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11.6 : 철근의 부식

콘크리트 내부의 철근 부식은 재료의 고유한 특성과 외부 요인에 영향을 받는 과정입니다. 콘크리트에 존재하는 수산화칼슘이 제공하는 약 13의 높은 pH 수준은 처음에는 표면에 수동적인 산화철 층을 형성하여 철근을 보호합니다.

그러나 시간이 지나고 탄산화, 염화물 침투, 균열과 같은 특정 조건에서는 이 보호 상태가 손상될 수 있습니다. 강철에는 양극 및 음극 영역이라고 하는 서로 다른 전기화학적 전위를 가진 영역이 있습니다. 염을 함유한 수화된 시멘트 페이스트는 이러한 영역을 연결하는 전해질 역할을 합니다. 양극 영역에서 강철의 철은 전해질에 양전하 이온으로 용해되는 반면, 음극 영역에서는 주변 콘크리트의 물과 산소가 관여하는 반응에서 전자가 소모되어 하이드록실 이온을 생성합니다.

이러한 하이드록실 이온은 용해된 철과 결합하여 수산화철을 생성하고, 이는 더 산화되어 녹이 됩니다. 염화물 이온의 존재는 이 과정을 악화시켜 보호 산화철 층을 공격하는 염산을 형성하여 국부적인 침식 부식을 초래합니다. 이 부식은 강철을 확장하여 콘크리트에 균열과 박리를 일으킬 수 있습니다.

강철 보강재의 부식을 방지하기 위한 예방 조치로는 강철 자체에 에폭시나 아연과 같은 보호 코팅을 사용하거나 콘크리트의 품질을 개선하여 투과성을 낮추고 부식성 물질의 침투를 막는 방법이 있습니다.

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CorrosionSteel ReinforcementConcretePassive Iron Oxide LayerCarbonationChloride IngressAnodic RegionsCathodic RegionsElectrolyteHydroxyl IonsFerric HydroxideRustLocalized Pitting CorrosionProtective CoatingsEpoxyConcrete Permeability

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