In this study, the degree of carbonation damage of cement paste due to carbonation was evaluated by nonlinear ultrasonic resonance spectroscopy. Due to the carbonation, the porosity and microcracking of concrete decrease and nonlinear ultrasonic resonant technique was adopted to evaluate nonliearity parameter. In addition, numerical analysis of the carbonated specimens was carried out with considering moisture diffusion and carbon dioxide diffusion, to analyze the concentration of $Ca(OH)_2$ in specimen with the carbonation exposure period. The zone of the carbonated specimens were classified into three parts. Fully carbonated zone, partially carbonated zone, and un-carbonated zone were considered to evaluate degree of carbonation. In addition, the nonlinearity parameter distribution model in carbonated specimens was proposed by comparing the variation of nonlinearity parameter and the residual concentration of $Ca(OH)_2$.
본 연구에서는 탄산화 노출 기간에 따른 시멘트 페이스트의 탄산화 손상 정도를 비선형 초음파 공진 기법을 이용해 평가하였다. 일반적으로 탄산화로 인해 콘크리트의 공극률과 미세 균열이 감소하며 이는 비선형 공진 기법을 이용한 탄산화 콘크리트의 비선형 인자 측정을 통해 확인되었다. 또한 수분 확산과 이산화탄소 확산을 고려한 시편의 탄산화 수치해석을 실시하여 탄산화 노출 기간에 따른 시편의 깊이별 $Ca(OH)_2$의 농도 변화를 해석하였다. 탄산화 시편은 완전탄산화, 부분탄산화, 완전비탄산화 영역으로 구분 되어 탄산화 정도가 평가되었다. 추가적으로 실험을 통해 측정한 탄산화 기간별 비선형 인자의 변화량과 수치 해석을 통한 잔류 $Ca(OH)_2$ 농도 변화량을 비교 분석하여 탄산화 시편 내의 비선형 인자 분포 모델을 제시하였다.
