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문제 정의
- 따라서 필자는 합금원소의 함유율을 감소시킴으로 보통강과 동일공정에서 제조 가능하며 또한 합금원소의 함유율에 상응하는 방식 성을 갖는 저가의 방식 철근 (Cr강방식철근) 을 개발하기 위하여 콘크리트 내에서 Cr강방식철근에 접하고. 있는 보통 강재의 갈바닉 부식에 대하여 검토하였다.
- 본 연구에서는 콘크리트 내의 Ci■강방식철근에 연결 돤 보통강재(SD345)의 갈바닉 부식에 의한 부식속도의 가속화 현상에 관하여 검토하였다. 그“결과, 염해환경 및 중성화 환경의 콘크리트 내에서 Cr강방식철근에 연결된 SD345의 경우, 갈바닉 부식에 의한 부식의 가속화 현상은 나타나지 않았다.
제안 방법
- 01g 단위까지 측정한 후 Eqs. (1) 를 이용하여 부식 감량률을 산정하였다.
- 2kg/m3을 용해한 물을 결합수로서 사용하여 염화물 이온이 함유된 공시 체를 제작하였다. 그 후, 재령 7일까지 밀봉 양생을 실시한 후 탈형하여 항온항습실 (2D±3C 50+5%) 에서 1주일간 기중양생을 실시하였다. 또한 상기의 전 양생 후 고온고습상태 (온도 60X:, 상대습도 95%) 1일, 저온 저습 상태 (온도 30C 상대습도 50%) 1일을 1 사이클로 하는 부식촉진양생을 실시하였다.
- 한편, 중성화용 공 시체의 경우, 7일간 밀봉 양생을 실시한 후 항온항습실(20±MC, 50±5%)에서 1개월간 기중양생을 실시 후 콘크리트의 표면으로부터 안쪽에 위한 캐소드 강재의 내측면까지 중성화가 도달하도록 촉진 중성화 시험(온도 40C 상대습도 60%, CQ 농도 5%)을 실시하였다. 그 후고 온 고습 상태 (온도 6OC 상대습도 95%) 1일, 저온 저습 상태 (온도 30C 상대습도 50%) 1일을 1사이클로하는 부식촉진양생을 실시하였다. 철근의 기본조성을 표1에 나타낸다.
- SD345의 부식 면적률과 부식 감량률은 연결된 강재의 상이에 관계없이 부식촉진양생이 증가함에 따라 높아졌다. 또 동일한 부식촉진양생에서 Cr강방식철근과 접촉되었던 SD345의 부식 면적률과 부식감량률은 SD345 동종의 강재가 연결된 경우의 부식 면적률과 부식감량률과 비교하여 작았다. 이것은 「4丄 염해용 공 시체의 부식 면적률과 부식감량률」에서 기술한 염해 환경 하에서의 SD345의 부식과 동일한 현상이다.
- SD345의 부식 면적률과 부식 감량률은 접촉된 강재의 상이에 관계없이 부식촉진양생이 증가함에 따라 커졌다. 또 부식촉진양생의 상이에 관계없이 동일한 부식촉진양생에서 Cr 강방식 철근과 연결되었던 SD345의 부식 면적률과 부식 감량률은 SD345 동종의 강재가 연결된 경우의 부식 면적률 부식 감량률과 비교하여 작았다. 또한 SD345의 부식 면적률, '부식 감량률은 Cr함유율 3%의 Cr 강재와 연결된 경우 가장 작았으며 Cr 함유율이 높아질수록 서서히 증가하는 경향을 나타냈다.
- 그 후, 재령 7일까지 밀봉 양생을 실시한 후 탈형하여 항온항습실 (2D±3C 50+5%) 에서 1주일간 기중양생을 실시하였다. 또한 상기의 전 양생 후 고온고습상태 (온도 60X:, 상대습도 95%) 1일, 저온 저습 상태 (온도 30C 상대습도 50%) 1일을 1 사이클로 하는 부식촉진양생을 실시하였다. 한편, 중성화용 공 시체의 경우, 7일간 밀봉 양생을 실시한 후 항온항습실(20±MC, 50±5%)에서 1개월간 기중양생을 실시 후 콘크리트의 표면으로부터 안쪽에 위한 캐소드 강재의 내측면까지 중성화가 도달하도록 촉진 중성화 시험(온도 40C 상대습도 60%, CQ 농도 5%)을 실시하였다.
