KR-20260061686-A - Method for measuring carbonation depth of concrete structures

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Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물 탄산화 깊이 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트는 알카리 성분으로 철근의 산화를 방지하지만 공기중의 탄산가스와 만나 산화되면서 중성화가 진행되어 콘크리트의 열화를 발생시킬 때 그 정도를 측정하여 미리 시설물의 안전을 관리할 수 있도록 하면서, 콘크리트 구조물의 표면과 일체화된 화학결합을 통해 콘크리트 표면을 보호하고, 방수 방습성을 강화시켜 콘크리트의 열화를 차단할 수 있도록 개선된 콘크리트 구조물 탄산화 깊이 측정방법에 관한 것이다.

Inventors

조은영

Assignees

(주)고엘

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20241028

Claims (2)

측정하고자 하는 콘크리트의 대상 표본을 설정하는 제1단계; 상기 제1단계에서 설정된 대상 표본에 대한 측정주기를 설정하고 설정된 측정주기별로 대상 표본을 측정하는 제2단계; 상기 제2단계에서 측정된 측정값을 데이터베이스에 저장하고 이전 측정값과 비교하여 탄산화정도를 단계별로 분류하는 제3단계; 상기 제3단계를 거쳐 탄산화정도가 설정된 범위를 초과하게 되면 알람을 발생하고 관리명령이 출력되는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 탄산화 깊이 측정방법.
제1항에 있어서, 상기 제2단계에서 대상 표본을 측정하는 방법은 대상 표본에서 철근까지 드릴링하는 과정, 드릴링된 구멍에 페놀프탈레인 1% 용액을 스프레이분사하는 과정, 스프레이 분사 후 영상이미지를 촬영하여 저장하는 과정을 포함하고; 상기 제3단계에서 분류는 영상이미지를 판독하여 탄산화깊이를 결정하되, 백색은 pH 9 이하임을 의미하고, 적색변화는 pH 9를 초과한 경우를 의미하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 탄산화 깊이 측정방법.

