부식물질 확산이 지배하는 철근-콘크리트 계면의 교류임피던스 측정에 관한 연구

Abstract

이 연구의 주요 목적은 콘크리트에 매입된 철근의 부식이 심화됨에 따라 철근-콘크리트 계면에서 철근 부식물질의 확산이 지배하는 상태에서 철근콘크리트 재료의 교류임피던스 특성을 해석 및 실험적방법을 통하여 이해하는 것이다. 이를 통하여 교류임피던스 측정을 활용한 철근부식 평가 방법의 현장적용성 향상을 위한 근사법을 제안하였다. 부식물질의 확산에 따른 교류임피던스 변화를 모델링하기 위하여 바버그 임피던스(Warburg impedance)를 고려한 전기등가회로 모델을 활용하였다. 시뮬레이션에서 얻은 결과는 이 연구에서 수행한 실험연구 결과와 비교함으로서 검증하였다. 이를 통하여 전하이동율속 및 확산율속 상태에서 10kHz 및 10mHz에서 측정한 교류임피던스 값은 철근-콘크리트계면에서 각각 용액저항 및 전하이동저항에 대응하는 임피던스 값의 실용적 관점에서 합리적인 추정치를 제공하는 것을 확인하였다. 이 연구에서는 최적주파수(10kHz 및 10mHz)를 활용한 2점 측정 방식으로 철근의 부식속도를 평가하였다. 측정된 분극저항값의 변화는 전 주파수 대역의 주파수스윕(frequency sweep)을 통하여 결정된 값, OCV(Open Circuit Voltage) 및 질량감소와 비교하여 타당성 검토를 하였다.