콘크리트 내의 염소이온 고정화 능력에 대한 정량적 평가

Abstract

본 연구에서는 콘크리트 중의 염소이온과 시멘트 화합물과의 화학반응을 통한 염소이온의 고정화량을 정량적으로 평가하여 도출된 결과를 바탕으로 콘크리트 내부 염소이온 타입을 제시하였다.

염소이온 고정화에 영향을 끼치는 인자로서 OPC와 GGBS를 첨가한 경우와 온도 및 침출시간, 산 농도에 따른 염소이온 고정화능력을 실험을 통해 평가하였다. 혼화재를 첨가하였을 경우 염소이온의 고정화능력은 재령 7일, 28일 91일 모두 GGBS>OPC의 순으로 나타남을 확인 할 수 있었다. 혼합된 시멘트 페이스트 내의 염소이온 농도 증가는 높은 농도에서 시멘트 페이스트의 고정화능력 저하로 인해 고정화능력이 감소하는 경향을 보였다. 산 농도 증가에 따른 추출되는 염소이온량은 혼입 염소이온량 1 ~ 3% 모두 산의 농도가 일정 농도까지 증가할 때, 총염소이온 대비 추출된 염소이온의 양은 각각 56%, 58%, 59%로 측정되었다. 혼합 염소이온의 양이 증가할수록 자유염소이온의 증가하며 고정염소이온의 양은 각각 26.16, 25.32, 24.68%로 감소하나 거의 일정량으로 수렴한다고 볼 수 있다. 또한, 강산에서도 추출되지 않는 염소이온이 16%가량 존재하는데 이는 난용성염소이온으로 완전하게 고정화된 것으로 판단된다.

고정염화물의 정량화를 위해 X선 회절분석(XRD)으로 염소이온과 시멘트의 화학반응을 통한 화합물을 확인하고 Friedel’s salt의 양을 정량적으로 평가하였다. 화합물 중 Friedel’s salt 양은 3단계(1,2,3%; 결합재 중량 대비)의 혼입 염소이온량에서 각각 6.09, 7.75, 7.44 (%wt)로 염소이온이 Friedel’s salt로 고정화되는 양에 한계가 있는 것으로 보여진다.