<<콘크리트 耐久性, 劣化와 그 대책>>
Ⅰ. 서론
콘크리트의 내구성에 영향을 미치는 劣化 작용으로는 동결융해, 중성화, 알카리 골재 반응, 해수, 기계적인 작용 등이 있다. 특히 콘크리트의 내구성이 철근의 내구성에도 영향을 주므로 콘크리트 선정시 내구성에 대하여 충분히 고려해야 한다. (콘크리트의 내구성은 열화에 대하여 저하시키는 성질)
<열화작용의 예>
(1) 기상작용 - 동결융해 기온의 변화, 일사 의한 열풍, 비
(2) 물리적 - 중성화 (Co₂:탄산가스), 알카리 골재반응(산)
화학적 침식 작용 - 물에 의한 수산화칼슘용해, 열, 습도, 박테리아
(3) 기계적 작용- 계속되는 진동, 반복하중, 마모작용, 수류, 파랑
Ⅱ . 동결 융해
(1) 원인
1) 동결시 Cement gel 속의 gel water 가 동결 팽창하여 cement gel 내부파괴(박복으로 균열 발생)
2) 표면 - 미세한 수축 균열
3) 내부- cement paste 파괴
(2) 대책
1) 양질의 골재 사용 - 흡수율작고 투수성 적은 골재
2) W/C비를 작게할 것(최저한 60%이하, 동해강한 경우 55%이하)
3) A.E제 사용, Pozzolan 이나 감수제 사용
4) 밀실 ·균일한 마무리 상태 확보
5) 균열을 적게 할 것 (단위수량이 적게)
Ⅲ. 물리적, 화학적 작용
(1) 원인
1) 알카리·골재 반응
골재 중에 포함되어 있는 실리카, 탄산염 등과 시멘트의 알카리 성분이 반응 하여 Gel 상의 화합물을 만들어 동결·융해에 따라 팽창이 일어나 콘크리트에 균열(지도상, 열개성)이 발생하는 것
2) 중성화
① 경화된 콘크리트 Ca(OH)₂(수산화칼슘)에 의해 강알카리성(PH12-13)을 띄움
② 이 콘크리트가 산성비, 대기중의 탄산가스 (Co₂) 등에 중성화
Ca(OH) ₂+H 8. Co₂ → CaCo₃ + H₂O : 중성화로 P5~9.5 정도가 됨
③ 철근 등이 부식되어 (강재의 녹의) 체적팽창으로 균열발생(피복콘크리트 파괴) → 물·공기 통로 → 강재의 부식 점점 촉진
3) 해수
① 해양성기후, 해안주변, 해사를 사용하였을 때
② Cl- 이 콘크리트 중에 흡입, 알카리성을 잃어
③ 철근 등이 부식되어 체적 팽창으로 균열이 발생
4) 기타
① 전류작용
직류전류 흐를때 철근의 부식 → 팽창→균열
② 산·알카리·유류
산·알카리·동식물 섬유는 콘크리트를 부식함. (대책 : 적절한 도표재 사용 )
(2) 대책
1) 재료적 측면
① 시멘트는 알카리 함량이 시방범위내의 것을 사용
② 골재는 안전성이 높고, 공극율이 적고, 유해물 함량이 적으며 Silika나 탄산염같은 활성물질이 없는 것 사용
③ 혼화재료 : A.E 제나 감수제, 적당한 계면 활성제 사용. 물, 혼화제 → 염화물 함유량 적제
④ 적당한 마감재 사용
⑤ 철근의 방청처리
가. Epoxy -coated re-bar
나. 방청제 첨가
다. 철근 도금
라 전기 방식
2) 설계적 측면
① 부재 단면은 되도록 크게 한다. (부재 내력의 증대)
② 콘크리트 피복두께를 키운다.
③ W/C 비를 적게
④ Bleeding 이 적고, 공극이나 흠이 생기지 않게 한다.
3) 시공적 측면
① 균질, 치밀한 콘크리트로 시공 → 밀실하게
② 다짐을 충분히 하여 공극을 줄이며
③ 양생을 철저히 하여 균열 발생을 없애며
④ 타설 이음개소를 되도록 적게한다.
Ⅳ. 기계적 작용
(1) 원인
1) 계속되는 진동, 반복하중
2) 마모작용, 유수에 의한 Cabitation, 파란
3) 모서리 부분의 탈락 및 균열
(2) 대책
1) 방진구조를 채택
2) W/C 비 작게 → 콘크리트 강도를 높인다.
3) 단위 수량을 줄인다.
4) 골재는 마모율이 적은 것을 선택
5) 치밀, 균질한 콘크리트 생산
6) 적당한 양생
7) 모서리는 모따기로 시공한다.
V. 맺음말
콘크리트의 내구성 저하에 따른 유지·보수·비용의 증가로 인하여, 내구 성 저하 방지 대책에 대한 관심이 높아지고 있는 바, 다음의 세 가지 사항에 대해 연구 개발이 요구된다.
첫째는 많은 수의 구조물이 현재 품질저하를 일으키고 진행 중인데 이것들을 금후 어떻게 합리적으로 유지·보수해 나가느냐 하는 것이고,
둘째는 구조물의 품질저하도, 건전도가 어느 정도인지 간단하게 객관적으로 진단하는 기계나 기술의 개발이고
셋째는 시공 또는 재료의 품질을 간단히 판정할 수 있고, 합리적인 관리.검사를 할 수 있는 기계.관리 System의 개발이 요구된다.