KR102277333B1 - 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법 - Google Patents

콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법 Download PDF

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동아대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기화학적 장치시스템인 정류기를 사용하여, 콘크리트 속 부식된 철근은 음극(-)이 되도록 하며 스테인레스 혹은 티탄과 같은 금속을 양극(+)으로 하여, Mg(OH)2 및 Ca(OH)2 전해질 용액속에서 2단 전착을 진행하여 알칼리 용액에 의한 콘크리트 중성화할 수 있으며 석회질 석출을 가속화하여 재부동태화가 가능하도록 함으로써 공정시간 단축 및 효과를 극대화 시켜 유지/보수 비용을 대폭 감소시킬 수 있으며, Ca2+, Mg2+이온을 이용하여 CaCO3, Mg(OH)2를 주성분으로 하는 화합물 형태로 음극표면(철근표면)에 균일하게 석출하여 석회질막(Calcareous deposit)이 코팅되도록 하여 철근표면에 용존산소의 확산을 억제하는 물리적인 장벽이 되어 부식속도를 감소시킬 수 있도록 하는 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 (a) 내부에 부식된 철근이 구성된 콘크리트를 정류기를 사용하여, 0.1~0.3M 농도의 Mg(OH)2 전해질 용액속에서 일정 전류밀도로 전기화학적 전착을 진행하는 단계; (b) 정류기를 사용하여, Ca(OH)2가 포화된 NaOH 전해질에서 일정 전류밀도로 Ca2+ 이온을 농축시키고 (a) 단계에서 콘크리트에 농축된 Mg2+ 이온을 Mg(OH)2로 콘크리트 내부 및 철근표면에서 석출시키도록 하는 단계; (c) 콘크리트를 건조처리하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법{Electrochemistry 2 Steps Deposition Process for the Re-passivation of corroded rebar in Concrete Structure}
본 발명은 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기화학적 장치시스템인 정류기를 사용하여, 콘크리트 속 부식된 철근은 음극(-)이 되도록 하며 스테인레스 혹은 티탄과 같은 금속을 양극(+)으로 하여, Mg(OH)2 및 Ca(OH)2 전해질 용액속에서 2단 전착을 진행하여 알칼리 용액에 의한 콘크리트 중성화할 수 있으며 석회질 석출을 가속화하여 재부동태화가 가능하도록 함으로써 공정시간 단축 및 효과를 극대화 시켜 유지/보수 비용을 대폭 감소시킬 수 있으며, Ca2+, Mg2+이온을 이용하여 CaCO3, Mg(OH)2를 주성분으로 하는 화합물 형태로 음극표면(철근표면)에 균일하게 석출하여 석회질막(Calcareous deposit)이 코팅되도록 하여 철근표면에 용존산소의 확산을 억제하는 물리적인 장벽이 되어 부식속도를 감소시킬 수 있도록 하는 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법에 관한 것이다.
해상 교각 및 겨울철 제설작업에 의한 염화물 이온이 콘크리트속으로 침투하여 철근의 부식을 일으켜, 철근 콘크리트 구조물의 수명을 급속히 단축시킨다.
그러나, 종래의 기술은 MgCl2, ZnSO4, AgNO3, CuCl2, Mg(NO3)2, CuSO4 와 같은 전해액을 사용하여, 수주 이상의 긴 처리시간을 사용하였다. 특히, 상기 용질을 전착용액으로 사용하면, 수용액 중에 그 용질이 전리될 경우, 철근 부식속도를 증가시킬 수 있는 Cl-, SO4 2-, NO3 2-와 같은 철근에 유해한 이온을 함유하고 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 대한민국 특허등록 제1081991호 "전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '콘크리트 구조물의 균열부에 전해액을 주입하는 단계; 상기 전해액과 전기적으로 접하도록 양극을 배치하는 단계; 콘크리트 구조물 내부에 설치된 전기전도성 부재를 음극으로 하여 상기 양극과 음극에 통전되도록 전류를 인가하는 단계; 및 인가된 전류에 의해 상기 전기화학적 반응을 하여 전착물을 균열부에 석출시키는 단계; 를 포함하되, 상기 전해액은 몰농도 01 ~ 05 mol/ℓ의 MgCl2이고, 상기 전류의 전류밀도는 001 ~ 003 A/m2 인 것을 특징으로 하는 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법'을 제안한다.
그러나 상기 배경기술은 금속에 유해한 음이온을 함유한 전착용액을 사용하며, 철근부식의 주요원인이 콘크리트 중성화임에도 불구하고, 그 대응공법의 부재(전착용액의 낮은 pH) 등에 의해서, 큰 전착효과를 보여주지 못하는 문제점이 있었다.
