[Silikal?]실리칼 기술력 - 중성화(Carbonation)방지 - ph와 콘크리트의 관계 - 바닥코팅의 중요성

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안녕하세요

자주 물어 오는 질문이 '실리칼 하도제(primer)가 왜 그렇게 좋은지'에 대한 것입니다.

물론 여러 다른 화학바닥재를 접하는 시공자들도 한결같이 하도재는 '실리칼'을 쓰고 싶다라는 말을 자주 하곤은 합니다. 

물론 물성상의 문제상 다른 계열 바닥재 시스템과 MMA 계열 수지와는 호환할 수 없음에도 불구하고 말입니다. 

실리칼 바닥재 시스템이 모두 MMA계열 소재로 이루어져 있어 그로 인해 여러가지 장점을 갖고 있는 것은 실리칼 바닥재를 접해

보신 분이라면 짐작하실 수 있을 것이라 생각합니다. 물론 카페에 여기저기 글을 뒤져봐도금방 알 수 있는 내용인지라...

하도재의 역할 중 가장 중요한 부분이 콘크리트 모체(테라죠=도끼다시, 타일면, 금속면 등도 포함) 와의 접착력임은 당연한

일입니다. 그 역할을 하라고 하도재를 도포하는 것이니까요...

그외 인체무해니 환경친화성이니 강도니하는 것도 있지만 무엇보다도 하도재가 모체에 주는 영향도 매우 중요합니다.

그래서 오늘은 'ph와 콘크리트와의 관계' 및 '콘크리트 중성화 현상'에 대해서 이야기 하면서 실리칼 바닥재 시스템의 하도재

대한  우수성을 다시 한번 정리하여 소개 드립니다.

 
위에서 보시는 그래프는 ph와 콘크리트 부식속도와 관계를 나타내는 그래프입니다.

콘크리트 구조물 속의 철근은 보통 철근 표면에 수산화물의 보호피막으로 덮여져 있습니다. 또한 콘크리트는 시멘트의 수화생성물인

 수산화칼슘(Ca(OH)₂)에 의하여 강알칼리성(pH 13)을 띄므로 콘크리트 모체는 철근 표면의 부동태 피막을 유지시켜 줍니다.

그러나 장기간의 콘크리트 대기 노출은 대기 중의 탄산가스의 작용을 받아 수산화칼슘을 탄산칼슘으로 변화시키게 됩니다.

이런 중성화는 콘크리트의 미세공극을 따라 공기중의 물과 이산화탄소등이 침투하여 철근의 부식을 더욱 가속화 시킵니다.

중성화와 관련하여 보다 자세히 살펴보면 다음과 같습니다.

▶중성화(Carbonation) 현상이란?

콘크리트는 시멘트와 물과의 다음과 같은 반응식에 의해 만들어 집니다.

   CaO + H₂O => Ca(OH)₂

이렇게 만들어진 콘크리트 중의 수산화칼슘(Ca(OH)₂,강알카리, 약 pH=13)은 공기 중의 이산화탄소, 아황산가스,

산성비(약 pH=4정도) 등에 의해 서서히 탄화 되거나  탄산칼슘(약알카리)으로 되어 콘크리트가 알카리성분을 잃게 됩니다.

이러한 현상을 중성화 현상이라 합니다. 쉽게 콘크리트의 결합제로 사용된 시멘트의 성분이 소실되고 골재만 남은 상태라 보시면

됩니다. 콘크리트의 중성화 메커니즘에 대해 보다 자세히 살펴보면 다음과 같습니다.

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▷ 콘크리트 중성화 메커니즘

     Ca(OH)₂ + Co = CaCO₃ + H₂O        => 대기중의 탄산가스에 의해 탄산화

     Ca(OH)₂ + 산  = 중화로 알카리성 소실 =>산성비 등에 의해 중화소실 된다. & 물에 씻겨 알칼리성을 잃는다.

     Fe(철)+Co₂     = 산화철                     => 콘크리트 구조물의 철근을 부식시켜 중성화를 더욱 가속화시킨다.

                                                                   중성화됨에 따라 물과 공기가 침투하고 철근이 부식하여 체적이

                                                                   팽창(약2.6배)하여 균열이 발생한다

▷콘크리트의 중성화 요인

1. 개요

1) 종래의 개념에서는 철근 콘크리트 구조물은 반영구적이고 내구년수도 60 ∼ 65년 정도로 길 것으로 생각하였다.

