KR20100093343A - 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법 - Google Patents

전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법은 콘크리트 구조물의 균열부에 전해액을 주입하는 단계; 전해액과 전기적으로 접하도록 양극을 배치하는 단계; 콘크리트 구조물 내부에 기설치되어 있는 전기전도성 소재를 음극으로 하여 양극과 음극에 통전되도록 전류를 인가하는 단계; 및 인가된 전류에 의해 전해액이 화학반응을 하여 전착물을 균열부에 석출시키는 단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법은 콘크리트 구조물 표면의 균열부를 전해액의 화학반응에 의해 생성되는 전착물로 메우고, 콘크리트 구조물의 매트릭스 내에 공극구조를 개선하고, 콘크리트 구조물 내부에 있는 철근의 부식저항성을 높이는 효과가 있다.
따라서 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법에 의하여 콘크리트 구조물의 균열을 보강하여 콘크리트 구조물을 초기 상태로 복원할 수 있다.
전착기법, 콘크리트, 균열 치유

Description

전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법{ARTIFICIAL CRACK HEALING METHOD FOR CONCRETE USING ELECTROCHEMICAL DEPOSITION}
본 발명은 콘크리트 균열의 치유방법에 관한 것이다. 구체적으로는 균열부 주위에 전해액을 도포하고, 전해액에 접하도록 전극을 설치하여 양극으로 하고, 양극과 콘크리트 구조물의 음극 사이에 전류를 흘려 전기화학반응에 의한 전착물이 콘크리트 균열부에 석출되는 콘크리트 균열의 치유방법에 관한 것이다.
콘크리트 구조물 내에 발생되는 균열은 시간의존적인 함수로서 미세균열로부터 거시균열로의 균열의 발생, 진전, 가속화 및 열화의 과정을 거쳐 구조물의 붕괴를 일으키게 되는 주요 유해 인자이자 구조물의 성능지표를 결정하는 주요 파라미터로 널리 알려져 있다.
이러한 균열을 보수, 보강하기 위한 연구가 진행되어 왔는데, 최근에는 전기적 방식, 탈염, 음극보호, 희생양극법, 철근 코팅 등의 분야로 연구가 확대되어 균열과 밀접히 관련된 부식의 제어를 위한 유지보수와 관련된 연구도 진행되고 있다.
그러나 이러한 방법들은 콘크리트의 열화속도에 비해 치유속도가 느리기 때문에 콘크리트 구조물을 초기 상태로 복원하기 어렵고, 또한 실제 현장에 적용하기 어렵다는 한계가 있었다.
본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법은 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.
첫째, 콘크리트 구조물 표면에 균열부를 전기화학반응에 의해 생성되는 전착물로 메우고자 한다.
둘째, 콘크리트 구조물의 매트릭스 내에 공극구조를 개선하고자 한다.
셋째, 콘크리트 구조물 내부에 있는 철근의 부식저항성을 높이고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법은 콘크리트 구조물의 균열부에 전해액을 주입하는 단계; 전해액과 전기적으로 접하도록 양극을 배치하는 단계; 콘크리트 구조물 내부에 기설치되어 있는 전기전도성 소재를 음극으로 하여 양극과 음극에 통전되도록 전류를 인가하는 단계; 및 인가된 전류에 의해 전기화학반응을 하여 전착물을 균열부에 석출시키는 단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 콘크리트 균열의 인공균열치유방법에 있어서, 전기전도성 부 재는 철근과 메쉬가 혼합된 구조, 철근구조 또는 메쉬구조 중 어느 하나로 된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 콘크리트 균열의 인공균열치유방법에 있어서, 전해액은 MgCl2, AgNO3, CuCl2, Mg(NO3)2, CuSO4 및 Ca(OH)2 으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 콘크리트 균열의 인공균열치유방법에 있어서, 전해액 중 MgCl2의 경우, 몰농도는 0.1 ~ 0.5 mol/ℓ인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 콘크리트 균열의 인공균열치유방법에 있어서, 전해액 중 MgCl2의 경우, 전류의 전류밀도는 0.01 ~ 0.03 A/m2인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법은 콘크리트 구조물 표면의 균열부를 전기화학반응에 의해 생성되는 전착물로 메우는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법은 콘크리트 구조물의 매트릭스 내에 공극구조를 개선하고, 콘크리트 구조물 내부에 있는 철근의 부식저항성을 높이는 효과가 있다.