대한민국 특허등록 제1081991호 "전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전기화학적 장치시스템인 정류기를 사용하여, 콘크리트 속 부식된 철근은 음극(-)이 되도록 하며 스테인레스 혹은 티탄과 같은 금속을 양극(+)으로 하여, Mg(OH)2 및 Ca(OH)2 전해질 용액속에서 2단 전착을 진행하여 알칼리성 전착 용액(pH 12~13)을 사용함으로서 중성화된 콘크리트의 알칼리화 및 부식된 철근표면에 석회질 석출을 가속화하여 재부동태화가 가능하도록 함으로써 공정시간 단축 및 효과를 극대화 시켜 유지/보수 비용을 대폭 감소시킬 수 있으며, Ca2+, Mg2+이온을 이용하여 CaCO3, Mg(OH)2를 주성분으로 하는 화합물 형태로 음극표면(철근표면)에 균일하게 석출하여 석회질막(Calcareous deposit)이 코팅되도록 하여 철근표면에 용존산소의 확산을 억제하는 물리적인 장벽이 되어 부식속도를 감소시킬 수 있도록 하는 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 (a) 내부에 부식된 철근이 구성된 콘크리트를 정류기를 사용하여, 0.1~0.3M 농도의 Mg(OH)2 전해질 용액속에서 일정 전류밀도로 전기화학적 전착을 진행하는 단계; (b) 정류기를 사용하여, Ca(OH)2가 포화된 NaOH 전해질에서 일정 전류밀도로 Ca2+ 이온을 농축시키고 (a) 단계에서 콘크리트에 농축된 Mg2+ 이온을 Mg(OH)2로 콘크리트 내부 및 철근표면에서 석출시키도록 하는 단계; (c) 콘크리트를 건조처리하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법을 제공하고자 한다.
또한, (a) 단계 및 (b) 단계에서, 전류밀도는 2~10uA/cm2인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법을 제공하고자 한다.
또한, (a) 단계에서, Mg2+ 이온을 전기화학적인 방법으로 콘크리트 속에 매입된 철근표면에 24시간동안 농축시키도록 하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법을 제공하고자 한다.
또한, (b) 단계에서, 국부적으로 중성화된 콘크리트를 pH12~13 NaOH 전해질로 처리함으로서 Mg2+ 이온을 Mg(OH)2로 석출속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법을 제공하고자 한다.
또한, (b) 단계에서, NaOH 전해질은 1~2g/L의 Ca(OH)2가 포화된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법을 제공하고자 한다.
본 발명의 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법은 전기화학적 장치시스템인 정류기를 사용하여, 콘크리트 속 부식된 철근은 음극(-)이 되도록 하며 스테인레스 혹은 티탄과 같은 금속을 양극(+)으로 하여, Mg(OH)2 및 Ca(OH)2 전해질 용액속에서 2단 전착을 진행하여 알칼리성 전착 용액(pH 12~13)을 사용함으로서 중성화된 콘크리트의 알칼리화 및 부식된 철근표면에 석회질 석출을 가속화하여 재부동태화가 가능하도록 함으로써 공정시간 단축 및 효과를 극대화 시켜 유지/보수 비용을 대폭 감소시킬 수 있으며, Ca2+, Mg2+이온을 이용하여 CaCO3, Mg(OH)2를 주성분으로 하는 화합물 형태로 음극표면(철근표면)에 균일하게 석출하여 석회질막(Calcareous deposit)이 코팅되도록 하여 철근표면에 용존산소의 확산을 억제하는 물리적인 장벽이 되어 부식속도를 감소시킬 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 해수중에 함유된 이온을 도시한 도이다.
도 2는 본 발명의 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법을 개략적으로 도시한 도이다.
도 3은 철근 부식속도에 따른 분류를 도시한 도이다.
도 4는 본 발명의 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법의 적용효과에 때한 모니터링 결과를 도시한 그래프이다.
도 5는 전착공법을 적용하지 않은 시험체에 대한 분석을 도시한 도이다.
도 6은 Mg(OH)2 전착을 적용한 시험체에 대한 분석을 도시한 도이다.
도 7은 본 발명의 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법을 적용한 시험체에 대한 분석을 도시한 도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 해수중에 함유된 이온을 도시한 표이다.
