철근 녹 발생 사용할 수 있는 기준이 어디 까지야?

철근 녹 발생 사용할 수 있는 기준이 어디까지야? 

현장에서 일을 하다 보면 건축주 또는 감리와 자주 의견 대립되는 부분이다

건축 현장에서 철자재는 대부분 야적을 하기에 보양을 잘 한다고 해도 각종 습기에 노출이 돼 녹이 발생 할 수 밖에 없다. 오늘 받아 놓은 철근도 며칠이 지나면 슬슬 벌겋게 녹이 올라 오는 것을 볼 수 있다.

이런 의견 대립이 생기면 건축주와 감리는 녹을 제거 후 시공해라. 시공사는 이정도의 녹은 철근 부착 강도를 더욱 향상 시킨다. 라는 본인들의 생각으로 대화를 할려고 하다보니 의견 충돌이 심해 질 수 밖에 없다.

아래 철근 녹에 대해서 국내,외 연구 결과 및 규정을 보고 정확한 판단을 해보는건 어떨까?

1. 철근 녹에 관한 국내,외 연구결과 및 규정

  

  가. 콘크리트 표준시방서 제4장

    - 경미한 황갈색의 녹이 발생한 철근은 일반적으로 콘크리트와의 부착을 해치지 않으므로 사용해도 좋다.

  

  나. 국내 KS 기준

    - 관련 규정 없음

  

  다. 건설기술연구원 연구자료

    - ASTM(미국재료시험학회)의 기준을 근거로 철근 표면에 발생한 녹으로인한 중량(단면)의 손실은 원중량(단면)의 6%를 초과하지 않아야 된다고 강조

    - 국내 시방기준이 없을 때에는 외국의 기준을 준용하는 것을 감안하면 국내에서도 이 기준치를 넘치 않으면 사용이 가능할 것

    - 원중량(단면)의 6%를 초과 확인 : 육안으로 봤을 때 부푸러기가 발생하는 정도

 

  라. 독일 뮌헨 철근 콘크리트 연구소 보고서

    - 철근 녹발생 유무에 따른 철근/콘크리트 결합력 분석결과 녹발생 철근이 녹없는 철근에 비해 콘크리트 부착력이 크다.

    - 건축현장에서 철근의 녹발생으로 인하여 철근콘크리트 부착력을 저하시킬 수 있다는 생각은 우려에 불과함.

 

  마. 미국표준협회(ASTM A615, 12조2항)

    - 녹, 접합자국, 표면의 거칠음 혹은 소똥은 반품의 이유가 되지 못한다.

    - 중량(단면) 손실이 원중량(단면)의 6%를 초과하지 않아야 한다면 6%의 중량(단면) 손실은 표면의 녹이 몇 겹으로 발생한 경우가 아니면 대부분의 경우 이 허용범위에 포함(관련기준 Effect of Rust and Scale on the Bond Characteristics of Deformed Reinforcing Bars ASTM A615)

  

  바. 현대건설 종합건축설계실

    - 이미 생성된 녹은 콘크리트의 배합시 중용열 포트랜드 시멘트와 같이 부동태 피막의 형성으로 녹은 더이상 진행되지 않음.

    - 철근의 녹이 부착에 방해가 될 정도로 녹이 겹겹이 층을 이루지 않았다면 어느 정도의 녹은 부착에도 도움이 된다.

  

  사. 미국 콘크리트시방기준(ACI 318-95, 7장4절)

    - 정상적인 양의 녹은 부착강도를 증진시킨다.

    - 철근과 콘크리트 사이의 부착강도를 저해시킬 정도의 녹은 철근의 가공이나 조립과정에서 제거된다.

  

  아. 쌍용양회 방청 도료개발 연구

    - 녹에 대한 실험결과에서는 “철근 부식의 중량대비 1% 정도의 초기 발청 단계에서는 부착력<bond strength>이 증진되며 이러한 결과는 녹의 발생시 철근 표면의 거칠기<roughness>가 증가하기 때문이다.”라고 정의

    - 이는 미량의 발생한 녹은 철근의 구속력<holding capacity>을 증가 시킨다는 것임.