따라서 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법에 의하여 콘크리트 구조물의 균열을 보강하여 콘크리트 구조물을 초기 상태로 복원할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법에 관하여 구체적으로 설명하겠다.
도 1은 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법을 설명하기 위한 콘크리트 구조물의 측단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 콘크리트 구조물(10)에 전해액(20)이 접하도록 전해액 컨테이너(30)가 설치되어 있고, 전해액(20)과 전기적으로 접하도록 양극(40)이 배치되며, 전원장치(50)가 설치되어 있다. 이 전원장치(50)에 콘크리트 내부에 기설치되어 있는 전기전도성 부재(12)를 음극으로 하여 이 음극과 양극을 연결하는 회로를 구성한다. 가압되는 전류량을 일정하게 하기 위해 양극과 음극 사이 10kΩ의 저항(미도시)을 연결한다.
본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법은 먼저 콘크리트 구조물(10)의 균열부(11)에 전해액이 접하도록 도 1에 도시된 바와 같이 콘크리트 구조물(10)에 전해액 컨테이너(30)를 설치하여 균열부(11)에 전해액이 주입되도록 한다.
본 발명에 따른 콘크리트 구조물(10)은 건물, 교량, 댐 등 콘크리트로 건설된 구조물 등을 포함한다.
본 발명에 따른 전해액 컨테이너(30)는 콘크리트 구조물(10)의 표면에 전해액이 콘크리트 구조물(10)의 균열부(11)에 접촉할 수 있는 형태로 설치된다.
본 발명에 따른 전해액(40)은 전기화학반응이 발생하면 그 반응에 의해 생성되는 전착물을 균열부에 석출시키는 역할을 한다. 본 발명에 따른 전해액(40)은 MgCl2, AgNO3, CuCl2, Mg(NO3)2, CuSO4 및 Ca(OH)2 으로 이루어진 군 중에서 어느 하나를 선택하는 것이 바람직하다.
시멘트는 CaO, SiO2, Al2O3, MgO, FeO3, SO3, K2O, Na2O, Mg(OH)2 Mn2O3, TiO3, Cu, Ag 및 기타 성분 등으로 이루어져 있는데, 상기 선택된 전해액이 화학반응을 하여 전착물이 생성되는 경우 전착물은 시멘트의 화학성분과 유기적으로 반응하여 콘크리트 균열부에 잘 고정될 수 있기 때문이다.
특히 MgCl2에서의 Mg 이온이나 Ca(OH)2 에서의 Ca 이온은 시멘트 구성성분의 일부로 존재하는 성분이므로, 전해액이 MgCl2, Ca(OH)2 인 경우 보다 뛰어난 효과를 거둘 수 있다.
또한 전해액 중 MgCl2의 몰농도는 0.1 ~ 0.5 mol/ℓ인 것이 바람직하다. 몰농도가 0.1 mol/ℓ 미만인 경우에는 전기화학 반응을 야기시키는 분자의 개수가 너무 적어 균열의 치유속도가 너무 느리고, 몰농도가 0.5 mol/ℓ 초과인 경우에는 탄산화, 황산염 침식 등의 열화반응이 발생하여 오히려 균열이 성장하기 때문이다.
본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치 유방법은 전해액을 주입한 후에는, 양극(40)을 도 1에 도시된 바와 같이 전해액과 전기적으로 접하도록 배치한다.