일반적으로, 해수중에 침지된 콘크리트속 철근의 부식방지를 위해, 외부전원을 이용한 음극방식법을 장기간 적용할 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 해수중에 함유된 Ca2+, Mg2+ 등의 이온들이 철근표면에 석출된다고 알려져 있다. 이러한 석회질 피막은 철근표면에서 용존산소의 확산 및 환원속도를 낮추는 역할을 하며, 철근의 부식속도를 감소시키는 원인중의 하나로 알려져 있다. 하지만, 해수중에 함유된 Ca2+ 및 Mg2+ 등 석회질 피막을 형성하는 주요 이온의 농도는 매우 희박하여, 장기간에 걸친 음극방식법을 사용하여, 일정전류를 흘려준 이후에야 관찰된다. 특히, Ca2+, Mg2+이온을 이용하는 전착기술은 CaCO3, Mg(OH)2를 주성분으로 하는 화합물 형태로 음극표면(철근표면)에 균일하게 석출하여 코팅되는 것으로 알려져 있다. 이와 같이, CaCO3, Mg(OH)2 형태로 석출되는 화합물을 석회질막(Calcareous Deposit)라고 한다. 철근표면에 생성된 석회질막은 용존산소의 확산을 억제하는 물리적인 장벽이 되어, 부식속도를 감소시킨다.
본 발명에서는 부식된 철근의 재부동태화를 위해, 부식된 철근의 재부동태화를 위해, 일반적으로 사용되는 전기화학적 장치시스템인 정류기를 사용하여, 콘크리트 속에 부식된 철근은 음극(-)이 되도록 하며, 스테인레스 혹은 티탄과 같은 금속을 양극(+)으로 하여 2단 전착을 진행하도록 한다.
도 2는 본 발명의 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법을 개략적으로 도시한 도이다.
도 2에서와 같이, 본 발명의 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법은, 먼저, 내부에 부식된 철근이 구성된 콘크리트를 정류기를 사용하여, 0.1~0.3M 농도의 Mg(OH)2 전해질 용액속에서 일정 전류밀도로 전기화학적 전착을 진행하도록 하고(a), 정류기를 사용하여, Ca(OH)2가 포화된 NaOH 전해질에서 일정 전류밀도로 Ca2+ 이온을 농축시키고 (a) 단계에서 콘크리트에 농축된 Mg2+ 이온을 Mg(OH)2로 콘크리트 내부 및 철근표면에서 석출시키도록 한다(b).
정류기를 사용하여, 0.1~0.3M Mg(OH)2 농도의 용액속에서 일정 전류밀도(약 2~10uA/cm2)로 Mg2+ 이온을 전기화학적인 방법으로 콘크리트 속에 매입된 철근표면에 24시간동안 농축시킨다.
여기서, 전착공정 적용 중에, 철근표면은 음극으로 작용하므로, 식(1)과 같은 반응이 일어나서, 표면에는 Free OH- 이온이 생성되고, 0.1~0.3M Mg(OH)2 용액속에서 콘크리트 속 철근표면에 확산된 Mg2+ 이온과 반응하여 식(2)와 같은 반응을 통해, 석회질막으로 석출된다.
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- 식(1)
2OH- + Mg2+ → Mg(OH)2 식(2)
그리고, Free Mg2+ 이온이 존재할 경우, (b) 단계진행 중, Free OH-과 반응하여 식(2)와 같은 반응이 일어나며, 콘크리트 속에서 석출되는 Mg(OH)2의 양이 증가한다.
또한, (b)단계 진행중에는 대기중의 이산화탄소(CO2)가 식(3)과 같이, 물에 용해된 후, 물분자와 결합하여 식(4)와 같이 H2CO3를 형성되는데,
CO2 + H2O → H2CO3 식(3)
H2CO3 → H+ + HCO3 - 식(4)
HCO3 - → H+ + CO3 2- 식(5)
이것은 쉽게 식(4), 식(5)와 같이, H+와 HCO3 -이온으로 해리되어 CO3 2-를 생성시키며, 포화 Ca(OH)2용액 중에서 전착공정 중에 철근과 모르타르계면으로 확산 및 농축된 다량의 Ca2+이온에 의해 식(6)과 같이 CaCO3 화합물로 형성된다.
CO3 2- + Ca2+ → CaCO3 식(6)
그리고, 콘크리트 속 철근이 부식문제가 발견될 경우는, 콘크리트 타설 초기 pH13에서 중성화가 이루어져 pH10 정도의 수준으로 감소하는 경우가 많다. 따라서, (b)단계 진행 중, 중성화된 콘크리트는 염기성 이온인 OH-의 충분한 공급에 의해 알칼리화되는 잇점도 있다. (a) 및(b) 단계를 거치면서 철근표면에 형성된 Mg(OH)2 및 Ca(OH)2 복합 석회질 피막은 Cl- 이온의 확산에 대한 장벽이 되며, 용존산소의 환원속도를 감소시켜, 철근의 재부동태화를 만들게 된다.
