하게 되면, 실제로 측정할 수 있는 1~5㎝의 탄산화를 위해서는 수개월이 소요되어 실험기간이 너무 장기화되는 문제점이 있었다. 또한, 이와 같이 1회 실험기간이 장기화됨에 따라 다양한 콘크리트 배합비율에 따른 적절한 양의 데이터를 획득하는 것이 사실상 곤란하였다.By the way, when using carbon dioxide of about 5 to 20% as in the conventional accelerated carbonation experimental apparatus, it takes several months for the carbonation of 1 to 5 cm that can be actually measured, there was a problem that the experimental period is too long. In addition, as the one-time test period is prolonged, it is practically difficult to obtain an appropriate amount of data according to various concrete mixing ratios.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 농도 100%의 이산화탄소 가스를 사용함으로써, 콘크리트 시편의 탄산화를 측정하는 데 걸리는 시간을 수개월에서 2주 내지 4주로 단축할 수 있는 콘크리트 탄산화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed to solve the conventional problems as described above, by using a carbon dioxide gas having a concentration of 100%, concrete that can reduce the time required to measure the carbonation of concrete specimens from several months to two to four weeks It is an object to provide a carbonation device.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 콘크리트 시편의 탄산화 장치에 있어서, 복수개의 콘크리트 시편이 위치하는 내부를 밀폐시킬 수 있는 압력진공용기와, 상기 압력진공용기와 연결되어, 상기 압력진공용기 내부의 공기를 외부로 배출하여 진공상태로 만드는 진공펌프와, 상기 압력진공용기의 일측에 연결되어 상기 압력진공용기의 내부로 이산화탄소 가스를 공급하거나 상기 압력진공용기로부터 이산화탄소 가스를 배출하는 가스 공급/배출유닛을 포함하는 콘크리트 탄산화 장치에 의해 달성된다. An object of the present invention as described above, in the carbonation apparatus of the concrete specimen, a pressure vacuum vessel that can seal the interior of the plurality of concrete specimens, and connected to the pressure vacuum vessel, the air inside the pressure vacuum vessel And a gas supply / discharge unit connected to one side of the pressure vacuum vessel to discharge the carbon into the vacuum state and supplying carbon dioxide gas into the pressure vacuum vessel or discharging carbon dioxide gas from the pressure vacuum vessel. It is achieved by a concrete carbonation device comprising.

여기서, 상기 가스 공급/배출유닛은 상기 압력진공용기와 가스라인으로 연결되는 3방향 밸브와, 상기 3방향 밸브와 가스공급라인으로 연결되는 가스저장탱크와, 상기 3방향 밸브와 배기라인으로 연결되는 배기펌프를 포함할 수 있다. Here, the gas supply / discharge unit is connected to the three-way valve connected to the pressure vacuum vessel and the gas line, the gas storage tank connected to the three-way valve and the gas supply line, connected to the three-way valve and the exhaust line It may include an exhaust pump.

한편, 본 발명의 탄산화 장치는 상기 압력진공용기 내부의 온도 및 습도를 측정하여 표시하는 표시장치를 더 포함할 수 있다. On the other hand, the carbonation device of the present invention may further include a display device for measuring and displaying the temperature and humidity inside the pressure vacuum vessel.

또한, 본 발명의 탄산화 장치는 상기 표시장치로부터 상기 압력진공용기 내부의 온도 및 습도에 대한 데이터를 전송받아, 상기 압력진공용기 내부의 온도 및 습도를 조절하는 온도/습도 조절유닛을 더 포함할 수 있다. In addition, the carbonation apparatus of the present invention may further include a temperature / humidity control unit for receiving the data on the temperature and humidity of the inside of the pressure vacuum vessel from the display device, to adjust the temperature and humidity inside the pressure vacuum vessel. have.

여기서, 상기 온도/습도 조절유닛은 상기 압력진공용기의 내부에 위치하여, 상기 압력진공용기 내부의 온도/습도를 조절하는 조절부와, 상기 표시장치로부터 상기 압력진공용기 내부의 온도 및 습도에 대한 데이터를 전송받아, 상기 조절부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. Here, the temperature / humidity control unit is located inside the pressure vacuum vessel, the control unit for adjusting the temperature / humidity inside the pressure vacuum vessel, and the display device for the temperature and humidity inside the pressure vacuum vessel It may include a control unit for receiving the data, to control the control unit.