- 공시체로 지칭한다. 먼저, 그림1과 같이 JIS G 3112의 SD345 규격품, Cr강방식철근 8종류와 SUS304의 스텐레스 철근을 합하여 총 10종류의 철근에 각각 좌우 1개씩 2개의 보통강재(SD345)를 결속 선으로 연결, SD345와 Cr강방식철근과의 전기적 연결에 의하여 갈바닉 부식이 발생할 것으로 기대되는 공시체를 제작하였다. 캐소드와 아노드 철근은 각각 직경 13mm, 9mm로 산화피막을 제거하여 사용하였다.
- 부식면적률은 철근에 생긴 부식의 형상을 투명시트를 이용하여 복사한 후 자동 면적 측정용 소프트웨어를 이용하여 산정하였다. 부식 감량률은 「일본 콘크리트 공학 협회의 콘크리트 구조물의 부식 방식에 관한 실험 방법 및 기준(안) 콘크리트 중의 강재의 부식 평가 방법」에 근거하여 산출하였다.
- 부식촉진양생 105 사이클의 종료시점에서 아노드 철근인 SD345의 부식 면적률과 부식감량률을 측정하였다. 부식면적률은 철근에 생긴 부식의 형상을 투명시트를 이용하여 복사한 후 자동 면적 측정용 소프트웨어를 이용하여 산정하였다.
- 있는 보통 강재의 갈바닉 부식에 대하여 검토하였다. 부식환경으로는 염해 환경과 중성과 환경을 대상으로 각각의 부식환경을 모사한 콘크리트 공시 체를 제작한 후, 고저온 건습반복 부식촉진양생을 실시, 소정의 재령에서 아노드 철근인 SD345의 부식면적률과 부식 감량률을 즉정하였다.
- 캐소드와 아노드 철근은 각각 직경 13mm, 9mm로 산화피막을 제거하여 사용하였다. 염해용 공 시체의 경우는, 염화물 이온량 1.2kg/m3을 용해한 물을 결합수로서 사용하여 염화물 이온이 함유된 공시 체를 제작하였다. 그 후, 재령 7일까지 밀봉 양생을 실시한 후 탈형하여 항온항습실 (2D±3C 50+5%) 에서 1주일간 기중양생을 실시하였다.
- 내에서 Cr강방식철근에 접하고. 있는 보통 강재의 갈바닉 부식에 대하여 검토하였다. 부식환경으로는 염해 환경과 중성과 환경을 대상으로 각각의 부식환경을 모사한 콘크리트 공시 체를 제작한 후, 고저온 건습반복 부식촉진양생을 실시, 소정의 재령에서 아노드 철근인 SD345의 부식면적률과 부식 감량률을 즉정하였다.
- 부분에 중성화가 도달한 시점에서 시험을 종료하였다. 중성화 깊이는 시료의 안쪽 면에 페놀프타레인 1% 알코올 용액을 분무하여 변색하지 않은 부분을 중성화 영역으로 판단하였다.
- 촉진 중성화 시험은 온도 상대습도 60%, C以농도 5%의 조건으로 콘크리트 내에 매입된 철근의 내측 부분에 중성화가 도달한 시점에서 시험을 종료하였다. 중성화 깊이는 시료의 안쪽 면에 페놀프타레인 1% 알코올 용액을 분무하여 변색하지 않은 부분을 중성화 영역으로 판단하였다.
