복합열화

복합열화란

복합열화는 둘 이상의 열화인자가 함께 작용하는 현상이다.

중성화, 염해, 화학적 침식이 한꺼번에 작용하면 단일 인자보다 빨리 내구성이 떨어진다.

열화인자 하나가 다른 인자의 진행을 돕는 것을 상승작용이라 한다.

중성화와 부동태막

중성화는 수산화칼슘이 공기 중 이산화탄소와 반응해 알칼리성을 잃는 현상이다.

수산화칼슘 덕분에 콘크리트 세공수의 pH는 12~13으로 강알칼리성이다.

pH가 11 미만으로 내려가면 철근 표면의 부동태막이 깨진다.

그러면 철근이 산소와 수분과 만나 녹이 생기며 부식이 시작된다.

되먹임 진행 절차

복합열화는 물, 염화물, 이산화탄소가 표면을 통해 침투하면서 시작된다.

중성화가 진행되면 pH가 낮아지고 철근 표면의 부동태막이 깨진다.

녹이 생기면 철근 체적이 약 2.5배까지 팽창해 피복에 균열과 박리를 일으킨다.

균열과 박리로 생긴 새 통로가 다시 중성화와 염해를 가속한다.

이 절차는 단방향이 아니라 되먹임 구조를 가진다.

계산 예제

가상의 예로 속도계수 k는 2mm/√년, 경과 기간 t는 25년이라고 하자.

중성화 깊이 x는 x = k√t 식으로 근사한다.

값을 대입해 중성화 깊이를 계산해 보자.

계산 결과 확인

정답은 10mm다. √25는 5이므로 2에 5를 곱한 값이다.

이 값이 피복두께에 가까워질수록 철근 부동태가 깨질 위험이 커진다.

그래서 결과가 피복두께 범위 안에 있는지 한 번 더 확인한다.

열화인자 조합

복합열화는 열화인자의 결합 방식에 따라 유형을 나눠 설명한다.

중성화와 염해가 만나면 표면 공극은 줄고 내부 염화물 확산은 늘어난다.

균열부에서는 균열폭만 볼지, 다른 값도 함께 볼지가 중요하다.

직접 골라 보자. 두 값 중 염화물 확산에 더 크게 영향을 주는 쪽을 고른다.

헷갈리는 점과 정리

흔한 실수는 복합열화를 인자의 단순 나열로 쓰는 것이다.

중성화가 pH 11 미만으로 떨어져야 부동태막이 깨진다는 조건을 꼭 쓴다.

채점은 상호작용, 부동태막 파괴 조건, 균열과 피복두께, 저감대책 연결을 본다.

복합열화는 인자의 합이 아니라 상호작용으로 진행된다. 저감대책은 인자별로 짝지어 쓰자.