한편, 본 발명의 탄산화 장치는 상기 콘크리트 시편의 습도를 상기 압력진공용기 내부의 습도와 동일하도록 하는 보조 조절유닛을 더 포함할 수 있다. On the other hand, the carbonation device of the present invention may further include an auxiliary control unit to make the humidity of the concrete specimen equal to the humidity of the pressure vacuum vessel.

또한, 본 발명의 탄산화 장치는 상기 압력진공용기의 상부에 설치되며, 상기 압력진공용기 내부의 기압을 나타내는 기압 게이지를 더 포함할 수 있다. In addition, the carbonation device of the present invention may further include a pressure gauge which is installed on the pressure vacuum vessel, the pressure gauge indicating the pressure inside the pressure vacuum vessel.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 탄산화 장치(100)의 구성을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing the configuration of a concrete carbonation device 100 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 콘크리트 탄산화 장치(100)는 그 내부를 밀폐시킬 수 있는 압력진공용기(10)와, 압력진공용기(10)와 공기배출라인(22)으로 연결되어 압력진공용기(10) 내부의 공기를 외부로 배출하여 진공상태로 만들어주는 진공펌프(20)와, 압력진공용기(10)의 일측에 연결되어 압력진공용기(10)의 내부로 이산화탄소 가스를 공급하거나, 압력진공용기(10)의 내부로부터 이산화탄소 가스를 배출하는 가스 공급/배출유닛(30)과, 압력진공용기(10) 내부의 온도 및 습도를 조절하는 온도/습도 조절유닛(40)을 포함한다. Referring to Figure 1, the concrete carbonation device 100 according to the present invention is connected to the pressure vacuum vessel 10, the pressure vacuum vessel 10 and the air discharge line 22 that can seal the interior of the pressure vacuum The vacuum pump 20 for discharging the air in the container 10 to the outside to make a vacuum state, and is connected to one side of the pressure vacuum vessel 10 to supply carbon dioxide gas to the inside of the pressure vacuum vessel 10, And a gas supply / discharge unit 30 for discharging carbon dioxide gas from the inside of the pressure vacuum vessel 10, and a temperature / humidity control unit 40 for controlling the temperature and humidity inside the pressure vacuum vessel 10.

이하, 각 구성요소에 대해서 설명한 다음, 이러한 콘크리트 탄산화 장치(100)를 이용한 탄산화 실험방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, after explaining each component, the carbonation experiment method using this concrete carbonation apparatus 100 is demonstrated.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력진공용기(10)를 나타내는 사시도이다.2 is a perspective view showing a pressure vacuum vessel 10 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 압력진공용기(10)는 뚜껑(12)과 몸체부(14)로 이루어진다. 본 실시예에서 몸체부(14)는 상부가 개방된 원기둥의 형상을 가지며, 뚜껑(12)은 소정두께를 가지는 원반형상을 갖는다. 비록 본 실시예에서 압력진공용기(10)는 원기둥의 형상을 갖지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 형상 및 크기가 적절하게 변형되어 채택될 수 있다. 2, the pressure vacuum vessel 10 of the present invention consists of a lid 12 and the body portion (14). In the present embodiment, the body portion 14 has a cylindrical shape with an open top, and the lid 12 has a disk shape having a predetermined thickness. Although the pressure vacuum vessel 10 has a cylindrical shape in this embodiment, the shape and size may be appropriately modified and adopted by those skilled in the art to which the present invention pertains.

