콘크리트 염해 내구성

염해란

콘크리트 염해는 염화물이온이 철근을 녹슬게 하는 열화 현상이다.

염화물이온이 철근 부동태피막을 깨뜨리고 부식으로 균열과 박리를 일으킨다.

먼저 핵심 용어부터 짚어 보자.

열화 진행 순서

염화물이온이 피복 안으로 확산해 철근 위치에 도달한다.

농도가 임계값을 넘으면 부동태피막이 국부적으로 깨지고 양극 부식이 시작된다.

부식 생성물은 강재 체적의 2~6배로 부풀어 피복에 인장 응력을 준다.

결국 철근 방향으로 균열이 생기고 박리가 진행된다.

확산 계산 예

염화물 침투는 Fick의 제2법칙으로 모델링한다.

C는 깊이 x와 시간 t에서의 염화물 농도, D는 겉보기 확산계수다.

가상의 예로 피복 깊이를 두 배로 늘리면 도달 시간은 약 네 배가 된다.

도달 시간은 깊이의 제곱에 비례하므로 이 결과는 상식 범위와 맞는다.

피복 두께는 신설 구조물 염해 대책의 1차 방어선이다.

침투 경로 비교

방금 문제의 정답은 약 네 배다.

염화물 열화는 침투 경로와 철근 부식 양상에 따라 나뉜다.

확산형은 농도차에 따라 내부로 번지므로 피복과 밀실도가 핵심이다.

표면 침투형은 해안 근접 부위에서 먼저 나타나 방수와 표면 보호가 효과적이다.

자주 나오는 실수

시험에서 자주 감점되는 실수를 짚어 보자.

염화물 함유량 한도는 콘크리트 질량 대비 염화물이온량으로 표시한다.

한계값을 구조물 전체에 같은 값으로 적용하면 가장 흔한 실수다.

열화 단계를 나누지 않거나 피복두께만 강조하면 점수를 받기 어렵다.

핵심 정리

염해는 염화물이온이 철근 부동태피막을 깨뜨려 부식을 일으키는 현상이다.

허용기준은 콘크리트 질량 대비 염화물이온 총량으로 관리한다.

대책은 피복 확보, 밀실화, 혼화재 사용이고 기존 구조물은 탈염과 전기방식으로 보수한다.

답안에는 임계 염화물이온 농도, 부동태피막, 부식 생성물 팽창을 꼭 쓰자.