콘크리트 중성화

정의

콘크리트 중성화는 공기 중 이산화탄소가 수산화칼슘과 반응해 알칼리성을 낮추는 현상이다.

이 반응으로 수산화칼슘이 탄산칼슘으로 바뀌면서 콘크리트의 pH가 떨어진다.

pH가 11 미만으로 떨어지면 철근 표면의 부동태 피막이 깨져 부식이 시작된다.

진행 과정

중성화는 공기 중 CO₂가 공극을 통해 콘크리트 안으로 확산하면서 시작된다.

확산한 CO₂가 수산화칼슘을 중화시켜 콘크리트의 pH를 떨어뜨린다.

중성화 전면이 철근 위치에 닿으면 철근 표면의 부동태 피막이 깨진다.

산소와 수분이 함께 있으면 철근 부식이 진행된다.

옥외와 옥내의 차이

같은 중성화라도 옥외와 옥내의 철근 부식 거동은 다르다.

옥외는 중성화 전면이 철근 위치에 닿으면 부식이 급격히 진행된다.

옥내는 중성화 깊이가 피복두께를 지난 뒤에야 부식이 진행된다.

따라서 중성화 깊이와 피복두께를 함께 보고 판단해야 한다.

계산 예제

가상의 예로 중성화 속도계수 A가 2.0 mm/년^1/2인 경우를 계산해 보자.

중성화 깊이 x는 속도계수 A에 경과 시간 t의 제곱근을 곱한 값이다.

깊이가 피복두께 40mm와 같아지는 조건은 40 = 2.0√t로 세운다.

이를 풀면 √t는 20이고 t는 400년이 된다. 이 값은 절차를 보이기 위한 예일 뿐이다.

시험 포인트

시험에서는 탄산화와 중성화를 같은 열화 현상으로 설명하는 것이 무난하다.

페놀프탈레인 지시약은 pH 약 9.2 이상의 알칼리 영역만 붉게 변하게 한다.

방지대책은 물-결합재비 같은 원인과 연결해 인과 관계로 쓴다.

철근 부식 여부는 pH 11 기준과 산소·수분의 존재 여부로 판단한다.

정리

중성화는 CO₂가 콘크리트 pH를 낮추고 철근 부식으로 이어지는 현상이다.

원인과 진행 요인, 방지대책을 함께 정리해 두는 것이 중요하다.

설계, 시공, 유지관리 단계별로 대책을 세우는 것이 답안의 결론이다.