서언
콘크리트의 중성화(탄산화)와 관련하여 중성화의 개요, 영향을 미치는 요인과 중성화 연수 산출 및 중성화 억제대책은 전 기술강좌 제167회~169회와 같다. 이번 강좌에서는 기존에 알려진 구조체의 중성화 시험방법을 소개하고, 차기 회에서는 국토교통부 건설 신기술 제969호로 등록된 새로운 중성화 측정방법을 소개해보고자 한다.

중성화 측정방법
콘크리트의 중성화 진단 메카니즘은 콘크리트 내부에 존재하는 알칼리성 물질{Ca(OH)2 등}과 페놀프탈레인 지시약과의 화학반응에 의한 색 변화(적자색)를 통해 중성화 유·무 및 깊이를 측정하는 것이다. 구체적인 중성화 시험방법으로는 ①깍아내기 및 쪼아내기에 의한 방법, ②코어 채취 공시체에 의한 방법, ③제작된 공시체를 이용하는 방법, ④드릴을 이용하는 방법의 4종류가 알려지고 있는데, 그 개요는 다음과 같다.

(1) 깍아내기 및 쪼아내기에 의한 방법
이 방법은 KS F 2596(콘크리트의 탄산화 깊이 측정방법)에 규정되어있다. 시험방법으로는 제일 먼저 측정하고자 하는 위치를 선정하고, 깍아내기 및 쪼아내기 작업을 진행한다. 깍아내기 및 쪼아내기 방법은 <그림 1>과 같은 각형, 十자형, L자형으로 하는데, 이때 사용하는 도구로는 수공구로 망치와 정을 이용하거나, 기계에 의한 방법으로 전동 피크, 에어 피크를 이용한다.

<그림 1> 깍아내기 및 쪼아내기의 형태

당연히 기계에 의한 경우일 때 속도가 빠르다. 목표로 하는 만큼 깍아내기 및 쪼아내기가 되었으면 블로우(Blow) 뿜기로 분진을 제거하고, 쪼아낸 면에 페놀프탈레인을 분무한 다음 버니어 캘리퍼스, 줄자 등을 이용하여 <사진 1>과 같이 중성화 깊이를 측정한다. 측정은 4~8곳으로 하고, 중성화 깊이는 1㎜ 단위로 측정한다.

<사진 1> 쪼아내기법 중성화 깊이측정

(2) 코어 채취 공시체에 의한 방법
이 방법도 KS F 2596에 규정되어 있다. 먼저 코어 채취 위치를 선정하고, <사진 2>와 같이 코어를 채취한다. 채취한 코어는 물 씻기 한 후 표면을 1일 정도 건조 시킨 다음, 콘크리트의 할열인장강도 시험방법으로 쪼갠 후 쪼개진 면에 페놀프탈레인 용액을 분무하여 <사진 3>과 같이 표면에서부터 색 변화가 없는 깊이를 측정한다. 측정방법은 할열 면 10~15㎜ 마다 0.5㎜ 단위로 버니어 캘리퍼스 등에 의해 측정한다. 측정 면은 구조체의 5곳 이상을 측정한 다음 평균값으로 구한다.

    <사진 2> 코어 채취 모습              <사진 3> 중성화측정 모습 

(3) 제작된 공시체를 이용하는 방법
이 방법은 건설물 시공 시 제작된 공시체를 이용하거나(KS F 2596), 실험실에서 제작된 공시체를 촉진 탄산화한 경우{KS F 2584(콘크리트의 촉진탄산화 시험방법)}에 적용한다. 시험체는 주로 100×100×400인 휨강도 공시체를 이용하는데, 측정 예정 시기가 도래하면 길이 방향을 약 60㎜ 정도의 일정한 간격으로 절단하고, 절단된 면에 페놀프탈레인을 분무하여, 10개소 정도의 콘크리트 타설 측면을 <사진 4>와 같이 측정하여 평균값으로 탄산화를 평가한다.

<사진 4> 실험실 중성화 시험 

(4) 드릴을 이용하는 방법
이 방법은 일본의 유와사 교수에 의해 개발된 방법으로 KS규격에는 규정되어있지 않은 반면, 시특법의 안전점검 및 정밀안전진단 세부지침과 일본 비파괴시험협회의 NDIS 3419에 규정되어있다. 시험방법은 깊이를 측정할 위치를 결정하고, 시험 디스크를 준비한다. 시험 디스크는 여과지에 1% 페놀프탈레인 용액을 바른 것으로 한다.
<사진 5>와 같이 측정 위치에서 드릴로 천공을 하며 삭공가루가 늘 새로운 곳에 떨어지도록 디스크를 회전하는데, 떨어진 가루에서 적자색의 시약 반응이 발견되면 드릴링을 중지하고 버니어 캘리퍼스의 깊이 측정봉을 드릴링된 구멍에 삽입, 그 깊이를 측정하여 중성화 깊이로 한다.

<사진 5> 드릴을 이용한 중성화시험 모습 

결 언
이번 강좌에서는 콘크리트 중성화 시험방법으로 KS F 2596의 깍아내기 및 쪼아내기에 의한 방법, 코어 채취 공시체에 의한 방법, 제작된 공시체를 이용하는 방법 및 시특법에 규정된 드릴을 이용하는 방법의 개요를 소개하였다. 각 방법에는 서로 다른 특징이 있기 때문에 대상구조물 및 목적 등에 대하여 다각적으로 검토한 다음, 가능한 신속 하면서도 정확한 방법을 선택하는 것이 중요하다.