도 2에 나타난 본 발명의 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법을 콘크리트 속에서 부식된 철근에 적용할 경우, 철근의 재부동태화가 일어난다.
특히, 국부적으로 중성화된 콘크리트를 pH12~13 NaOH 전해질로 처리함으로서 Mg2+ 이온을 Mg(OH)2로 석출속도를 증가시키도록 할 수 있다.
콘크리트가 처음에 만들어지면 pH13 정도이며, 이 정도 pH에서는 철근은 전혀 부식이 되지 않고, 부동태 상태로 존재하게 된다. 그리고, 콘크리트가 중성화가 되면 pH9~10정도로 감소하게 되며, 이때에는 철근부식속도는 가속하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 pH12~13 NaOH 전해질로 처리함으로서 가능하면 초기 콘크리트 상태의 pH에 전착용액의 pH를 맞추도록 하여, Mg(OH)2에서 전리된 Mg2+ 이온, Ca(OH)2에서 전리된 Ca2+ 이온 등이 이러한 높은 pH속에서 석회질피막(Mg(OH)2, Ca(OH)2)으로서 철근표면에 석출하기 쉬운 조건으로 만들도록 할 수 있는 것이다.
또한, NaOH로 pH를 12~13으로 맞추는 이유는 前단계에서 콘크리트 속 철근주변에 주입된 Mg2+ 이온이 pH가 높을수록 Mg(OH)2로 쉽게 석출하게 되며, Ca(OH)2는 pH가 높을수록 쉽게 석출하게 된다. 철근에 전착을 진행하기 전에도 용액중에서도 석출하게 되는데, 이것은 전착에 불리할 수 있어 이를 보완하기 위해 어느 정도 석출하여도 NaOH 전해질은 1~2g/L의 Ca(OH)2가 포화된 것이면 전착에 필요한 Ca2+ 이온은 충분한 것으로 판단된다.
마지막으로, 콘크리트를 건조처리하도록 한다(c).
건조는 자연건조를 포함한 공지의 다양한 방법으로 할 수 있다.
본 발명에서와 같이 콘크리트 속 철근에 대한 전착공법뿐만 아니라, IT, 제강공정 분야에서 사용되는 습식 도금/전착공정 후에 마지막 공정은 건조처리이며 이 과정을 통해, 습식으로 제작된 Layer의 결정화의 Finish가 이루어지며, 어느 정도의 경도를 가지게 된다.
따라서, 만약, 건조를 거치지 않고 바로 부식환경(중성용액)에 노출시키면 미처 석출되지 못한 Mg2+, Ca2+ 이온들이 부식환경에 용해되어 콘크리트 밖으로 나갈수도 있기 때문에, 본 발명에서도 건조공정 앞 공정인 고 알칼리 pH용액처리를 함으로서 콘크리트속에 주입된 Free Mg2+, Free Ca2+ 이온들이 석회질(Mg(OH)2, Ca(OH)2)피막으로 석출하는 데 충분한 시간을 부여하기 위해 건조과정을 거치도록 하였다.
<전착효과 시험>
그에 대한 주요원인으로는 철근부식의 주요원인이 콘크리트 중성화임에도 불구하고, 전착용액의 pH가 중성 혹은 약산성이므로, 그 대응공법의 부재 등에 의해서, 큰 전착효과를 보여주지 못하였다.
도 3은 철근 부식속도에 따른 분류를 도시한 도이다.
본 발명에서는 종래의 효과검증으로 주로 사용된 부식환경보다 더욱 가혹한 염화물이온(3wt.% NaCl)이 존재하는 침지-건조 부식환경이 반복되는 부식환경에서 전착효과를 검증하였다. 전착효과를 판정하기 위한 부동태, Low/Middle Corrosion rate 기준은 도 3에서와 같이 분극저항(Rp)를 측정하여, 그 역수를 이용하였다.
도 4는 본 발명의 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법의 적용효과에 때한 모니터링 결과를 도시한 그래프이다.
도 4(a)~(d)는 도 3에 표시된 부동태 및 Low/Middle 부식속도 경계에 도달하게 되면, 본 발명의 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법을 이용하여 전기화학적 전착한 후 그 효과를 검증한 것이다. 도 4(a)~(c)는 Mg(OH)2의 전착효과를 나타낸 것이며, 도 4(d)는 Ca(OH)2의 전착효과를 나타낸 것이다. 두 가지 결과로부터 도 4(a)처럼 전착을 진행하지 않은 것보다 철근의 재부동태화에 매우 큰 영향을 나타내는 부식속도 모니터링 결과를 보여 주었다.
