Estimation of Critical Chloride Content for Corrosion of Reinforcing Steel in Concrete by Field Exposure Experiment

현장 폭로실험에 의한 콘크리트 중 철근의 부식 임계 염화물량 평가

To predict the service life of reinforced concrete structures exposed to chloride environment, quantitative measures of material properties such as the critical chloride content for corrosion in concrete and the diffusion coefficient of chloride ions of concrete and the surface chloride content of the concrete are essential. However, it should be noted that they are influenced by several factors such as concrete mix proportions, cement type, and environmental conditions, etc. Thus, the purpose of this research is to estimate more actually the critical chloride content for corrosion of the reinforcing steel in concrete by field exposure experiment. For this purpose, the prism concrete test specimens were made for water-cement(W/C) ratios of 31%, 42%, 50%, and 70%, and then the field exposure experiment for them were conducted at Youngduk of the east coast for about 3 years. During the test, corrosion monitoring by half cell potential method was carried out to detect the time to initiation of corrosion for test specimens and its chloride content was evaluated by breaking the concrete test specimens when corrosion of the reinforcing steel in concrete was perceived. It was observed from the test results that the critical chloride content for corrosion of reinforcing steel in concrete would be dependent on W/C ratio and almost irrespective of concrete cover.

염해환경 하에 있는 철근 콘크리트 구조물의 내구수명을 평가하기 위해서는 콘크리트 중 철근의 부식 임계 염화물량, 콘크리트의 염소이온 확산계수 및 표면 염소이온량과 같은 재료의 정량적인 물성 파악이 필수적이고, 이들이 콘크리트의 내구수명 평가시 주요변수로 이용되고 있다. 그러나, 이들은 콘크리트 배합비, 시멘트 종류 및 환경 조건 등과 같은 여러 요인에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 콘크리트 중 철근의 부식 임계 염화물량을 보다 실제적으로 평가하기 위하여 물-시멘트비 31%, 42%, 50% 및 70%에 대해서 각주형 콘크리트를 제작한 다음, 이들에 대해서 동해안에 위치한 영덕에서 약 3년 동안 폭로 실험을 수행하였다. 실험이 진행되는 동안, 철근의 부식 개시 시기를 추정하기 위하여 시험체에 대해서 자연전위 측정에 의한 부식 모니터링을 수행하였고, 철근부식이 감지되었을 때 시험체를 파괴한 후 콘크리트 중 염화물량을 평가함으로써 보다 합리적이고 신뢰적인 임계 염화물량을 제시하였다. 결국, 콘크리트 중 철근의 부식 임계 염화물량은 W/C비에 의존하며, 콘크리트 피복두께와는 거의 무관한 것으로 나타났다.