철근콘크리트 내구성: 철근 부식과 피막 파괴

피막의 역할

철근은 콘크리트 속에서 쉽게 녹슬지 않는다.

콘크리트 공극수의 pH는 12~13 이상으로 높아 철근 표면에 부동태 피막이 생긴다.

이 피막이 유지되는 동안 철근은 녹이 슬지 않는다.

피막을 깨는 두 원인

철근 부식은 부동태 피막이 깨진 뒤에 시작된다.

피막 파괴 원인은 중성화와 염화물이다.

둘 다 철근 표면을 지키던 피막을 무너뜨리는 원인이다.

중성화의 작용

중성화는 공기 중 이산화탄소가 콘크리트 속으로 확산되는 현상이다.

이산화탄소가 수산화칼슘과 반응해 pH를 낮추면 철근의 부동태 피막이 사라진다.

중성화 깊이는 시간의 제곱근에 비례하는 것으로 보는 것이 일반적이다.

계수 A는 물-결합재비가 낮을수록 작아진다.

염화물의 작용

염화물은 해염이나 제빙화학제에서 콘크리트 속으로 침투한다.

염화물 이온이 철근 위치에서 임계 농도에 도달하면 부식이 시작된다.

염화물은 pH가 높아도 피막을 국부적으로 파괴한다.

확산계수 D가 작을수록 염화물이 철근에 늦게 도달한다.

정리와 정답 확인

정리하면 중성화는 pH 저하가, 염해는 염화물 이온의 침투가 피막을 깨뜨린다.

대책은 원인에 1:1로 대응시킨다. 중성화는 피복두께와 탄산화 저항 배합이다.

앞서 물은 질문의 정답은 염화물 이온이다.

시험에서는 원인과 대책을 한 쌍으로 묶어 쓰는 것이 핵심이다.