뚜껑(12)은 몸체부(14)의 개방된 상부를 밀폐하여, 압력진공용기(10)의 내부를 전체적으로 밀폐하게 된다. 구체적으로, 작업자는 원반형상의 뚜껑(12)을 몸체부(14)의 개방된 상면에 위치시키고, 몸체부(14)의 상부 가장자리를 따라 설치된 다수개의 클램프(13)를 조절하여 뚜껑(12)에 압력을 가하게 된다. 클램프(13)에 의해 작용되는 압력에 의해 뚜껑(12)은 몸체부(14)의 개방된 상부면에 밀착하게 되고, 압력진공용기(10)의 내부는 밀폐된다. 비록 도면에는 도시되지 않았지만, 이러한 뚜껑(12)과 몸체부(14)가 서로 맞닿는 부위에 밀페링(미도시)을 삽입함으로써, 외부의 공기가 압력진공용기(10)의 내부로 스며드는 것을 방지할 수 있다. The lid 12 seals the open upper portion of the body portion 14 to seal the inside of the pressure vacuum vessel 10 as a whole. Specifically, the operator places the disc-shaped lid 12 on the open upper surface of the body portion 14, and adjusts the plurality of clamps 13 installed along the upper edge of the body portion 14 to the lid 12 Pressure is applied. The lid 12 is in close contact with the open upper surface of the body portion 14 by the pressure applied by the clamp 13, and the inside of the pressure vacuum vessel 10 is sealed. Although not shown in the drawing, by inserting a sealing ring (not shown) in the area where the lid 12 and the body portion 14 abut each other, it is possible to prevent outside air from seeping into the interior of the pressure vacuum vessel (10). Can be.

두껑(12)의 상부에는 압력진공용기(10) 내부의 기압을 나타내는 기압 게이지(16)와 압력진공용기(10) 내부의 온도 및 습도를 표시하는 표시장치(18)가 설치된다. 기압 게이지(16)는 압력진공용기(10) 내부의 기압을 측정하여 작업자가 확인할 수 있도록 하며, 표시장치(18)는 압력진공용기(10) 내부의 온도 및 습도를 측정하여, 이를 시각적으로 표시함으로써 작업자가 압력진공용기(10) 내부의 온도 및 습도를 직접 확인할 수 있게 한다. 또한, 표시장치(18)는 측정한 온도 및 습도에 대한 데이터를 후술하는 온도/습도 조절유닛(40)의 제어부(46)로 전송하게 된다. The upper part of the lid 12 is provided with a pressure gauge 16 indicating the air pressure inside the pressure vacuum vessel 10 and a display device 18 for displaying the temperature and humidity inside the pressure vacuum vessel 10. The air pressure gauge 16 measures the air pressure inside the pressure vacuum vessel 10 so that an operator can check it, and the display device 18 measures the temperature and humidity inside the pressure vacuum vessel 10 and visually displays it. By doing so, the operator can directly check the temperature and humidity inside the pressure vacuum vessel (10). In addition, the display device 18 transmits data on the measured temperature and humidity to the controller 46 of the temperature / humidity control unit 40 which will be described later.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 압력진공용기(10)의 내부에는 다수개의 콘크리트 시편(4)이 위치하는 선반(11)이 설치된다. 선반(11)은 압력진공용기(10)의 내부에 고정되며, 콘크리트 시편(4)의 개수에 따라 적절한 개수가 설치될 수 있다. 이러한 선반(11)위에 다수개의 콘크리트 시편(4)을 위치시키고, 콘크리트 시편(4)의 탄산화 실험을 하게 된다. Meanwhile, as shown in FIG. 1, a shelf 11 in which a plurality of concrete specimens 4 are positioned is installed in the pressure vacuum vessel 10. Shelf 11 is fixed to the interior of the pressure vacuum vessel 10, an appropriate number can be installed according to the number of concrete specimen (4). A plurality of concrete specimens 4 are placed on the shelf 11, and the carbonization experiments of the concrete specimens 4 are performed.

