자기 치유 콘크리트

정의와 필요성

자기 치유 콘크리트는 균열이 생겼을 때 외부 보수 없이 재료 스스로 메우는 콘크리트다.

균열은 염화물과 수분의 통로가 되어 철근 부식과 열화를 일으킨다.

자기 치유 콘크리트는 유지관리 비용과 자원 사용을 낮추는 데 의미가 있다.

먼저 치유 방식이 어떻게 나뉘는지 살펴본다.

치유 주체에 따른 두 방식

자기 치유 콘크리트는 치유 주체에 따라 자가 치유와 자율 치유로 나뉜다.

자가 치유는 콘크리트 속 미수화 시멘트와 탄산화로 작은 균열을 메운다.

자율 치유는 캡슐, 혈관, 미생물 같은 치유제를 재료에 넣어 두는 방식이다.

두 방식은 치유제를 어떻게 보관하고 전달하는지에서 차이가 난다.

자가 치유의 원리

자가 치유의 원리는 두 가지다. 먼저 미수화 시멘트가 물과 만나 수화물을 새로 만든다.

둘째, 용해된 수산화칼슘이 이산화탄소와 반응해 탄산칼슘을 만든다.

이 탄산칼슘이 균열을 메워 투수성을 낮추고 강도와 수밀성을 회복시킨다.

다만 이 과정은 느리며 물을 필수 조건으로 한다.

따라서 치유 효과는 균열 폭과 미수화 입자의 양에 따라 달라진다.

치유 한계 판정 예제

예를 들어 외벽 콘크리트에 폭 0.3 mm 균열이 생겼다고 하자. 가상의 예다.

자가 치유가 가능한 균열 폭 기준은 0.2 mm 이하다.

0.3 mm는 기준을 넘으므로 자가 치유만으로는 치유가 어렵다.

그래서 자율 치유 배합을 적용하거나 주입 등 보수 공법을 병행한다.

유형별 비교

자가 치유와 자율 치유를 유형별로 비교한다.

자가 치유는 물이 있을 때 자연스럽게 진행되며 0.2 mm 이하 소규모 균열에 한정된다.

자율 치유의 캡슐형은 균열 시 캡슐이 파열되어 일반적으로 1회성이다.

미생물형은 세균 생존 기간에 따라 반복 치유 가능성이 좌우된다.

한계와 정리

정리하면 자기 치유 콘크리트는 균열을 재료가 스스로 메우는 기술이다.

자가 치유는 물과 미수화 시멘트가 있어야 하고, 자율 치유는 치유제를 넣어 둔다.

시험에서는 강도 회복과 투수성 감소를 함께 설명해야 한다.

한계는 치유 판정 기준과 장기 내구성 자료가 부족하다는 점이다.