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철근콘크리트의 방식기술 및 음극방식의 적용에 관한 고찰
A study on the technology and application of cathodic protection to reinforced concrete 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.40 no.7, 2016년, pp.599 - 604  

정진아 (Department of Ship Operation, Korea Maritime and Ocean University) ,  하지명 (Conclinic.ltd.) ,  오세진 (Department of Ship Operation, Korea Maritime and Ocean University)

초록
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음극방식은 19세기 초에 해수 및 지중 금속의 부식을 억제시키기 위한 기술로 처음 소개되었으며, 1970년대에 철근콘크리트 분야에 음극방식 기술이 적용되기 시작하였다. 1990년대에는 국제적으로 많은 연구 및 기술개발로 인하여 철근 부식방지의 효용성이 널리 증명되었다. 국내에도 최근 철근콘크리트 분야에 음극방식이 소개되어 일부 구조물에 적용되기 시작하고 있으며 점차 그 범위가 확대되고 있다. 음극방식의 특징은 일반 콘크리트구조물의 물리적인 보수 유지와는 달리 전기화학적 원리를 응용한 방식기술이기 때문에 다소의 전문적인 지식이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 철근콘크리트의 방식기술, 음극방식의 원리, 설계, 적용 등의 기본적인 이론과 철근콘크리트의 음극방식 기준 및 음극방식을 철근콘크리트구조물에 적용할 때의 기술적인 내용 및 적용사례를 소개한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Cathodic protection was first introduced as a technology for preventing the corrosion of metals in seawater and underground environments in the early 19th century, eventually leading to the introduction of cathodic protection to the reinforced concrete technology sector in the 1970s. In the 1990s, i...

주제어

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문제 정의

  • 음극방식의 특징은 일반 콘크리트구조물의 물리적인 보수 유지와는 달리 전기화학적 원리를 응용한 방식기술이기 때문에 다소의 전문적인 지식이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 철근콘크리트의 방식기술, 음극방식의 원리, 설계, 적용 등의 기본적인 이론과 철근콘크리트의 음극방식 기준 및 음극방식을 철근콘크리트구조물에 적용할 때의 기술적인 내용 및 적용사례를 소개한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
음극방식은 무엇인가? 음극방식은 19세기 초에 해수 및 지중 금속의 부식을 억제시키기 위한 기술로 처음 소개되었으며, 1970년대에 철근콘크리트 분야에 음극방식 기술이 적용되기 시작하였다. 1990년대에는 국제적으로 많은 연구 및 기술개발로 인하여 철근 부식방지의 효용성이 널리 증명되었다.
철근콘크리트가 현대사회에 필수불가결한 재료가 된 이유는 무엇인가? 철근콘크리트는 시멘트, 자갈, 모래, 물, 혼화재를 배합하고 인장력이 강한 철근으로 배근한 여러 가지 재료가 혼합된 값싼 건설 자재이기 때문에 현대사회에 필수불가결한 재료가 되었다[1]. 그러나 다공성 물질인 철근콘크리트는 여러 가지 유해요인에 의해 부식 열화 되어 내식성과 내구성이 크게 저하될 수 있다.
철근콘크리트의 부식을 방지하는 방법은 무엇이 있는가? 그러나 다공성 물질인 철근콘크리트는 여러 가지 유해요인에 의해 부식 열화 되어 내식성과 내구성이 크게 저하될 수 있다. 부식을 방지하는 방법으로는 콘크리트의 배합설계를 개선하는 방법, 플라이 애쉬(fly ash), 고로 슬래그(furnace slag)를 첨가하여 외부인자의 침입이 어렵도록 투과성(permeability)이 낮은 조직을 만들거나 방청제 등의 혼화제를 사용하는 방법, 콘크리트의 피복두께를 증가시키는 방어적이고 수동적인 방법을 적용할 수 있다. 또한 부식에 대한 공격적이고 적극적인 전기화학적 방법으로 철근의 부식을 방지할 수 있는 희생양극(sacrificial anode)식 또는 외부전원(impressed current)식 음극방식법이 있다.
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참고문헌 (17)

