콘크리트 중성화

정의

콘크리트 중성화는 공기 중 이산화탄소가 콘크리트를 약하게 만드는 현상이다.

정식으로는 탄산화라고 하며, 강알칼리성을 잃게 하는 것이 핵심이다.

철근 부식과 내구수명 저하로 이어지므로 실무 진단의 기초가 된다.

화학반응 원리

이산화탄소는 모세관 공극을 통해 확산해, 공극수에 녹아 탄산이 된다.

탄산은 수산화칼슘과 반응해 탄산칼슘과 물을 만든다.

그 결과 수산화칼슘이 줄어 pH가 낮아지고 강알칼리 환경이 깨진다.

탄산칼슘은 물에 잘 녹지 않아 침전하며 공극을 막는다.

철근 부식으로 이어지는 과정

중성화가 pH를 약 9 이하로 떨어뜨리면 철근의 부동태막이 깨진다.

부동태막이 깨진 뒤 수분과 산소가 함께 있으면 부식이 진행된다.

부식 생성물은 체적이 커서 피복 콘크리트에 팽창 균열과 박락을 일으킨다.

중성화 전면이 철근 위치에 닿으면 부식 위험이 커진다.

중성화 깊이 측정

중성화 깊이는 절단 시료나 코어에 페놀프탈레인 용액을 뿌려 측정한다.

붉게 착색된 부분과 색이 없는 중성화 부분의 경계까지 거리를 잰다.

조사부당 3~5개소를 측정해 평균을 쓰고 mm 단위로 기록한다.

균열이나 흠집이 있으면 평균하지 않고 상황을 스케치해 기록한다.

중성화와 염해 구분

중성화와 염해는 같은 열화가 아니다. 원인 물질부터 다르다.

중성화는 CO₂가 수산화칼슘을 줄여 pH를 낮추고, 염해는 염화물 이온이 부동태막을 국부적으로 깨뜨린다.

염해는 염화물이 임계량을 넘을 때, 중성화는 피막 파괴 후 수분과 산소가 있을 때 부식이 생긴다.

두 열화가 함께 있으면 보수 방법이 달라지므로 원인을 먼저 구분해야 한다.

직접 풀어 보기

이제 직접 풀어 보자. 측정값 세 개의 평균 깊이를 구하는 문제다.

측정값을 모두 더해 개소 수로 나눈다. 단위는 mm다.

정답은 20mm다. 합 60을 3으로 나눈 값이다.

정리

지금까지 배운 핵심을 정리한다.

중성화는 CO₂가 수산화칼슘을 탄산칼슘으로 바꾸는 현상이다.

깊이는 붉은 착색부 경계로 재고, 결함 부위는 평균하지 않는다.

낮은 물시멘트비와 표면 장벽 코팅이 대표적인 방지 대책이다.