콘크리트 화학적 침식

정의와 핵심 키워드

콘크리트 화학적 침식은 외부 화학물질이 시멘트 수화물과 반응해 콘크리트를 열화시키는 현상이다.

콘크리트는 본래 강알칼리성이라 산이나 황산염에 약하다.

핵심 키워드는 황산염 침식, 에트링가이트, 석고, 산류 침식, 해수 침식이다.

황산염 팽창 과정

먼저 황산염이 공극을 따라 콘크리트 내부로 들어온다.

수산화칼슘과 알루미네이트 수화물이 황산염과 반응해 석고와 에트링가이트를 만든다.

에트링가이트는 부피가 크게 늘어나 공극에서 결정 압력을 일으킨다.

이 압력이 인장강도를 넘으면 균열이 생기고 강도가 떨어진다.

외부와 내부 황산염 침식

황산염 침식은 황산염이 어디서 공급되는지에 따라 외부와 내부로 나뉜다.

외부 황산염 침식은 토양이나 지하수의 황산염이 표면을 통해 들어와 생긴다.

내부 황산염 침식은 콘크리트 내부 황산염이 지연 에트링가이트 생성을 일으키는 경우다.

두 경우 모두 최종 단계에서 석고가 많이 생기므로 구분해 쓴다.

산·해수 침식과 복합열화

산류 침식은 pH가 낮은 물이 수산화칼슘을 녹여 내고 C-S-H를 분해하는 현상이다.

해수 침식은 염화물과 황산염이 함께 작용하는 복합 형태다.

잠수 구간에서는 브루사이트 층이 일부 보호막 역할을 하고, 조수간만대에서는 기계적 손상이 함께 일어난다.

화학적 침식은 동결융해, 중성화, 염해와 겹치면 열화가 급격히 빨라진다.

주요 대책과 한계

대표 대책은 재료 선택과 시공 관리로 나뉜다.

황산염 저항성 시멘트는 C3A 함량을 제한해 에트링가이트 생성을 억제한다.

혼화재는 공극을 치밀하게 하고 수산화칼슘을 소모시키지만 초기 강도 발현이 늦다.

낮은 물-시멘트비는 침투를 억제하나 시공성 관리가 필요하며, 단일 대책만으로는 부족하다.

시험 포인트와 확인 문제

시험에서 자주 감점되는 실수는 화학적 침식을 확산형 열화로만 설명하는 것이다.

황산염 침식은 에트링가이트 생성에 따른 팽창이 핵심이고, 결정 압력으로 균열이 생긴다.

외부 황산염 침식과 내부 황산염 침식을 구분하지 않으면 감점된다.

두 가지를 나눠 쓰고, 정의 한 줄을 답안 첫머리에 두는 것이 좋다.