2) 최근에 이르러 철근 콘크리트의 내구성이 의외로 낮다는 것이 외국의 연구 발표에서 많이 지적되고 있다.

3) 그것은 산업발전과 더불어 다음 사항에 의해 중성화되기 때문이다.
    ① 환경 오염
    ② 지표상 탄산가스의 농도가 연차적으로 증가
    ③ 산성 강우로서 콘크리트의 열화 가속
    ④ 골재의 고갈에 따른 해사 사용의 요인

4) 따라서 콘크리트 중성화의 진행이 빨라지고 있으며 최근 일본의 실측 예로서는 16 ∼ 17년 경과 후 철근 콘크리트의

    중성화가 20mm 깊이까지 진행되는 정도라고 한다.

2. 콘크리트 중성화에 미치는 주요인
중성화에 미치는 요인은 시멘트, 골재, 혼화재료의 종류와 품성, 물 시멘트비, 단위 시멘트량, 공기 연행량, 공극률, 시공의 양부,

마감재의 적용여부, 환경 조건 등이다.

                                                                                               -네이버 지식검색"콘크리트의 중성화 현상" 중에서 발췌 정리
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콘크리트 타설, 양생 후 콘크리트가 대기에 노출되면서 부터 중성화 되가기 시작합니다. 그로인해 낮아지는 ph가 콘크리트 부식

속도에 주는 악영향은 빠르게 증가하게 됩니다. 물론 위의 그래프 상 ph 4~10 구간의 콘크리트 부식속도는 일정하지만 ph가

낮은 쪽 일수록 중성화로 인한 콘크리트의 부식속도를 증가시킬 가능성이 높아짐을 아실 수있을 것입니다.

그럼 여기서 실리칼과 다른 계열 수지(흔히 에폭시와 우레탄이 많이 알려져 있어 비교하기 쉽게..^^)와의 하도재(primer)의 ph를

비교해 보겠습니다.

▷ 에폭시 & 폴리우레탄
Primer에 사용되는 수지의 PH(산도)는 대략 6PH 이하로써 콘크리트 바탕에 적용 후 상부에 도막 코팅을 할 시 바탕표면의 중성화

고정을 피할 수 없습니다. Primer만 도포 되었을 시에는 중성화를 최소화 할 수 있으나 하도처리 후 코팅을 할 시에는 바탕 부위에

깊은 중성화로 인하여 시간이 경과되거나 온도 변화에 의한 바탕 표면 결로현상이 교대 진행되어 몰탈층의 박리박락 현상이 빈번히

나타나며 때로는 Primer와 주제 상이에도 이러한 현상으로 인해 들뜸, 강도 저하 등으로 부서지는 현상을 관찰할 수 있습니다.

▷ 실리칼 MMA
MMA성분의 PH(산도)는 대략 9이상 약알카리성으로 되어 있으며 Primer의 특성상 항상 일정한 (0.3mm) 이상의 두께를 요하므로

표면의 중성화 방지는 물론 Primer 코팅 이후 중도, 상도의 두께로 인하여 실제로 온도 차이로의 결로현상을 예방하므로 전혀

들뜸현상이나 박리 현상을 초래하지 않습니다

이상에서 처럼 MMA계열 실리칼 하도재가 우수한 이유를 콘크리트와 ph의 관계, 중성화 현상등을 통해소개해 드렸습니다.

콘크리트 모체는 대기에 노출되기 시작하면서 부터 중성화의 진행을 막을 수 없습니다. 그러나 진행을 늦출 수는 있죠..

그러니 콘크리트 바닥을 그냥 방치하지 말고 적당한 마감재를 사용하여 콘크리트 모체가 대기에 노출되는 것을 최소한도로 줄여야

합니다. 물론 콘크리트 바닥을 그대로 방치한다면 인체에도 매우 좋지 못한 영향을 미치는 것은 다들 잘 아실 것이라 생각합니다.

시멘트 독, 6가크롬(이 문제에 대해서는 다음글에 소개해드리겠습니다), 미세 먼지에 의한 호흡기 장애 등등 ...콘크리트는

구조제로서는 매우 우수하지만 인체에 끼치는 영향은 그리 좋지 않네요...흠...여하튼 건축물을 깨끗하고 오래 사용할려면 반드시

중성화현상을 최소화 시켜야 한다는 것, 즉 바닥코팅 마감처리를 반드시 고려해야 한다는 것을 알아주셨으면 합니다.

도움이 되셨길...^^