양극(anode, 40)은 음극과 연결하여 회로를 구성하고 전류를 인가했을 때, 음극에서 출발한 전자가 도선을 따라 흘러들어오는 전극을 말한다. 전기화학반응에서는 산화가 일어나는 곳은 양극이다. 양극은 메쉬 구조로 된 것이 바람직하다. 또한 양극은 전기전도성과 내부식성이 뛰어난 Ti로 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법은 양극(40)을 설치한 후에는, 도 1에 도시된 바와 같이 콘크리트 구조물(10) 내부에 기 설치되어 있는 전기전도성 부재(12)를 음극으로 하고, 전원장치(50)를 설치하여 양극과 음극에 연결하고, 전류를 인가한다.
본 발명에 따른 전기전도성 부재(12)는 콘크리트 구조물(10) 내부에 매설되어 있는 것이 바람직하다. 또한 전기전도성 부재(12)는 콘크리트 구조물(10)을 보강하는 역할을 하는 철근, 메쉬(mesh), 또는 철근과 메쉬가 혼합된 구조로 되는 것이 바람직하다. 메쉬란 가느다란 금속선 등을 일정 간격으로 격자상으로 짜 전기용접 등으로 접속점을 붙인 것을 말한다. 전기전도성 부재(12)의 재질, 형상, 설치 방법 등은 특별히 제한되지 않는다.
전기전도성 부재(12)는 회로에서 음극 역할을 한다. 음극(cathode)이란 두 전극 사이에 전류가 흐를 때 전위가 낮은 쪽의 극을 의미하는데, 전기화학반응에서는 양이온이 모여서 환원반응이 일어나는 전극을 가리킨다.
내부에 매설된 전기전도성 부재(12)를 전기적으로 연결하기 위해 콘크리트 구조물의 일부를 제거하여 전기전도성 부재(12)가 드러나도록 할 수도 있고, 처음부터 전기전도성 부재(12)가 외부에서 연결가능하도록 설치할 수도 있다. 전류는 직류 전원장치를 설치하여 본 발명에 따른 회로에 인가된다.
전해액 중 MgCl2의 전류밀도가 0.01 A/m2 미만인 경우에는 콘크리트의 비저항에 대한 저항력 혹은 손실전류의 상쇄 효과 등으로 인해 균열의 치유속도가 너무 느리고, 전류밀도가 0.03 A/m2 초과인 경우에는 철근과 콘크리트 계면 사이가 이격되거나 철근의 부식이 발생할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 MgCl2의 전류밀도는 0.01 ~ 0.03 A/m2인 것이 바람직하다.
전류를 인가한 다음, 인가된 전류에 의해 전해액(20)이 화학반응을 하여 전착물을 균열부(11)에 석출시킨다. 전류를 인가하면 콘크리트 구조물의 시멘트 성분과 전해액에 따라 하기와 같은 반응식에 의해 전착물이 생성되어 균열부(11)에 석출된다. 따라서 균열부(11)가 석출물에 의해서 메울 수 있다.
전해질 용액으로 MgCl2를 사용한 경우에는 아래와 같은 화학반응식에 의해 Mg(OH)2가 석출된다.
MgCl2 → Mg2 + + 2Cl-
2H2O + 2e- → 2OH- + H2
Mg2 + + 2OH- → Mg(OH)2
한편, 전해질 용액으로 AgNO3를 사용한 경우에는 아래와 같은 화학반응식에 의해 Ag가 석출된다.
AgNO3 → Ag+ + NO3 -
2H2O + 2e- → 2OH- + H2
Ag+ + e- → Ag↓
한편, 전해질 용액으로 CuCl2를 사용한 경우에는 아래와 같은 화학반응식에 의해 Cu가 석출된다.
CuCl2 → Cu2 + + 2Cl-
2H2O + 2e- → 2OH- + H2
Cu2 ++ 2e- → Cu↓
한편, 전해질 용액으로 Mg(NO3)2를 사용한 경우에는 아래와 같은 화학반응식에 의해 Mg(OH)2가 석출된다.