다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 콘크리트 탄산화 장치(100)는 압력진공용기(10) 내부의 공기를 외부로 배출하여 진공상태로 만드는 진공펌프(20)를 포함한다. 진공펌프(20)는 압력진공용기(10)의 일측벽에 형성된 공기배출라인(22)과 연결되고, 작업자는 진공펌프(20)를 구동시켜서 압력진공용기(10) 내부의 공기를 외부로 배출하여 압력진공용기(10)의 내부를 진공상태로 만들 수 있다. 또한, 진공펌프(20)가 구동하는 중에, 작업자는 압력진공용기(10)의 상부에 설치된 기압 게이지(16)를 통하여 압력진공용기(10) 내부의 진공도를 확인할 수 있다. Referring back to FIG. 1, the concrete carbonation apparatus 100 of the present invention includes a vacuum pump 20 which discharges the air inside the pressure vacuum vessel 10 to the outside to bring it into a vacuum state. The vacuum pump 20 is connected to the air discharge line 22 formed on one side wall of the pressure vacuum vessel 10, the operator drives the vacuum pump 20 to discharge the air inside the pressure vacuum vessel 10 to the outside Thus, the inside of the pressure vacuum vessel 10 can be made in a vacuum state. In addition, while the vacuum pump 20 is being driven, the operator can check the degree of vacuum inside the pressure vacuum vessel 10 through the air pressure gauge 16 installed on the upper portion of the pressure vacuum vessel 10.

본 발명의 콘크리트 탄산화 장치(100)는 압력진공용기(10)의 내부로 이산화탄소 가스를 공급하거나, 압력진공용기(10)의 내부로부터 이산화탄소 가스를 배출하는 가스 공급/배출유닛(30)을 더 포함한다. The concrete carbonation apparatus 100 of the present invention further includes a gas supply / discharge unit 30 for supplying carbon dioxide gas into the pressure vacuum vessel 10 or discharging carbon dioxide gas from the inside of the pressure vacuum vessel 10. do.

도 1에 도시된 바와 같이, 가스 공급/배출유닛(30)은 압력진공용기(10)와 가스라인(32)으로 연결되는 3방향 밸브(34)와, 3방향 밸브(34)와 가스공급라인(35)으로 연결되는 가스저장탱크(36)와, 3방향 밸브(34)와 배기라인(37)으로 연결되는 배기펌프(38)를 포함한다. 압력진공용기(10)의 내부로 이산화탄소 가스를 공급하고자 하는 경우, 작업자는 3방향 밸브(34)를 조작하여 가스라인(32)과 가스공급라인(35)을 연결하고, 배기라인(37)을 차단하게 된다. 이어서, 고압의 가스저장탱크(36)를 개방하여 가스공급라인(35) 및 가스라인(32)을 통해서 압력진공용기(10)의 내부로 이산화탄소 가스를 공급하게 된다. 반대로 압력진공용기(10)의 내부로부터 이산화탄소 가스를 배출하고자 하는 경우, 작업자는 3방향 밸브(34)를 조작하여 가스라인(32)과 배기라인(37)을 연결하고, 가스공급라인(35)을 차단하게 된다. 이어서, 배 기펌프(38)를 구동시켜 가스라인(32) 및 배기라인(37)을 통해 압력진공용기(10) 내부의 이산화탄소 가스를 배출하게 된다. As shown in FIG. 1, the gas supply / discharge unit 30 includes a three-way valve 34 connected to a pressure vacuum vessel 10 and a gas line 32, a three-way valve 34, and a gas supply line. A gas storage tank 36 connected to the 35 and an exhaust pump 38 connected to the three-way valve 34 and the exhaust line 37 are included. In order to supply carbon dioxide gas into the pressure vacuum vessel 10, the operator operates the three-way valve 34 to connect the gas line 32 and the gas supply line 35, and to connect the exhaust line 37. Will be blocked. Subsequently, the high pressure gas storage tank 36 is opened to supply carbon dioxide gas into the pressure vacuum vessel 10 through the gas supply line 35 and the gas line 32. On the contrary, when the carbon dioxide gas is to be discharged from the inside of the pressure vacuum container 10, the operator operates the three-way valve 34 to connect the gas line 32 and the exhaust line 37, and the gas supply line 35. Will block. Subsequently, the exhaust pump 38 is driven to discharge carbon dioxide gas inside the pressure vacuum vessel 10 through the gas line 32 and the exhaust line 37.

