기출문제
- 2025년 135회 1교시 8번 : 철근부식방지를 위한 품질관리방안
- 2023년 131회 1교시 6번 : 철근의 부동태 피막 파괴 시 영향
- 2020년 122회 1교시 7번 : 철근부식 허용값
- 2014년 104회 4교시 2번 : 철근콘크르트 구조물의 철근 부식과정과 염분함유량의 측정방법에 대하여 설명하시오.
- 2014년 102회 1교시 4번 : 철근부식 허용치
- 2008년 86회 2교시 3번 : 철근부식의 발생 Mechanism과 철근의 녹(Rust)이 공사품질에 미치는 영향 및 관리 방안에 대하여 설명하시오
개요
- 철근은 그 표면에 부동태 피막이라는 얇은 산화피막을 형성하고 있어 철근을 부식으로 부터 보호하고 있다.
- 물리,화학적 반응에 의한 부동태 피막의 파괴로 철근, 물, 공기의 전기화학적반응에 의한 부식을 일으키며,
- 철근의 부식으로 체적이 팽창하여 콘크리트의 균열로 이어져 내구성저하의 원인이 된다.
부식의 종류
- 습식 : 수분을 동반한 부식으로서 수중, 지중, 대기중에서 발생하는 부식(저온에서 생성되는 부식은 전반적으로 습식에 해당)
- 건식 : 수분을 동반하지 않은 부식으로서 고온의 공기 또는 반응성 가스로 인한 넓은 의미의 산화
철근부식의 발생 Mechanism
중성화, 염해, 물리,화학적 작용 → 부동태 피막 파괴 → 철근의 전기화학적 반응 → 철근의 부식
철근부식의 화학식
- 양극반응 : Fe → Fe2+ + 2e
Fe2+ + 2(OH)- → Fe(OH)2 수산화제1철
Fe(OH)2 + ½H2O + ¼O2 → Fe(OH)₃ 수산화제2철(적갈색,녹) - 음극반응 : H2O + ½O2+ 2e → 2(OH)-
<위첨자 아래첨자 지원 안되는 관계로 화학식 주의바람>
철근의 부식원인
- 중성화에 의한 부식 : 중성화반응으로 PH의 농도가 8.5~9.5 이하가 될때 부동태 피막 파괴
- 염해에 의한 부식 : 염화이온(Cl-)에 의한 부동태 피막 파괴
- 전류에 의한 침식 : 구조물에 직류의 전류가 흐를때 철근에서 콘크리트로 전류가 흘러 부식
- 물리적, 화학적 작용에 의한 크랙발생
공사품질에 미치는 영향
- 부착강도 저하 : 부식율이 약2% 이상이면 부착강도 저하
- 체적 팽창에 의한 균열발생
- 내구성 저하
- 균열에 의한 누수
- 녹물 발생으로 외관 오염
철근의 부식정도 평가방법
| 분류 | 평가방법 | 특징 |
|---|---|---|
| 직접법 | 육안에 의한 분류법 | 정성적인 평가법, 5단계의 등급으로 부식도 평가 |
| 부식면적율 계산법 | 부식이 발생한 면적을 전체 철근면적에 대한 비로 평가 | |
| 중량감소율 계산법 | 가장정확한 평가법, 부식된 중량감소율로 평가 | |
| 간접법 | 인장강도 측정법 | 부식된 철근의 인장강도 감소율을 이용하여 평가 |
| 공식깊이 측정법 | 부식에 의해 파인 공식깊이를 이용하여 평가 | |
| 단면감소 측정법 | 부식으로 제거된 녹의 깊이를 이용하여 평가 |
철근부식 허용치
- 한국도로공사
- 부식도가 2%~4%(중량비)이하 일경우 부착응력 증가
- ACI 규준
- 부착에 나쁜 영향을 미칠 정도의 녹은 정상적인 거친 취급에 의해 제거될 수 있음
- 녹이 발생된 철근의 경우 쇠 브러쉬로 녹을 제거한 철근시편이 중량손실 6% 이하의 경우 사용 가능
- KS 규격 : 이형봉강 마디 및 무게 허용치
호칭명 마디높이(mm) 무게허용차 최소 최대 최소 최대 D10 0.4 0.8 -6% 6% D13 0.5 1.0 -6% 6% D16 0.7 1.4 -5% 5% D19 1.0 2.0 -5% 5% D22 1.1 2.2 -5% 5% D25 1.3 2.6 -5% 5% - 한국건설기술연구원
- ACI 규준과 KS 규격(부착강도 영향 미치는 리브 마디)을 종합 판단
- 녹이 심한 경우 쇠브러시로 녹을 제거한 철근 시편이 KS D 3504허용치 만족
관리방안(방지대책 - 재료, 배합, 시공, 양생 전과정에서 철저)
- 양질의 재료 선택
- 염화물 이온량 허용치 이하 사용
- 밀실한 콘크리트 타설
- 보양 관리 철저
- 대기중 염분함량이 많은 경우 피복두께 증가
- 에폭시 코팅 철근 사용
연관문제
참고문헌(출처)
- 콘크리트 구조물의 철근부식도에 관한 연구 조사
- 철근의 부식율이 콘크리트의 부착강도에 미치는 영향(건축도시연구정보센터 AURIC)
- 철근의 부식정도와 부착강도에 대한 연구 / 한국도로공사 도로연구소, 김국한
- 한국건설기술연구원 / 묻고답하기 (확대보기 : 이미지 클릭)
- KS D 3504 / 철근 콘크리트용 봉강
댓글 쓰기