Mg(NO3)2 → Mg2 + + 2NO3 -
2H2O + 2e- → 2OH- + H2
Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2
한편, 전해질 용액으로 Ca(OH)2를 사용한 경우에는 아래와 같은 화학반응식에 의해 Ca이 석출된다.
Ca(OH)2 → Ca2 + + 2OH-
2H2O + 2e- → 2OH- + H2
Ca2 ++ 2e-→Ca↓
상기 반응식들에서 나타난 바와 같이 MgCl2 , Mg(NO3)2, AgNO3, CuCl2, Ca(OH)2 등의 물질은 2가 양이온을 갖는다는 공통적인 특성이 있으므로, MgCl2의 화학반응식과 유사한 매카니즘을 구비하게 될 것이다.
또한 상기한 화학반응이 일어나는 경우 콘크리트 내의 철근 등 전기전도성 부재는 부식저항성이 증가하고, 또한 콘크리트의 시멘트 메트릭스 내부의 공극구조도 개선된다. 이에 대해서는 후술한다.
이하, 비교예와 실시예를 통하여 본 발명에 의해 현저한 효과를 더욱 구체적으로 설명하기로 한다. 단, 이 실시예는 본 발명의 예시일 뿐, 본 발명의 범위가 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
화학성분이 아래 표 1와 같은 일반 포틀랜드 시멘트(ordinary Potlnad Cement, OPC)를 시멘트 밀도가 350kg/m3, 시멘트 수분비율이 40%, 미세골재비중(gravity of fine aggregate)이 2.6, 조대골재비중(gravity of coarse aggregate)이 2.65, 골재의 최대크기가 13mm이며, 한 변의 길이가 100mm인 입방체로 콘크리트 시편을 제작한다. 그리고 콘크리트 시편에 음극 역할을 하기 위한 직경 20mm 크기의 강재(steel)와 가로 80mm, 세로 150mm인 강철 메쉬(steel mesh)를 설치한다.
[표 1]
화학성분 CaO SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 SO3 K2O Na2O
질량 % 64.7 20.7 4.6 1.0 3.0 3.0 0.65 0.13
제작한 콘크리트 시편을 통기 작업(aeration)을 하고, 미세균열을 만들기 위하여 시편을 24시간 동안 100℃ 온도에서 건조한다.
또한 양극 역할을 하기 위한 가로 200mm, 세로 700mm 크기의 티타늄 메쉬를 배치한다. 전해액으로는 0.1 mol/ℓ의 MgCl2 용액을 사용한다.
<비교예>
이른바 자기균열 치유방법(autogenous crack healing)으로 불리는 종래기술에 따른 비교예에서는 시멘트의 수화가 촉진될 수 있도록 앞서 제작한 콘크리트 시편을 수돗물에서 수중양생한다.
<실시예>
본 발명에 따른 실시예는 강재가 설치된 콘크리트 시편, 양극 및 전해액을 도 1에 도시된 바와 같이 배치하고 전원장치를 연결하여 회로를 구성한다. 전류밀도 0.01 A/m2 로 전류를 인가하고, 가압전류를 고정시키기 위하여 양극과 음극 사이에 10kΩ의 저항을 연결한다.
30일이 경과한 후에 실시예와 비교예의 콘크리트 시편을 비교하기로 한다. 도 2는 종래기술인 자기균열 치유방법 실시 전에 콘크리트 시편의 표면을 찍은 사진이고, 도 3은 종래기술인 자기균열 치유방법 실시 후에 콘크리트 시편의 표면을 찍은 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법 실시 전에 콘크리트 시편의 표면을 찍은 사진이고, 도 5는 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법 실시 후에 콘크리트 시편의 표면을 찍은 사진이다.