또한, 본 발명의 콘크리트 탄산화 장치(100)는 압력진공용기(10) 내부의 온도 및 습도를 조절하는 온도/습도 조절유닛(40)을 포함한다. 온도/습도 조절유닛(40)은, 압력진공용기(10)의 내부에 위치하며 압력진공용기(10) 내부의 온도/습도를 조절하는 조절부(42)와, 표시장치(18)로부터 압력진공용기(10) 내부의 온도 및 습도에 대한 데이터를 전송받아, 조절부(42)를 제어하는 제어부(46)를 포함한다. In addition, the concrete carbonation device 100 of the present invention includes a temperature / humidity control unit 40 for controlling the temperature and humidity inside the pressure vacuum vessel (10). The temperature / humidity control unit 40 is located inside the pressure vacuum vessel 10 and adjusts the temperature / humidity 42 inside the pressure vacuum vessel 10 and the pressure vacuum from the display device 18. Receiving the data about the temperature and humidity inside the vessel 10, and includes a control unit 46 for controlling the adjusting unit 42.

제어부(46)는 전술한 바와 같이, 표시장치(18)로부터 압력진공용기(10) 내부의 온도 및 습도에 대한 데이터를 유선 또는 무선으로 전송받게 된다. 제어부(46)는 전송된 온도 및 습도에 대한 데이터를 미리 입력된 실험온도 및 습도와 비교하여 압력진공용기(10) 내부의 온도 및 습도가 미리 입력된 실험온도 및 습도에 근접하도록 압력진공용기(10) 내부에 설치된 조절부(42)를 제어하게 된다. As described above, the controller 46 receives the data on the temperature and humidity in the pressure vacuum vessel 10 from the display device 18 by wire or wirelessly. The controller 46 compares the data on the transmitted temperature and humidity with the test temperature and humidity input in advance so that the temperature and humidity inside the pressure vacuum vessel 10 are close to the test temperature and humidity input in advance. 10) to control the control unit 42 installed inside.

한편, 도면에는 도시되지 않았지만 본 발명에 따른 콘크리트 탄산화 장치(100)는 콘크리트 시편(4)의 습도를 압력진공용기(10) 내부의 습도 조건과 동일하게 맞춰주는 보조 조절유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이러한 보조 조절유닛은 콘크리트 시편(4)을 압력진공용기(10)의 내부로 넣기 전에, 콘크리트 시편(4)의 습도를 압력진공용기(10) 내부의 습도 조건과 동일하게 함으로써, 콘크리트 시편의 탄산화 측정이 더욱 정밀하게 이루어지도록 한다. Meanwhile, although not shown in the drawings, the concrete carbonation device 100 according to the present invention further includes an auxiliary control unit (not shown) that matches the humidity of the concrete specimen 4 with the same humidity conditions as the pressure vacuum vessel 10. It may include. The auxiliary control unit carbonizes the concrete specimen by making the humidity of the concrete specimen 4 the same as the humidity condition inside the pressure vacuum vessel 10 before putting the concrete specimen 4 into the pressure vacuum vessel 10. Make the measurement more accurate.

상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측정장치를 이용한 콘크리트 시편의 탄산화 실험을 설명하면 다음과 같다. Referring to the carbonation experiment of the concrete specimen using the measuring device according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 작업자는 다수개의 콘크리트 시편(4)을 제작하게 된다. 작업자는 콘크리트 배합비율을 달리하여 적절한 개수의 콘크리트 시편(4)을 제작한다. 일반적으로 콘크리트 시편(4)은 직육면체의 형상을 갖지만, 이에 한정되지는 않는다.First, the worker will produce a plurality of concrete specimen (4). The worker manufactures the appropriate number of concrete specimens 4 by varying the proportion of concrete mixture. In general, the concrete specimen 4 has a rectangular parallelepiped shape, but is not limited thereto.

다수개의 콘크리트 시편(4)을 제작한 다음, 작업자는 보조 조절유닛을 이용하여 콘크리트 시편(4)의 습도를 압력진공용기(10) 내부의 습도 조건과 동일하게 조절한다. After producing a plurality of concrete specimens (4), the operator uses the auxiliary control unit to adjust the humidity of the concrete specimen (4) to the same as the humidity conditions inside the pressure vacuum vessel (10).

