염해(salt damage)

▒ 기출문제

- 87회 4교시 6번 : 해변에 접하는 건축물의 콘크리트 요구성능, 시공상의 유의사항 및 염해 방지대책에 대하여 기술하시오

- 78회 1교시 10번 : 콘크리트 염분함량기준

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▒ 개요

1) 염해란 콘크리트 내부에 축적된 염분이 철근의 부식을 촉진시켜 구조체의 균열, 박락 등의 손상을 입히는 현상

2) 콘크리트 중의 염분은 해사의 사용, 해안지대 공기중의 비래염분에 의해 침투된다. 

 

▒ 염해의 Mechanism

염화이온(Cl-)침투 → 부동태 피막 파괴 → 철근의 전기화학적 반응 → 철근의 부식

 

 

<철근부식 메카니즘>

 

▒ 발생요인

① 염화물 함유된 해사 또는 혼화재 사용

② 해풍, 해수에 구조물 노출로 염화물 침투

③ 제설재로 염화칼슘 등 살포

▒ 염분함량기준

1) 콘크리트 중의 염화물 함유량은 콘크리트 중에 함유된 염소이온(Cl-)의 춍량으로 표시

2) 굳지않은 콘크리트 중의 전 염소이온량은 원칙적으로 0.3kg/㎥ 이하

3) 잔골재의 염분함유량은 0.04% 이하

4) 굳은 콘크리트의 최대 수용성 염소이온 비율

부재의 종류	콘크리트속의 최대 수용성 염소이온량 [시멘트 질량에 대한 비율(%)]
프리스트레스 콘크리트	0.06
염화물에 노출된 철근 콘크리트	0.15
건조한 상태이거나 습기로부터 차단된 철근콘크리트	1.00
기타 철근 콘크리트	0.30

 

▒ 콘크리트 요구성능

1) 수밀성, 기밀성 증대 : 물시멘트비(W/C) 가능한 적게

2) 피복두께 증가: 해안에서 250m 이내에 위치하는 구조체로서 직접 외부에 노출되어 염해를 받는 경우

 ① D16 이하의 철근을 사용한 벽체, 슬래브 : 50mm

 ② ①외의 모든 부재 : 80mm

3) 허용균열폭 제한 : 0.2mm 이하

 

▒ 시공시 유의사항

1) 현장 가수 금지

① 현장 가수는 재료분리를 유발하고 수밀성 저하의 원인

② 침하균열로 인한 철근의 부착강도 저하

2) 진동다짐 철저

① 콘크리트 공극을 최소화 하여 수밀성 증대

② 철근의 부착강도 증대로 내구성 확보 

3) 최소피복두께 준수

① 해안에 위치한 구조물의 경우 피복두께 증가

② 염화물 침투 및 확산을 지연

4) 양생철저

① 양생기간 중 비래염분에 의한 피해 방지 대책 수립

② 일정기간 상온하에서 습윤양생

③ 충격, 진동 방지

5) 염화물시험 철저

 

▒ 염해방지 대책

1) 콘크리트의 밀실화

① 물시멘트비(W/C) : W/C가 50% 이상이면 투수계수 급격히 증가

② 단위 시멘트량 증가

③ 골재의 크기 : 골재의 크기가 작을 수록 투수계수 감소

2) 염해에 유용한 혼화재료 사용

① 플라이 애쉬, 고로슬래그 사용

② 워커빌러티가 향상되고 단위수량 감소로 수밀성이 증대

③  포졸란 방응에 의한 수화물로 인한 장기강도 증가 및 미세크랙 감소

3) 철근의 피복 두께의 증가

① 철근의 피복 두깨 두꺼울 수록 철근의 부식률 감소

② 10~20mm 두껍게 시공

4) 콘크리트의 표면 처리

① 침투성 부식억제제, 방수제 등

② 기굴성, 수밀성 증대

③ 중성화 억제 및 철근 부식의 원인인 수분과 산소의 침투 억제

5) 방청제의 사용

① 에폭시 코팅제 도포

② 철근 부식의 전기화학반응을 억제하여 부식 방지

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▒ 연관문제

중성화 -  부동태피막 - 철근의 부식 - 포졸란 - 피복두께 

 

▒ 참고문헌(출처)

- 해양구조물의 염해방지 대책 / 한국도로공사 도로연구소 (국토해양전자정보관 CODIL)

- 구조물거동 및 재료내구성에 관한 조사, 실험연구(Ⅱ) -콘크리트 염해를 중심으로- (국토해양전자정보관 CODIL)

- 2007 콘크리트 구조설계기준 5.4 최소피복두께 (국토해양전자정보관 CODIL)