철근 부동태막

부동태막이란

철근 부동태막은 콘크리트 속 철근이 녹슬지 않는 이유를 설명하는 개념이다.

강알칼리 환경에서 철근 표면에 생기는 얇은 산화피막이 부동태막이다.

이 막이 철근을 지키며, 기술사 시험에서 정의와 파괴 원인이 반복 출제된다.

부동태막의 형성

먼저 시멘트가 물과 반응해 수산화칼슘이 생긴다.

그러면 공극수가 강알칼리가 되어 pH 12.5 이상이 된다.

이 환경에서 철근 표면에 얇은 산화피막, 곧 부동태막이 자발적으로 생긴다.

두 가지 파괴 경로

부동태막은 두 경로로 깨진다. 탄산화와 염화물 침투다.

탄산화는 pH를 낮춰 피막을 넓은 면적에서 전면적으로 녹인다.

염화물 이온은 pH와 무관하게 피막의 약한 곳에 붙어 국부적으로 깨뜨린다.

그래서 탄산화는 전면 부식, 염화물은 국부 공식 형태의 부식으로 나타난다.

임계염화물농도와 부식

철근 주변 염화물량이 임계염화물농도(CTL)에 도달하면 부식이 시작된다.

깨진 부위는 양극이 되고, 넓은 피막 면적은 음극이 된다.

양극에서는 철이 녹아 나온다. 부동태막이 있으면 이 반응이 막힌다.

피복두께의 역할

피복두께는 탄산가스와 염화물이 철근에 닿기까지의 경로를 늘린다.

설계기준의 최소 피복두께는 옥내 슬래브 20mm, 옥외 노출 40mm, 흙 접촉 75mm다.

피복이 얇으면 탄산화가 철근 위치에 빨리 닿아 부동태막이 먼저 무너진다.

현장에서는 페놀프탈레인 용액으로 탄산화 깊이를 확인한다. 변색 경계가 철근 위치에 닿으면 부동태막 소실을 우려한다.

핵심 정리

정리하면 부동태막은 철근을 보호하는 조건이자 열화가 시작되는 지점이다.

정의, 원인, 파괴 기준, 결과를 이 네 칸으로 외운다.

답안에는 탄산화와 염화물을 나눠 쓰고, 대책까지 적는다.