  

  자. 서울 대학교 에너지 자원 신기술 연구소 논문

    - “철근의 부식 발생 정도에 따라 부착 강도가 증가한다”라고 정의하고 있다.

  

  차. 대한건축학회의 철근 콘크리트 구조계산 규준 해설

    - 철근 녹에 대한 제한은 여러 시험이나 권장사항에 바탕을 두고 있는데,

    - 통상 약간의 녹은 부착을 증가 시켜주나 거칠게 다듬는 경우는 부착력을 약화시키므로 주의

  

  카. “Withey” 연구자료

    - 철근의 부착 저항성은 콘크리트 철근의 표면 접착성에 의존하므로 녹은 그 부착성을 향상시킨다.

    - 그러므로 3개월까지의 노출은 녹에 대한 부착성이 향상되므로 녹이 없거나 제거한 철근을 사용한 것보다 우수하나 3개월 이상의 녹은 없거나 제거한 철근 보다 못하다.

  

  타. “현대건설 종합건축설계실” 자료원 - 철근 녹의 효과

   ○ 공기중 녹의 생성과정

    - 철근 표면의 화학적 불균일성 때문에 철근 표면의 전위는 매크로적으로 불균일하게 Anode(양극)와 Cathode(음극)가 생겨 전류가 흘러 부식이 진행된다.

    - Anode 반응 : Fe → Fe-2 + 2e  ………(1)

    - Cathode 반응 : O2 → 2H2O + 4e → 4OH  ………(2)

    - (1) × 2  + (2)로부터 2Fe2+ + 4OH → 2Fe(OH)2

    - 수산화제일철 [Fe(OH)2]은 불안전하기 때문에 산소(O2)와 물(H2O)이 있는 상태에서는 수산화제일철 [Fe(OH)3]이 되었다가 산화제이철[FeO3]이 된다.

      4Fe(OH)2  + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3

      2Fe(OH)3  + Fe2O3 + H2O

   ○ 중용열시멘트 성분

    - 중용열 포트랜드 시멘트

     · 시멘트 성분 중 CaO, AL2 O3, MgO 등 적게,

     · 시멘트 성분 중 SiO2, Fe2O3 등 많이.

     · 경화시 발열량 감소, 내식성 증진, 수축 저감.

    - 철근의 녹(Fe2O3)은 중용열 포트랜드 시멘트의 중요한 성분 중의 하나로 콘크리트 속에서 긍정적인 역할 수행

   ○ 결론적으로 철근의 녹은

    - 콘크리트의 배합시 중용열 포트랜드 시멘트와 같이 긍정적 반응

    - 철근은 부동태 피막의 형성으로 녹은 더 이상 진행되지 않음.

    - 철근의 녹이 부착에 방해가 될 정도로 녹이 겹겹이 층을 이루지 않았다면, 어느정도의 녹은 부착에도 도움됨.

정리하면. 철근의 녹 허용범위는

1. 국내 철근 콘크리트 시방서 : 육안으로 보아 표면에 황갈색 정도는 부착력이 오히려 증대

2. KS규정 없음

3. 미국 ASTM : 6%이내

4. 독일연구소 : 녹이 없는 것보다 있는 것을 권장(5%이내추정)

5. 일본JIS, 동경시청 시방서 : 녹을 4~5%정도 허용

여기서 녹 5%라고 하는 것은 녹슬지 않은 철근무게 100KG 대비 그 철근이 녹이 슬어 녹을 털어낸 후 그 무게가 95KG 일 때, 녹 5%는 육안으로 보아 껍질이 한 두겹이상 발생한 즉, 심각하게 부식된 상태로써 자연에 6개월 이상 방치 할 때의 상태이며, 일반적으로 벌겋게 녹이 슬어 부실시공이라 하는 정도는 대개 1~2%의 범위로 판정이 되고, 다만 그 녹이 한 곳에 집중 되지 않고 전 표면에 골고루 발생한 경우라면 7% 안에서 조건부 합격 판정 할 수 있을 것으로 판단된다.

 

위내용은 각 연구소에서 연구한 내용이기에 내 의견과는 다를 수 있으나 기준을 잘 판단 하여 현장에서 철저한 품질관리가 우선 되어야 할 것이라 생각 된다. 

 

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