전기방식에 따른 콘크리트 중의 탈염효과 및 구조거동

Chloride Extraction and Modified Structural Behavior of Concrete under Electrochemical Treatment

본 연구에서는 콘크리트 중의 철근부식의 보수로 전기방식법을 적용할 경우의 탈염, 부식복원 및 구조거동을 효과적이고 정량적으로 평가하였다. $160{\times}160{\times}1000mm$의 콘크리트 시편을 제작하였으며 피복두께 20 mm의 원형철근 3본을 매립하였으며 콘크리트 타설 시 염소이온 5.0%를 혼입하여 철근부식을 가속한 뒤 전기방식을 인가하였다. 전기방식 전류는 직류 $750mA/m^2$를 2, 4, 8주간 인가하였다. 결과로서 탈염효과는 인가 기간에 따라 증가하였으며 최대 탈염비는 8주간의 인가 시 64.7-83.7%로 측정되었다. 이는 시멘트계에서 염소이온의 50-60%가 고정화됨을 고려할 때, 일정량의 고정화된 염소이온 역시 탈염된 것으로 판단된다. 또한 부식상태는 8주간의 전기방식 이후에도 $6.5mA/m^2$의 부식 전류 및 330 mV (vs. SCE)의 부식전위를 나타내 여전히 부식이 존재함을 확인하였다. 구조거동에 있어 부식의 증가로 인해 콘크리트의 최대하중은 증가하였으나, 전기방식을 적용함에 따라 오히려 최대하중은 감소하였으나 Control시편보다는 상회한 값을 나타내 전기방식이 구조적 악영향은 없음을 확인하였다.

The present study concerns quantitative assessment of chloride extraction, repassivation and structural behavior of concrete. Concrete specimen ($160{\times}160{\times}1000mm$) was fabricated with 3 steel bar located in the middle with 20 mm of the cover depth, containing 5.0% of chloride to accelerate corrosion process, then to be subjected to electrochemical treatment. The current density accounted for $750mA/m^2$ at 2, 4 and 8 weeks. As a result, it was found that an increase in the duration of the treatment resulted in an increase in the chloride extraction, accounting for 64.7-83.7% for the specimen at 8 weeks treatment. It implies that a portion of bound chlorides would turn free to be removed, considering the binding capacity of cement about 50-60% to total ones. Even after the treatment, the corrosion was still active; the corrosion rate was $6.5mA/m^2$ and 330 mV vs. SCE in the potential. For structural behavior, the maximum load was increased by corrosion on the steel bars, which was subsequently lowered by the treatment, but still higher than for control.