본 실험에서는 사진 화소 분석(Photo Pixel Analysis)을 통하여 콘크리트 균열의 치유정도를 파악하고자 하였다. 도 2 내지 도 5의 사진들을 scion image program과 같은 이미지 프로그램을 이용하여 해상도(resolution) 조정, 명암비(contrast) 조정, 고대비화(高對比化, threshold) 작업을 한 후, 콘크리트의 균열부를 나타내는 화소 수를 계산하였다.
도 6은 본 발명을 실시한 실시예와 종래기술을 실시한 비교예의 사진 화소 분석 결과를 비교한 표이다.
비교예를 분석한 결과 균열 치유 전에는 전체 632400개의 화소 중에 28963개 의 화소가 균열부로 계산되어 균열부 면적은 전체면적의 4.58%를 나타내었고, 균열 치유 후에는 15403개의 화소가 균열부로 계산되어 전체면적의 2.43%를 나타내었다. 따라서 콘크리트 균열부는 자기 균열치유에 의해 46.82%의 균열이 치유됐음을 알 수 있다.
실시예를 분석한 결과 균열 치유 전에는 전체 574200개의 화소 중에 13342개의 화소가 균열부로 계산되어 균열부 면적은 전체면적의 2.32%를 나타내었고, 균열 치유 후에는 3140개의 화소가 균열부로 계산되어 전체면적의 0.54%를 나타내었다. 따라서 콘크리트 균열부는 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법에 의해 76.47%의 균열이 치유됐음을 알 수 있다.
실시예가 비교예에 비하여 약 1.63 배의 치유효과가 있다고 할 수 있다.
도 7은 선형 분극저항 측정방법에 따른 실시예와 비교예의 절대전류 값을 나타내는 그래프이다.
선형 분극저항법(Linear Polarization Resistance, LPR)은 균일 부식을 측정할 수 있는 전기화학적 표준 DC 방법을 말하는데, 콘크리트 시편에 매설된 강재로부터 분극저항을 측정한다.
선형 분극저항법은 참조전극으로써 일반적으로 SCE 전극(포화 칼로멜 전극)이나 CSE 전극(포화 황산동 전극)을 사용하는데, 본 실험에서는 SCE 전극을 사용하였다.
도 7에 도시된 그래프에서 x축은 SCE 전극을 참조전극으로 한 경우의 전압을 의미하며, y축은 측정된 절대전류값을 의미한다.
도 7에 도시된 바와 같이 비교예의 절대전류값은 -1200 ~ +370 ㎂에 해당하고, 실시예의 절대전류값의 범위는 -650 ~ +60 ㎂에 해당하여 실시예의 절대전류값의 범위가 현격히 줄어들었음을 알 수 있다(도 7의 화살표 참조).
절대전류값의 범위가 줄어들었다는 것은 전기저항용량이 커졌다는 것을 의미하고, 전기저항용량 커졌다는 것은 결국 부식저항성이 증가하였다는 것을 의미한다.
이로써 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법을 실시하는 경우 콘크리트 구조물 내의 강재의 부식저항성이 증가하고 있음을 알 수 있다.
도 8은 종래기술인 자기균열 치유방법 실시 후에 콘크리트 시편의 표면의 SEM 사진이고, 도 9는 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법 실시 후에 콘크리트 시편의 표면의 SEM 사진이다.
종래기술인 자기균열 치유방법을 실시한 후에는 도 8에 도시된 바와 같이 수산화 칼슘(Ca(OH)2) 등의 시멘트 수화물 입자들이 작은 덩어리 형태로 존재하여 입자들 사이의 공간, 즉 공극이 상당부분 존재하는 것을 알 수 있다.
반면에, 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법을 실시한 후에는 도 9에 도시된 바와 같이 균열부에서 화학반응에 의한 석출물이 생성되어 시멘트 수화물 입자 사이의 공극을 채웠다. 수화물 입자가 하나의 큰 덩어리처럼 존재하여 공극을 축소시키고, 이에 의해 매트릭스 구조가 더 치밀하게 되었음을 알 수 있다.