이어서, 작업자는 콘크리트 시편(4)을 압력진공용기(10) 내부에 위치시키고, 압력진공용기(10)를 밀폐하고 진공상태로 한다. 즉, 작업자는 콘크리트 시편(4)을 압력진공용기(10) 내부의 선반(11) 위에 위치시키고, 압력진공용기(10)의 뚜껑(12)을 닫은 다음, 클램프(13)를 이용하여 압력진공용기(10)를 밀폐시킨다. 압력진공용기(10)를 밀폐시킨 다음, 작업자는 진공펌프(20)를 구동시켜 압력진공용기(10) 내부의 공기를 외부로 배출시켜 압력진공용기(10) 내부를 진공상태로 한다. 이 경우, 작업자는 기압 게이지(16)를 통하여 압력진공용기(10) 내부의 진공도를 확인할 수 있게 된다.Subsequently, the worker places the concrete specimen 4 inside the pressure vacuum vessel 10 and seals the pressure vacuum vessel 10 to a vacuum state. That is, the worker places the concrete specimen 4 on the shelf 11 inside the pressure vacuum container 10, closes the lid 12 of the pressure vacuum container 10, and then uses the clamp 13 to vacuum the concrete. The container 10 is sealed. After sealing the pressure vacuum vessel 10, the operator drives the vacuum pump 20 to discharge the air inside the pressure vacuum vessel 10 to the outside to make the inside of the pressure vacuum vessel 10 into a vacuum state. In this case, the operator can check the degree of vacuum inside the pressure vacuum vessel 10 through the air pressure gauge (16).

압력진공용기(10)의 내부를 진공으로 한 다음, 작업자는 압력진공용기(10)의 내부로 이산화탄소 가스를 공급하게 된다. 즉, 작업자는 3방향 밸브(34)를 조작하여 가스라인(32)과 가스공급라인(35)을 연결하고, 배기라인(37)을 차단한다. 이어서, 고압의 가스저장탱크(36)를 개방하여 가스공급라인(35) 및 가스라인(32)을 통해서 압력진공용기(10)의 내부로 이산화탄소 가스를 공급한다. 이 경우, 압력진공용기(10) 내부의 압력이 대기압이 될 때까지 이산화탄소 가스를 공급하여, 압력진공용기(10) 내부의 이산화탄소 가스의 농도가 100%가 되도록 한다. After vacuuming the interior of the pressure vacuum vessel 10, the worker supplies carbon dioxide gas to the interior of the pressure vacuum vessel 10. That is, the operator operates the three-way valve 34 to connect the gas line 32 and the gas supply line 35, and shuts off the exhaust line 37. Then, the high pressure gas storage tank 36 is opened to supply carbon dioxide gas into the pressure vacuum vessel 10 through the gas supply line 35 and the gas line 32. In this case, carbon dioxide gas is supplied until the pressure inside the pressure vacuum vessel 10 reaches atmospheric pressure, so that the concentration of carbon dioxide gas in the pressure vacuum vessel 10 becomes 100%.

압력진공용기(10) 내부의 이산화탄소 가스의 농도를 100%로 조절한 다음, 작업자는 온도/습도 조절유닛(40)을 조작하여, 압력진공용기(10) 내부의 습도 및 온도를 일정하게 유지하게 된다. After adjusting the concentration of carbon dioxide gas in the pressure vacuum vessel 10 to 100%, the operator operates the temperature / humidity control unit 40 to maintain a constant humidity and temperature inside the pressure vacuum vessel 10 do.

한편, 탄산화 측정 실험에서 이산화탄소 가스 농도에 따른 콘크리트 탄산화 깊이는 아래와 같은 수학식 1로 표현된다. Meanwhile, in the carbonation measurement experiment, the concrete carbonation depth according to the carbon dioxide gas concentration is represented by Equation 1 below.

Figure 112005074086307-pat00001
Figure 112005074086307-pat00001

상기 수학식 1에서 x는 콘크리트 탄산화 깊이를 나타내며, A는 이산화탄소 가스 농도에 따라 실험적으로 구해지는 계수를 나타내고, C는 이산화탄소 가스의 농도(%)를 나타내며, 마지막으로 t는 실험을 진행한 시간을 나타낸다. 이산화탄소 가스의 농도가 높아질수록 동일한 시간 동안에 탄산화 깊이가 더 깊어지게 된다.In Equation 1, x represents the concrete carbonation depth, A represents the coefficient experimentally obtained according to the carbon dioxide gas concentration, C represents the concentration (%) of carbon dioxide gas, and finally t represents the time of the experiment Indicates. The higher the concentration of carbon dioxide gas, the deeper the carbonation depth during the same time.