Description

콘크리트 구조물 탄산화 깊이 측정방법{Method for measuring carbonation depth of concrete structures} 본 발명은 안전진단 기술 분야 중 콘크리트 구조물 탄산화 깊이 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트는 알카리 성분으로 철근의 산화를 방지하지만 공기중의 탄산가스와 만나 산화되면서 중성화가 진행되어 콘크리트의 열화를 발생시킬 때 그 정도를 측정하여 미리 시설물의 안전을 관리할 수 있도록 하면서, 콘크리트 구조물의 표면과 일체화된 화학결합을 통해 콘크리트 표면을 보호하고, 방수 방습성을 강화시켜 콘크리트의 열화를 차단할 수 있도록 개선된 콘크리트 구조물 탄산화 깊이 측정방법에 관한 것이다. 콘크리트의 탄산화(또는 중성화)란, 콘크리트 속의 수산화 칼슘(Ca(OH)2)이 대기중의 탄산가스(CO2)와 반응하여 탄산칼슘(CaCO3)과 물(H2O)로 변화함에 있어서 이 반응에 의해 알칼리성이었던 콘크리트(pH＝12.5 정도)가 중성에 가까워지는 현상을 의미한다. 콘크리트가 공기 중의 탄산 가스로 인하여 서서히 중성화가 진전되면서 내설된 철근에 도달하게 되면 철근이 녹슬어 구조적 안전성에 해를 끼치게 된다. 따라서, 안전진단을 위하여 사용자는 정기적으로 콘크리트 구조체의 탄산화시험을 수행하여야 한다. 콘크리트의 탄산화시험(Neutralization Test)은 콘크리트의 탄산화깊이를 측정하는 것으로서, 콘크리트 표면에서 내부를 향하여 측정한 중성화되고 있는 부분의 깊이를 측정하는 시험이다. 페놀프탈레인의 1% 알코올 용액(물은 약 15%)이 포함된 것을 사용한다. 다만, 탄산화 시험과 관련된 종래기술로서 '리트머스지'에 시약을 별도로 도포하고, 시약 도포가 완료되면 '리트머스지'를 검사장치의 회전판에 부착하여야 하는 번거로움이 있었으며, 검사과정에서 비산된 콘크리트 가루가 바람막이 부체에 의하여 외부로 날아가지 못하나 오히려 추후에 혼합되어 '리트머스지'에 묻음으로써 검사의 정확성이 저하되는 또다른 문제점이 있다. 이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 탄산화 깊이 측정방법은 측정하고자 하는 콘크리트의 대상 표본을 설정하는 제1단계; 상기 제1단계에서 설정된 대상 표본에 대한 측정주기를 설정하고 설정된 측정주기별로 대상 표본을 측정하는 제2단계; 상기 제2단계에서 측정된 측정값을 데이터베이스에 저장하고 이전 측정값과 비교하여 탄산화정도를 단계별로 분류하는 제3단계; 상기 제3단계를 거쳐 탄산화정도가 설정된 범위를 초과하게 되면 알람을 발생하고 관리명령이 출력되는 제4단계;를 포함한다. 이때, 상기 제2단계에서 대상 표본을 측정하는 방법은 아래 그림과 같이, 대상 표본에서 철근까지 드릴링하는 과정, 드릴링된 구멍에 페놀프탈레인 1% 용액을 스프레이분사하는 과정, 스프레이 분사 후 영상이미지를 촬영하여 저장하는 과정을 포함한다. 그리고, 상기 제3단계에서 분류는 영상이미지를 판독하여 탄산화깊이를 결정하는데, 백색(무변화)는 pH 9 이하임을 의미하고, 적색변화는 pH 9를 초과한 경우이므로 이 변화 여부를 확인하여 탄산화정보를 판독한다. 물론, 탄산화깊이 정도는 공지된 중성화속도에 관한 수식(아래 예시)를 통해 이루어지는데, 이것은 공지된 것이므로 그냥 인용하여 예시하는 정도로만 소개하며, 대부분 영상이미지를 통해 조건만 설정해 주면 컴퓨터가 자동으로 산출하게 된다. (수식의 예) 즉, 상기 수식은 참고용으로 예시한 것일 뿐이다. 한편, 콘크리트 구조물의 수밀성, 내중성화성, 내크랙성을 강화시키기 위해 대상 콘크리트 구조체를 형성하는 공지된 콘크리트몰탈에 이 몰탈 100중량부를 기준으로 기능성혼화재를 30중량부를 더 첨가할 수 있다. 이 경우, 공지된 콘크리트몰탈은 시멘트 20중량%, 모래 25중량%, 자갈 30중량% 및 나머지 물로 배합된 것일 수 있다. 그리고, 상기 기능성혼화재는 TLA(Trinidad Lake Asphalt) 15중량%, 나트륨크실렌설포네이트(Sodium Xylene Sulfonate) 15중량%, 소듐라우레스-6카복실레이트(SODIUM LAURETH-6CARBOXYLATE) 15중량% 및 나머지 n-BMA(n-Butyl methacrylate)로 조성될 수 있다. 이때, TLA(Trinidad Lake Asphalt)는 천연아스팔트의 일종으로서 고온 유동성, 불투수성에 따른 방수효과, 부착력 증대에 기여한다. 이러한 TLA는 광물질(회분) 30∼40중량%, 아스팔텐 10∼12중량%, 고정탄소 8∼12중량%, 유황 5∼7중량%, 및 나머지 이황화탄소를 함유한 것으로 알려져 있다. 그리고, 나트륨크실렌설포네이트(Sodium Xylene Sulfonate)는 표면 잔재물 생성을 억제하여 표면 균일도를 증대시키고, 표면 보호막을 형성하여 차수성, 방수성, 내크랙성을 강화시킨다. 또한, 소듐라우레스-6카복실레이트(SODIUM LAURETH-6CARBOXYLATE)는 수분 함유량을 줄여 공극을 감소시키고 이를 통해 방수성 및 내구성, 접착력을 증진시킨다. 뿐만 아니라, n-BMA(n-Butyl methacrylate)는 2-propenoic acid 라고도 하며, 유기합성물질로 신율과 휨강도를 증진시켜 크랙과 균열을 억제하는데 기여한다.