이것은 본 발명의 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법이 콘크리트 속 철근이 부식될 경우, 철근의 재부동태화에 매우 유효하다는 것을 보여준다.
도 5는 전착공법을 적용하지 않은 시험체에 대한 분석을 도시한 도이고, 도 6은 Mg(OH)2 전착을 적용한 시험체에 대한 분석을 도시한 도이며, 도 7은 본 발명의 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법을 적용한 시험체에 대한 분석을 도시한 도이다.
도 5(a)(b)는 전착공법을 적용하지 않은 콘크리트 시험체와 적용한 시험체(도 6(a)(b), 도 7(a)(b))에 대한 SEM/EDAX를 이용하여 관찰한 결과이다.
분석결과에 의하면, 본 발명의 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법적용 유무에 관계없이 Mg는 관찰되었으나, 전기화학적 전착을 적용함으로서 다량의 마그네슘이 분석되었으며, 또한, 석출물의 형상도 관찰되었다. 또한, 2단 전착공법을 적용한 경우는, 다량의 Mg 및 Ca 성분이 관찰되었으며, 석출된 표면이 관찰되었다. 일반적으로 콘크리트에 매입된 철근은 염분 등의 침투에 의해 초기 철근의 부동태상태에서 부식속도가 증가된다. 그리고, 일단 부식속도가 증가되어 부동태 손상상태가 시작되면, 철근 주위에서 용존산소의 환원속도(O2 + 2H2O + 4e → 4OH-)가 증가하고, 이에 따라 철근의 부식속도 (F → Fn+ + ne)는 동반하여 증가하는 것이다. 하지만, 전착에 의해 마그네슘, 칼슘 등의 석회질 성분은 콘크리트와 부식된 철근계면에 석출하거나 콘크리트 공극 등에 석출하여 용존산소의 확산속도 및 환원속도를 감소시켜 철근의 재부동태화를 가속시키는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법은 전기화학적 장치시스템인 정류기를 사용하여, 콘크리트 속 부식된 철근은 음극(-)이 되도록 하며 스테인레스 혹은 티탄과 같은 금속을 양극(+)으로 하여, Mg(OH)2 및 Ca(OH)2 전해질 용액속에서 2단 전착을 진행하여 알칼리 용액에 의한 콘크리트 중성화할 수 있으며 석회질 석출을 가속화하여 재부동태화가 가능하도록 함으로써 공정시간 단축 및 효과를 극대화 시켜 유지/보수 비용을 대폭 감소시킬 수 있으며, Ca2+, Mg2+이온을 이용하여 CaCO3, Mg(OH)2를 주성분으로 하는 화합물 형태로 음극표면(철근표면)에 균일하게 석출하여 석회질막(Calcareous deposit)이 코팅되도록 하여 철근표면에 용존산소의 확산을 억제하는 물리적인 장벽이 되어 부식속도를 감소시킬 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

Claims (5)

  1. (a) 내부에 부식된 철근이 구성된 콘크리트를 정류기를 사용하여, 0.1~0.3M 농도의 Mg(OH)2 전해질 용액속에서 일정 전류밀도로 전기화학적 전착을 진행하는 단계;
    (b) 정류기를 사용하여, Ca(OH)2가 포화된 NaOH 전해질에서 일정 전류밀도로 Ca2+ 이온을 농축시키고 (a) 단계에서 콘크리트에 농축된 Mg2+ 이온을 Mg(OH)2로 콘크리트 내부 및 철근표면에서 석출시키도록 하는 단계;
    (c) 콘크리트를 건조처리하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    (a) 단계 및 (b) 단계에서,
    전류밀도는 2~10uA/cm2인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    (a) 단계에서,
    Mg2+ 이온을 전기화학적인 방법으로 콘크리트 속에 매입된 철근표면에 24시간동안 농축시키도록 하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    (b) 단계에서,
    국부적으로 중성화된 콘크리트를 pH12~13 NaOH 전해질로 처리함으로서 Mg2+ 이온을 Mg(OH)2로 석출속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    (b) 단계에서,
    NaOH 전해질은 1~2g/L의 Ca(OH)2가 포화된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 2단 전착공법.
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KR101081991B1 (ko) 2009-02-16 2011-11-09 연세대학교 산학협력단 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법
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