따라서, 이산화탄소 가스의 농도를 100%로 하게 되면, 이산화탄소 가스의 농도가 20%인 종래의 측정보다 5배나 빨리, 즉 1/5의 시간을 가지고도 원하는 탄산화 깊이에 도달할 수 있게 된다. 결국, 종래의 실험이 20%의 이산화탄소 가스를 이용하여 3 ~ 5개월이 소요되는 경우, 본 발명의 탄산화 장치에 의하면 100%의 이산화탄소 가스를 사용하여 1/5에 해당하는 시간, 즉, 대략 2주 내지 4주의 시간이 소요된다.Therefore, when the concentration of the carbon dioxide gas is 100%, the desired carbonation depth can be reached even five times faster than the conventional measurement of 20% of the carbon dioxide gas, that is, 1/5 of the time. After all, if the conventional experiment takes 3 to 5 months using 20% carbon dioxide gas, according to the carbonation apparatus of the present invention, the time corresponding to 1/5 using 100% carbon dioxide gas, that is, approximately 2 It takes about four to four weeks.

이와 같이, 압력진공용기(10) 내부의 이산화탄소 가스의 농도, 온도 및 습도를 일정하게 유지하여, 2주 내지 4주에 걸쳐 각 콘크리트 시편(4)에서 1~5 ㎝의 탄 산화가 진행되면, 작업자는 압력진공용기(10) 내부의 이산화탄소 가스를 배출하고, 콘크리트 시편을 꺼내게 된다. 즉, 작업자는 3방향 밸브(34)를 조작하여 가스라인(32)과 배기라인(37)을 연결하고, 가스공급라인(35)을 차단하고, 배기펌프(38)를 구동시켜 가스라인(32) 및 배기라인(37)을 통해 압력진공용기(10) 내부의 이산화탄소 가스를 배출한다. 이어서, 작업자는 각 콘크리트 시편(4)을 압력진공용기(10)에서 꺼내어, 탄산화를 측정하게 된다. As such, when the concentration, temperature and humidity of the carbon dioxide gas in the pressure vacuum vessel 10 are kept constant, when 1 to 5 cm of carbonization proceeds from each concrete specimen 4 over 2 to 4 weeks, The worker discharges the carbon dioxide gas inside the pressure vacuum vessel 10, and takes out the concrete specimen. That is, the operator operates the three-way valve 34 to connect the gas line 32 and the exhaust line 37, block the gas supply line 35, and drive the exhaust pump 38 to operate the gas line 32. And the carbon dioxide gas inside the pressure vacuum vessel 10 through the exhaust line 37. Subsequently, the worker removes each concrete specimen 4 from the pressure vacuum vessel 10 to measure carbonation.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 탄산화 장치를 사용하게 되면, 농도 100%의 이산화탄소 가스를 사용하여 탄산화 실험을 하게 됨으로써, 콘크리트 구조물의 탄산화를 측정하는 데 걸리는 시간을 수개월에서 2주 내지 4주로 획기적으로 단축할 수 있게 된다. As described above, when the concrete carbonation device according to the present invention is used, the carbonation experiment is performed using carbon dioxide gas having a concentration of 100%, so that the time taken to measure the carbonation of the concrete structure is from several weeks to four weeks. It can be shortened mainly.

또한, 본 발명에 의하면, 콘크리트 구조물의 탄산화를 측정하는 데 걸리는 시간을 단축함으로써, 단시간내에 다양한 배합비율에 따른 콘크리트 구조물의 탄산화 과정에 대한 데이터를 획득할 수 있게 된다. In addition, according to the present invention, by reducing the time taken to measure the carbonation of the concrete structure, it is possible to obtain data on the carbonation process of the concrete structure according to the various mixing ratios in a short time.

