철근의 부식원인과 방지대책
1. 개요
1) 철근의 부식은 산화에 의한 녹과 전식으로 발생되며, 염화물이온이 철근에 침입하여 철근의 부동태피막이 파괴되어 부식을 진행시킨다.
2) 철근이 부식하면 철근의 체적팽창으로 피복 콘크리트에 균열이 발생하여 철근콘크리트 구조물의 성능을 저하시키므로 철근콘크리트 구조물의 완공 후 정기적인 점검과 유지보수 등의 종합적인 관리체계가 유지되어야 한다.
2. 부식의 분류
1) 건식부식
- 금속표면에 액체인 물의 적용이 없이 발생되는 부식
2) 습식부식
- 액체인 물 또는 전해질 용액에 접하여 발생되는 부식
- 부식의 대부분을 차지
3. 부식의 구조
1) 양극반응 : Fe -> Fe++ + 2e-
2) 음극반응 : H2O + 1/2O2 + 2e- -> 2OH
Fe++ + H2O + 1/2O2, Fe++ + 2OH- -> Fe(OH)2
Fe(OH)2 +1/2H2O + 1/4O2 -> Fe(OH)3 -->수산화 제2철(붉은녹)
3) 부식촉진제
- 물, 산소, 전해질
4. 철근부식률의 한계
1) 교량, 도로구조물, 주차장 구조 : 15%
2) 일반 건축구조, 아파트 : 30% 이내
3) 공장, 창고 : 50% 이내
5. 철근부식의 원인
1) 동결융해
- 콘크리트가 팽창, 수축작용에 의해 균열이 발생하여 철근이 부식
2) 중성화
- 콘크리트가 공기중의 탄산가스의 작용을 받아 서서히 알칼리성을 잃어가는 현상
3) 알칼리 골재반응
- 골재의 반응성 물질이 시멘트의 알칼리 성분과 결합하여 일으키는 화학반응
4) 염해
- 콘크리트 중에 골재의 염분 함량이 규정 이상 함유되어 철근 부식
5) 기계적 작용
- 구조물에 진동 및 충격으로 콘크리트에 결함이 발생하여 철근 부식
6) 전류에 의한 작용
- 철근콘크리트 구조물에 전류가 작용하여 철근에서 콘크리트로 전류가 흐를 때 철근이 부식
6. 방지대책
1) 양질의 재료사용 및 혼화재료 사용
2) 밀실한 콘크리트 타설 및 양생철저
3) 철근부식 방지법
- 철근표면에 아연도금
- 에폭시 코팅처리
- 철근피복두께 증가
- 콘크리트 균열부위 보수철저
- 콘크리트 방청제 혼합 및 콘크리트 표면피막제 도포
- 단위 수량 감소
4) 해사사용시 염분 제거방법
- 야적하여 2~3회 충분한 자연강우에 의해 제거
- 80 cm두께로 깔아놓고 스프링쿨러로 간헐적 살수에 의해 염분 제거
- 제염플랜트에서 모래체적의 1/2 담수를 이용하여 세척
- 준설선 위에서 모래 1세제곱미터, 물 6세제곱미터 비율로 6회 세척
- 제염제를 혼합하여 염분제거
5) 염화물량 허용치 이하로 사용
- 비빔시 콘크리트 중의 염화물이온량 : 0.3kg/m3
- 상수도의 물을 혼합수로 사용할 때 염화물이온량 : 0.04kg/m3
- 잔골재의 염화물이온량 : 0.02%(염화나트륨으로 환산시 0.04%)