콘크리트의 내구성 저하요인 - 탄산화

우리나라가 소위 콘크리트 공화국이라는 호칭에 반대하는 의견을 내는 사람은 거의 없을 듯 하다. 아파트와 빌라와 같은 공동주택에 거주하고 있는 비율이 거의 80%에 육박하고 있는 상황이고 단독주택들의 경우도 상황은 거의 마찬가지 인 듯 하다. 물론 목조주택과 스틸하우스, 샌드위치 패널하우스 등도 있지만 전체적인 비율로 따지고 보면 그저 미미한 상황이라는 것이다. 

 

빗물 한방울 샐 것 같지 않은 이 내구성의 대명사로 통하고 있는 이 콘크리트도 내구성을 저하시키는 요인이 존재한다. 그 몇가지 주요한 요인 중 콘크리트의 탄산화로 인한 내구성저하가 있다. 콘크리트를 구성하기 위해서 아파트나 단독주택의 건축현장에서 사용되고 있는 일반적인 콘크리트의 타설재료는 시멘트, 물, 모래, 굵은 골재의 혼합물이다. 여기에 계절에 따른 온도와 습도 등 날씨를 고려하고 강도저하, 크랙이나 허니컴과 같은 하자의 발생가능성을 예방하거나 최소화시키기 위해서 고체와 액체로 이루어진 혼화재와 혼화제가 첨가된다. 

 

콘크리트는 압축강도는 강하나 인장강도와 전단강도 등에는 약한 특성이 있어서 이 부분을 강화하기 위해서 불가피하게 철근이 배근된다. 그래서 철근이 강화된 콘크리트를 RC(Reinforced Concrete)라고 부르고 철근사용이 안된 무근 콘크리트와는 구별된다.

 

시멘트는 물과 반응하면 알칼리성 물질인 수산화칼슘을 생성하게 되어서 철근의 부식을 보호하는데 문제는 콘크리트가 공기중의 이산화탄소와 접촉하면서 이 수산화칼슘이 탄산칼슘으로 변환된다는 것이다. 즉 철근을 보호하는 알칼리성 물질의 특성을 상실하게 되는 중성화작용이 발생된다는 것이다. 철근이 부식되면서 녹이 슬게되면 부피가 팽창하게 되어서 강성이 떨어지고 콘크리트 탈락의 주요한 원인이 되는 것이다. 결국 건물에 있어서 가장 기본이 되어야 하는 안전과 연관되는 구조적인기능을 기대할 수 없다는 것이다.

 

페놀프탈레인 분무 탄산화 테스트 이미지

 

그래서 이러한 탄산화로 인한 콘크리트의 내구성저하요인을 예방하기 위해서는 콘크리트의 피복두께가 중요하다고 한다. 기대하는 콘크리트의 내구성확보를 위해서는 콘크리트와 철근과의 적절한 간격이 필요하다는 것이다.

지은지 20년이상이 지나고 있는 콘크리트 건물의 잔존수명에 의문이 있는 대형빌딩급의 경우라면 구조안전진단 시험기관의 안전진단 과정을 통해서 확인이 가능할 듯 한데 단독주택의 경우라면 주택검사를 통해서 주택의 전반적인 상태에 관한 점검이 가능할 듯 하다.