Claims (7)

콘크리트 시편(4)를 탄산화시키는 장치에 있어서,In the apparatus for carbonating the concrete specimen 4, 복수개의 콘크리트 시편이 위치하는 내부를 밀폐시킬 수 있는 압력진공용기(10)와,A pressure vacuum vessel (10) capable of sealing an interior in which a plurality of concrete specimens are located, 상기 압력진공용기(10)와 연결되어, 상기 압력진공용기(10) 내부의 공기를 외부로 배출하여 진공상태로 만드는 진공펌프(20)와,A vacuum pump 20 connected to the pressure vacuum vessel 10 to discharge the air inside the pressure vacuum vessel 10 to the outside to make a vacuum state; 상기 압력진공용기(10)의 일측에 연결되어 상기 압력진공용기(10)의 내부로 이산화탄소 가스를 공급하거나 상기 압력진공용기(10)로부터 이산화탄소 가스를 배출하는 가스 공급/배출유닛(30)과, A gas supply / discharge unit 30 connected to one side of the pressure vacuum vessel 10 to supply carbon dioxide gas into the pressure vacuum vessel 10 or to discharge carbon dioxide gas from the pressure vacuum vessel 10; 상기 압력진공용기(10) 내부의 온도 및 습도에 대한 측정 데이터에 따라 상기 압력진공용기(10) 내부의 온도 및 습도를 조절하는 온도/습도 조절유닛(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 탄산화 장치.Concrete carbonation, characterized in that it comprises a temperature / humidity control unit 40 for adjusting the temperature and humidity in the pressure vacuum vessel 10 in accordance with the measurement data for the temperature and humidity in the pressure vacuum vessel (10) Device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가스 공급/배출유닛(30)은,The gas supply / discharge unit 30, 상기 압력진공용기(10)와 가스라인(32)으로 연결되는 3방향 밸브(34)와, A three-way valve 34 connected to the pressure vacuum vessel 10 and the gas line 32; 상기 3방향 밸브(34)와 가스공급라인(35)으로 연결되는 가스저장탱크(36)와, A gas storage tank 36 connected to the three-way valve 34 and the gas supply line 35; 상기 3방향 밸브(34)와 배기라인(37)으로 연결되는 배기펌프(38)를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 탄산화 장치.Concrete carbonation apparatus comprising an exhaust pump (38) connected to the three-way valve (34) and the exhaust line (37). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 압력진공용기(10) 내부의 온도 및 습도를 측정하여 표시하는 표시장치(18)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 탄산화 장치.Concrete carbonation apparatus, characterized in that further comprising a display device (18) for measuring and displaying the temperature and humidity inside the pressure vacuum vessel (10). 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 온도/습도 조절유닛(40)은,The temperature / humidity control unit 40, 상기 압력진공용기(10)의 내부에 위치하여, 상기 압력진공용기(10) 내부의 온도/습도를 조절하는 조절부(42)와,Located in the pressure vacuum vessel 10, the adjusting unit 42 for adjusting the temperature / humidity in the pressure vacuum vessel 10, and 상기 압력진공용기(10) 내부의 온도 및 습도에 대한 데이터를 전송받아, 상기 조절부(42)를 제어하는 제어부(46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 탄산화 장치.Concrete carbonation apparatus characterized in that it comprises a control unit 46 for receiving the data on the temperature and humidity in the pressure vacuum vessel (10), the control unit 42 for controlling. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 콘크리트 시편(4)의 습도를 상기 압력진공용기(10) 내부의 습도와 동일하도록 하는 보조 조절유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 탄산화 장치.Concrete carbonation apparatus characterized in that it further comprises an auxiliary control unit to make the humidity of the concrete specimen (4) equal to the humidity in the pressure vacuum vessel (10). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 압력진공용기(10)의 상부에 설치되며, 상기 압력진공용기(10) 내부의 기압을 나타내는 기압 게이지(16)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 탄산화 장치. Concrete carbonation apparatus is installed on the pressure vacuum vessel (10), characterized in that it further comprises a pressure gauge (16) indicating the air pressure in the pressure vacuum vessel (10).
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