[상식][과학][건축] 시간이 지나면 콘크리트의 성능이 저하되는 이유

콘크리트가 갈라지는 이유 / 왜 부식 / 왜 오래가지 않나 / 시멘트 /

시간이 지나면 콘크리트의 성능이 저하되는 이유

• 아파트 철근콘크리트 벽체의 탄산화 정도는 구멍을 내 직접 측정한다

콘크리트내의 철근 부식이 시작되는 과정

1. 부동태피막의 형성
   • 콘크리트 배합
     
   • --> 수산화칼슘(Ca(OH)2) 이 생성
     
   • --> pH 12~13의 강알칼리성을 띠게 된다
     
   • --> 철근 주변에서 수산화제일철(Fe(OH)2)을 생성
     
   • --> 이는 다시 산소(O2)와 결합한 산화철(Fe2O3과 Fe3O4)로 변화된다.
     
   • --> 이 산화철이 철근 주변에 부동태피막(Passive Protective Oxide Film)이 된다.
     
   • --> 부동태피막 덕분에 철근콘크리트 내부에 산소가 존재해도 철근은 녹이 슬지 않는다.
2. 시간의 경과, 탄산화 과정
   • 시간이 경과함에 따라
   • 공기 중 이산화탄소(CO2)가 콘크리트 표면의 미세한 공극으로 조금씩 침투
   • 강력한 알칼리성을 띠는 수산화칼슘(Ca(OH)2) 과 만나서 ’탄산칼슘(CaCO3) + 물’로 변화.(탄산화 과정)
   • 콘크리트 내부의 알칼리성은 점차 중성으로 바뀐다.
3. 콘크리트의 중성화로 인한 철근 부식
   • 콘크리트의 중성화(콘크리트 표면부터 탄산화가 시작돼 철근이 위치한 깊이까지 점차 중성화)
   • --> 내부에 보강근으로 사용한 철근에 부식을 유발(연구에 따르면 pH 10.4이하부터 철근 주변의 부동태피막이 파괴돼 철근 부식이 시작)
   • --> 철근이 부식되면 콘크리트로부터 떨어져 나가고
   • --> 콘크리트의 균열이 발생
   • --> 내구성과 강도가 급속도로 저하된다.

Reference

1. 아파트는 언제 늙고 어떻게 변해가나? : 네이버 포스트, 2021.02.16