- 또한 상기의 전 양생 후 고온고습상태 (온도 60X:, 상대습도 95%) 1일, 저온 저습 상태 (온도 30C 상대습도 50%) 1일을 1 사이클로 하는 부식촉진양생을 실시하였다. 한편, 중성화용 공 시체의 경우, 7일간 밀봉 양생을 실시한 후 항온항습실(20±MC, 50±5%)에서 1개월간 기중양생을 실시 후 콘크리트의 표면으로부터 안쪽에 위한 캐소드 강재의 내측면까지 중성화가 도달하도록 촉진 중성화 시험(온도 40C 상대습도 60%, CQ 농도 5%)을 실시하였다. 그 후고 온 고습 상태 (온도 6OC 상대습도 95%) 1일, 저온 저습 상태 (온도 30C 상대습도 50%) 1일을 1사이클로하는 부식촉진양생을 실시하였다.
대상 데이터
- 먼저, 그림1과 같이 JIS G 3112의 SD345 규격품, Cr강방식철근 8종류와 SUS304의 스텐레스 철근을 합하여 총 10종류의 철근에 각각 좌우 1개씩 2개의 보통강재(SD345)를 결속 선으로 연결, SD345와 Cr강방식철근과의 전기적 연결에 의하여 갈바닉 부식이 발생할 것으로 기대되는 공시체를 제작하였다. 캐소드와 아노드 철근은 각각 직경 13mm, 9mm로 산화피막을 제거하여 사용하였다. 염해용 공 시체의 경우는, 염화물 이온량 1.
이론/모형
- 부식면적률은 철근에 생긴 부식의 형상을 투명시트를 이용하여 복사한 후 자동 면적 측정용 소프트웨어를 이용하여 산정하였다. 부식 감량률은 「일본 콘크리트 공학 협회의 콘크리트 구조물의 부식 방식에 관한 실험 방법 및 기준(안) 콘크리트 중의 강재의 부식 평가 방법」에 근거하여 산출하였다. 철근은 구연산 암모니움 10% 수용액에 침적 시켜 부식생성물을 제거하였다.
성능/효과
- 또한 SD345의 부식 면적률, '부식 감량률은 Cr함유율 3%의 Cr 강재와 연결된 경우 가장 작았으며 Cr 함유율이 높아질수록 서서히 증가하는 경향을 나타냈다. 그러나 스텐레스 강재인 SUS304에 연결된 경우에도 SD345 동종의 강재가 연결된 경우와 비교하여 보다 작은 부식 면적률과 부식 감량률이 측정되었다.
- 그 이유로서, 「스테인레스 강재의 캐소드 전류가 매우 작아 보통강재에서 스테인레스 강재에 흘러 들어가는 부식전류가 작게 되어 보통 강재 동종의 강재가 연결된 경우와 비교하여 부식속도가 작아진 것이다」라고 결론짓고 있다. 따라서 Cr강방식철근의 경우에서도 스테인레스 강재와 같은 현상이 발생, Cr강방식철근에 연결된 SD345의 부식 현상은 SD345 동종의 강재가 연결된 경우보다 작은 결과가 얻어진 것으로 추측할 수 있다.
- 또 부식촉진양생의 상이에 관계없이 동일한 부식촉진양생에서 Cr 강방식 철근과 연결되었던 SD345의 부식 면적률과 부식 감량률은 SD345 동종의 강재가 연결된 경우의 부식 면적률 부식 감량률과 비교하여 작았다. 또한 SD345의 부식 면적률, '부식 감량률은 Cr함유율 3%의 Cr 강재와 연결된 경우 가장 작았으며 Cr 함유율이 높아질수록 서서히 증가하는 경향을 나타냈다. 그러나 스텐레스 강재인 SUS304에 연결된 경우에도 SD345 동종의 강재가 연결된 경우와 비교하여 보다 작은 부식 면적률과 부식 감량률이 측정되었다.
후속연구
- 그“결과, 염해환경 및 중성화 환경의 콘크리트 내에서 Cr강방식철근에 연결된 SD345의 경우, 갈바닉 부식에 의한 부식의 가속화 현상은 나타나지 않았다. 따라서, Cr강방식철근을 신설 구조물의 필요 부분에 선택적으로 사용하는 것 또는 단면수복의 보수재료로서 활용 가능할 것으로 생각된다.
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