공극이 존재하면 물이 침투하여 콘크리트 내부의 철근 등에 부식을 발생시킬 수 있고, 공극이 확대되어 균열을 야기할 수도 있다. 따라서 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법을 실시하여 공극의 크기가 축소되면 콘크리트 균열과 철근 부식 등을 예방할 수 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법을 설명하기 위한 콘크리트 구조물의 측단면도이다.
도 2는 종래기술인 자기균열 치유방법 실시 전에 콘크리트 시편의 표면을 찍은 사진이다.
도 3은 종래기술인 자기균열 치유방법 실시 후에 콘크리트 시편의 표면을 찍은 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법 실시 전에 콘크리트 시편의 표면을 찍은 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법 실시 후에 콘크리트 시편의 표면을 찍은 사진이다.
도 6은 본 발명을 실시한 실시예와 종래기술을 실시한 비교예의 사진 화소 분석 결과를 비교한 표이다.
도 7은 선형분극저항 측정방법에 따른 실시예와 비교예의 절대전류 값을 나타내는 그래프이다.
도 8은 종래기술인 자기균열 치유방법 실시 후에 콘크리트 시편의 표면의 SEM 사진이다.
도 9는 본 발명에 따른 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법 실시 후에 콘크리트 시편의 표면의 SEM 사진이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 콘크리트 구조물
11 : 균열부
12 : 전기전도성 부재
20 : 전해액
30 : 전해액 컨테이너
40 : 양극
50 : 전원장치

Claims (5)

  1. 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 포함하는 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기전도성 부재는 철근과 메쉬가 혼합된 구조, 철근구조 또는 메쉬구조 중 어느 하나로 된 것을 특징으로 하는 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전해액은 MgCl2, AgNO3, CuCl2, Mg(NO3)2, CuSO4 및 Ca(OH)2 으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전기화학적 전착기법을 이 용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전해액 중 MgCl2의 경우, 몰농도는 0.1 ~ 0.5 mol/ℓ인 것을 특징으로 하는 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 전해액 중 MgCl2의 경우, 전류의 전류밀도는 0.01 ~ 0.03 A/m2인 것을 특징으로 하는 전기화학적 전착기법을 이용한 콘크리트 균열의 인공균열치유방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110646594A (zh) * 2019-10-18 2020-01-03 无锡地铁集团有限公司 一种基于电沉积修复的地下结构顶部裂缝室内模拟装置
CN110715970A (zh) * 2019-10-18 2020-01-21 无锡地铁集团有限公司 一种基于电沉积修复的地下结构侧墙裂缝室内模拟装置
CN110965801A (zh) * 2019-11-29 2020-04-07 同济大学 一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备及方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102277331B1 (ko) 2020-01-21 2021-07-15 동아대학교 산학협력단 콘크리트 구조물속에서 부식된 철근의 재부동태화를 위한 전기화학적 전착공법
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4743814B2 (ja) 2001-09-04 2011-08-10 戸田建設株式会社 コンクリート構造体の補修方法及びコンクリート構造体の補修液
JP3768963B2 (ja) 2003-02-24 2006-04-19 エヌ・ティ・ティ・インフラネット株式会社 コンクリート構造物の補修方法および補修監視システム
JP2005290457A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Taiheiyo Cement Corp 電解液およびそれを用いたコンクリ−ト構造物のひび割れ補修方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110646594A (zh) * 2019-10-18 2020-01-03 无锡地铁集团有限公司 一种基于电沉积修复的地下结构顶部裂缝室内模拟装置
CN110715970A (zh) * 2019-10-18 2020-01-21 无锡地铁集团有限公司 一种基于电沉积修复的地下结构侧墙裂缝室内模拟装置
CN110965801A (zh) * 2019-11-29 2020-04-07 同济大学 一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备及方法
CN110965801B (zh) * 2019-11-29 2021-10-08 同济大学 一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备及方法

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