콘크리트 중성화

정의

콘크리트 중성화는 공기 중 이산화탄소가 콘크리트의 강알칼리성을 낮추는 현상이다.

콘크리트의 공극수는 pH 12.5~13의 강알칼리 수용액이다.

중성화가 진행되면 pH가 9 이하로 떨어져 알칼리성을 잃는다.

반응 과정

공기 중 이산화탄소는 공극수에 녹아 탄산이 된다.

이 탄산이 수산화칼슘과 반응해 탄산칼슘을 만든다.

탄산칼슘은 물에 잘 녹지 않아 공극 속에 침전한다.

알칼리 성분이 소모되면서 공극수의 pH가 떨어진다.

중성화 깊이 계산

중성화 깊이는 경과 기간의 제곱근에 비례한다고 본다.

식은 x = A√t 이고, 단위는 mm/년^1/2 이다. x는 깊이, t는 경과 기간이다.

가정으로 A가 2.0이고 기간이 25년인 부재를 생각해 보자.

이 계산은 설계 단계의 추정치이므로 실제 측정값으로 보정해야 한다.

피복두께와 단계 판정

피복두께는 중성화 전면이 철근에 닿는 시간을 늘리는 가장 직접적인 수단이다.

피복 30mm 부재에서 깊이가 10mm라면 철근 위치에 도달하지 않는다.

같은 깊이라도 피복이 10mm라면 철근에 닿으므로 즉시 방지 대책을 적용한다.

단계는 깊이와 철근 위치의 관계로 판단한다. 같은 깊이라도 피복이 얇으면 말기로 판정될 수 있다.

측정과 판정

앞 문제의 정답은 도달하지 않았다. 깊이는 페놀프탈레인 분무로 측정한다.

중성화된 영역은 무색이고, 알칼리 영역은 적자색으로 나타난다.

이 지시약의 변색 경계는 pH 약 9 부근이다. 판정 기준으로 기억한다.

헷갈리는 점과 대책

시험에서 자주 틀리는 것은 중성화를 철근 부식과 같은 것으로 쓰는 것이다.

중성화는 pH가 낮아지는 현상이고, 부식은 수분과 산소가 함께 있을 때 일어난다.

또 깊이를 시간의 1차 함수로 쓰면 틀린다. 제곱근에 비례한다고 쓴다.

대책은 낮은 물시멘트비, 피복두께 확보, 표면 도막, 혼화재 활용이다.

핵심 정리

오늘 배운 내용을 정리한다.

중성화는 강알칼리성이 pH 9 이하로 떨어지는 현상이며, 철근 부동태막을 깨뜨린다.

깊이는 제곱근 법칙으로 추정하고, 피복두께와 비교해 대책을 정한다.