콘크리트의 중성화

▒ 기출문제

- 95회 3교시 2번 : 건축물의 장수명화(長壽命化)와 관련하여 콘크리트의 중성화 기구(Mechanism) 및 방지대책에 대하여 설명하시오.

- 84회 2교시 5번 : 콘크리트의 중성화에 대하여 다음을 기술하시오. 1) 개요  2) 중성화 진행속도  3) 중성화에 의한 구조물의 손상

- 81회 3교시 4번 : Concrete 중성화의 진행속도와 Mechanism을 설명하시오.

- 79회 1교시 4번 : 콘크리트 중성화

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▒ 개요

1) 콘크리트는 표면으로부터 공기중의 탄산가스를 흡수하여 콘크리트 중의 수산화칼슘이 탄산칼슘으로 변화하면서 알카리성을 잃게 되는데 이러한 현상을 중성화라 한다.

2) 중성화로 인해 철근표면을 감싸고 있던 부동태피막이 파괴되면서 철근의 부식이 시작된다.

 

▒ 중성화 Mechanism

탄산가스 침투 → 중성화 → 부동태피막 파괴 → 철근의 부식 → 부피팽창 → 균열

화학식 :

▒ 중성화 현상

1) 수산화칼슘은 pH 12~13 정도의 강알카리성

2) 중성화 현상으로 탄산칼슘으로 변화한 부분의 pH가 8.5~10 정도로 낮아짐(중성화)

3) 콘크리트 내부의 pH가 11 이상에서는 산소가 존재해도 녹슬지 않음

4) pH농도가 11보다 낮아지면 철근에 녹이 발생하고 철근의 약 2.5배 까지 체적 팽창

 

▒ 중성화 깊이 

	산정식
		: 안전계수 (일반적으로 1.15)
		: 설계탄산화 속도계수
	t	: 재령(년)

 

▒ 중성화 진행속도(영향인자)

1) 피복두께 : 피복두께가 두꺼울수록 중성화 속도 느림

2) 시멘트 : 실리카질의 혼화재를 사용한 시멘트는 속도 빠름, 조강시멘트 속도 느림

3) 골재 : 경량(비중이 낮은)골재 사용시 속도 빠름

4) 물시멘트비(W/C) :  물시멘트비가 클수록 속도 빠름

5) 마감재의 유무 : 마감재가 있으면 속도 느림

6) 환경조건(CO2) : CO2 농도가 높으면 속도가 빠름

 

▒ 중성화 검사방법

1) 검사시약(페노프탈레인 1%용액)은 알카리와 반응하여 붉은색상으로 변화

2) 콘크리트에 분사하여 색상변화 유무 판단

3) 방법

① 코아법 : 코아시험체를 채취하여 시약을 분사, 변화색상의 깊이 시험

② 드릴링법 : 햄머드릴링 시 토출되는 콘크리트 분말에 시약을 분사, 변화색상에 따른 드릴링 깊이 측정

▒ 중성화 상태평가

▒ 중성화에 의한 구조물의 손상

1) 부착강도 저하 : 부식도가 약2% 이상이면 부착강도 저하

2) 체적 팽창에 의한 균열발생

3) 내구성 저하

▒ 중성화 방지대책

1) 도장, 미장, 타일, 방수 등 마감재 시공

2) 피복두께 증대

3) W/C 저감 및 콘크리트 밀실 시공

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▒ 연관문제

콘크리트 염해 - 부동태피막 - 철근의 부식 - 포졸란 - 철근의 피복 

 

▒ 참고문헌(출처)

- 콘크리트의 피복과 중성화 / 정재동

- 2004 콘크리트 표준시방서 - 내구성편

- 시설물의 유지관리 / 김양중