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  • 콘크리트의 중성화
    일반기술, 자연과학, 세라믹 2023. 3. 4. 12:39
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    시멘트는 다량의 CaOH를 가지고 있으며 이들이 수화되고 경화되어 접착제로 작용하여 골재 및 물과 혼합되어 콘크리트를 구성한다. CaOH의 가한 갈알칼리성(pH 12~13)은 철근의 표면에 부동태 피막을 형성하여 보호하며 철근의 부식을 억제하는 역할을 한다. 그러나, 다음과 같은 원인에 의해 중성화가 발생하게 된다.

     

    1) 대기중 CO₂ 이온 2)염해(Cl- 이온) 3)산성비 4)산성토양의 접촉 5)화재

     

    이와 같은 원인들에 의해 콘크리트 내부의 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 화학반응하여 탄산칼슘(CaCO3)가 되면서 콘크리트의 알칼리성을 상실한다(pH가 8.5 ~10 으로 감소). 이와 같은 현상을 콘크리트의 중성화라고 한다. 콘크리트의 중성화는 다른 말로 탄산화(Carbonation)이라고도 한다.

     

    Ca(OH)₂+CO₂→CaCO₃+H₂O

     

    중성화에 의하여 pH가 11보다 낮아지면 철근에 녹이 발생하고, 또 이러한 녹에 의하여 철근은 약 2.5배까지 체적이 팽창한다. 즉, 콘크리트 중성화(pH 8.5~10)로 철근이 부식하면 철근의 산화(녹 발생)로 말미암아 콘크리트 내부에 팽창에 의한 압력이 발생하며, 이 팽창압이 콘크리트의 응력을 넘어서면 균열이 발생한다. 이렇게 발생한, 균열부로 물과 이산화탄소가 침투하면 열화(劣化, 노후화)가 급격히 진행된다. 콘크리트의 중성화 진행여부를 확인하기 위해 페놀프탈레인 1%의 알콜 용액을 콘크리트에 뿌려서 알 수 있다. 페놀프탈레인에 의해 알칼리성의 부분은 붉은 보라색으로 나타나기 때문에 색깔이 변하지 않는 부분을 중성화된 것으로 판정한다.

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