  1. J. P. Broomfield, Corrosion of Steel in Concrete, E & Fn Spon, 1997. 

  2. P. Chess, Cathodic Protection of Steel in Concrete, Gronvold & Karnov, E & Fn Spon, 1998. 

  3. J. A. Jeong and C. K. Jin, "Tidal water effect on the hybrid cathodic protection systems for marine concrete structures," Journal of Advanced Concrete Technology, vol. 10, no. 12, pp. 389-394, 2012. 

  4. P. Schiessl and M. Raupach, "Laboratory studies and calculations on the influence of crack width on chloride-induced corrosion of steel in concrete," ACI Materials Journal, vol. 94, no. 1, pp. 56-62, 1997. 

  5. J. M. Shilstone, "Concrete mixture optimization," Concrete International, vol. 12, no. 6, pp. 3339, 1990. 

  6. J. J. Chang, W. yeih, and C. L. Tsai, "Enhancement of bond strength for epoxy-coated rebar using river sand," Constructuion and Building Materials, vol. 16, no. 8, pp. 45-472, 2002. 

  7. F. Tittarelli and T. Bellezze, "Investigation of the major reduction reaction occurring during the passivation of galvanized steel rebars," Corrosion Science, vol. 52, no. 3, pp. 978-983, 2010. 

  8. J. A. Jeong, W. S. Chung, and Y. H. Kim, "Electrochemical measurements of cathodic protection for reinforced concrete piles in a marine environment using embedded corrosion monitoring sensors," Metals & Materials International, vol. 19, no. 3, pp. 445-452, 2013. 

  9. M. V. Diamanti, E. A. Rosales, G. Raffaini, F. Ganazzoli, A. Brenna, M. Pedefferri, and M. Ormellese, "Molecular modelling and electrochemical evaluation of organic inhibitors in concrete," Corrosion Science, vol. 100, pp. 231-241, 2015. 

  10. R. M. Schroeder and I. L. Muller, "Stress corrosion cracking and hydrogen embrittlement susceptibility of an eutectoid steel employed in prestressed concrete," Corrosion Science, vol. 45, no. 9, pp. 1969-1983, 2003. 

  11. M. Y. Park, J. S. Moon, and D. J. Kang, "The corrosion inhibition characteristics of sodium nitrite using an on-line corrosion rate measurement system," Corrosion Science and Technology, vol. 14, no. 2, pp. 85-92, 2015. 

  12. H. W. Cho, H. Y. Chang, B. T. Lim, H. B. Park, and Y. S. Kim, "Effect of $RuCl_3$ concentration on the lifespan of insoluble anode for cathodic protection on PCCP," Corrosion Science and Technology, vol. 14, no. 4, pp. 177-183, 2015. 

  13. M. Perrin, L. Gaillet, C. Tessier, and H. Idrissi, "Hydrogen embrittlement of prestressing cables," Corrosion Science, vol. 52, pp. 1915-1926, 2010. 

  14. X. Jing and Y. Wu, "Electrochemical studies on the performance of conductive overlay material in cathodic protection of reinforced concrete," Construction and Building Materials, vol. 25, no. 5, pp. 2655-2662, 2011. 

  15. D. A. Jones, Principles and prevention of corrosion, 2nd Edition, Prentice Hall, 1996. 

  16. K. Wilson, M. Jawed, and V. Ngala, "The selection and use of cathodic protection systems for the repair of reinforced concrete structures," Construction and Building Materials, vol. 39, pp. 19-25, 2013. 

  17. J. A. Jeong and C. K. Jin, "The effect of temperature and relative humidity on concrete slab specimens with impressed current cathodic protection system," Journal of the Korean Society of Marine Engineering, vol. 37, no. 3, pp. 260-265, 2013. 

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