[Engineer] 녹슨 철근 사용해도 될까? (철근 녹 관리 기준)

「 녹슨 철근을 사용해도 되는가? 」
(철근 녹 관리 기준)

현장에는 녹슨 철근이 반입되거나, 반입 이후 야적장의 철근에 녹이 발생하는 경우가 많습니다.
그로 인해 "녹슨 철근을 사용해도 되는가"에 대한 Argue가 항상 뒤따릅니다.

무엇보다 국내 법규에  명확한 기준이 없기 때문에 감리 및 현장 품질 관리자의 육안 검사에 의존해 철근의 녹을 판단하고 그 검사 결과를 자의적으로 판단, 결정하는 것이 문제입니다.

프로젝트 시작 시점에 국내/외 사례 및 기준 등을 조사하고 관계자들 간 협의를 거쳐 현장만의 명확한 기준을 수립, 적용하는 것이 현재 상황에서 가장 합리적인 솔루션이라고 생각합니다.

이에 관련한 내용을 아래와 같이 정리했습니다.
참고하시길 바랍니다.

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1. 국내/외 녹 관련 기준

1) KS D 3504 철근 콘크리트용 봉강
    - 7.B / "이형 봉강에서 녹, 겹침, 압연 딱지 및 표면 흠은 철 솔질한 시험편의 무게, 단면적, 치수 및 기계적 성질이 표준의 요구에 만족하면 반품의 사유가 아니다."

  2) ASTM 615A Standard Spec. for Deformed and Plain Carbon-Steel Bars for Concrete Reinforcement
    - 12.2 / "Rust, seams, surface irregularities, or mill scale shall not be cause for rejection (녹, 표면 흠, 밀스케일은 불합격 사유가 아님)"

  3) ACI 318 Building Code Requirements for Structural Concrete
    - R7.4 / "Surface conditions of reinforcement reference: ~ a normal amount of rust increases bond. Normal rough handling generally removes rust that is loose enough to injure the bond between the concrete and reinforcement. (일반적인 철근 표면의 녹은 콘크리트와의 부착력을 증가시키며, 부착력을 저해하는 녹은 철근의 사용을 위한 운송, 운반 도중 떨어진다.)"

  4) AASHTO II Construction Requirements State
    - Section 9.5 / "Bonded rust, surface seams, surface irregularities, or mill scale will not be cause for rejection, provided the minimum diemensions, cross-section al area, and tensile properties of a hand wire brushed specimen meet the physical requirements for the size and grade of steel speficied. (치수, 단면적, 인장강도를 만족하는 경우 녹과 표면 흠, 밀스케일은 부적합의 사유가 아니다.)"

2. 허용 녹 기준

1) KS D 3504, 철근 콘크리트용 봉강 (무게 허용차)
    - D10 미만 -8%
    - D10 이상 D16미만 ±6%
    - D16 이상 D29미만 ±5%
    - D29 이상 ±4%

  2) ASTM 615A
    - "1.1. Deformed reinforcing bars shal be evaluated on the basi of nominal weight(mass). ~ shall be at least 94% of the applicable weight. (공칭 중량의 94% 이상이어야 함)"

3. 관련 연구 자료

1) 현대건설 종합건축설계실 자료
    - 중용열 포틀랜드는 시멘트 성분 중 CaO, AL2, O3, MgO 등을 적게 하고 SiO2, Fe2, O3등을 많게 한 것으로 경화 시에 발열량이 적고 내식성을 증진시키며 수축을 적게 하는 성질이 있음.
    - 여기에 철근의 녹(Fe2O3)은 중용열 포틀랜드 시멘트의 주요한 성분 중 하나로 콘크리트 속에서 긍정적인 역할을 함.

  2) CRSI (Concrete Reinforcing Stel Institute) "Technical Note - Field Guide for Rust on Reinforcing Bars"
    - Light Rust: "The rust wil enhance the bond characteristics of the bar to the surrounding concrete. Removal of this rust type is not warranted. (콘크리트와의 부착강도를 증진시키므로 녹 제거 불필요)"

    - Heavy Rust: "For heavy rust, the loose, flaky or laminar sections of rust should be removed from the bar surfaces. Normal handling and placing of the reinforcing bar wil usually knock this rust off the bar. (조각 또는 껍질 형태의 녹은 철근 표면에서 제거해야 하며 이는 철근의 가공/운반 중에 제거)"

  3) 콘크리트 표준시방서
    - 3.2.1 철근의 조립: "철근은 조립하기 전에 잘 닦고, 들뜬 녹이나 그 밖의 철근과 콘크리트와의 부착을 해칠 위험이 있는 것은 제거해야 한다. 황갈색의 녹이 발생한 철근은 일반적으로 콘크리트와의 부착을 해치지 않으므로 사용할 수 있다."

  4) 독일 뮌헨 철근 콘크리트 연구소 보고서
    - 녹 발생 철근이 녹 없는 철근에 비해 콘크리트 부착력이 크다
    - 현장에서 철근의 녹 발생으로 인하여 철근 콘크리트 결합력을 저하시킬 수 있다는 생각은 우려에 불과

5) 건설기술연구원
    - 이형철근은 마디에 의해 철근콘크리트와 결합하여 사실상 녹에 의한 부착력의 저하는 없다.

4. 결론

  1) 결론
    - 철근 표면의 녹이 철근콘크리트 부착력 등 구조적 안정성에 영향을 줄 확률을 매우 낮음
    - 또한 철근과 콘크리트 간 부착강도에 영향을 줄 정도의 표면 이물질은 철근의 가공, 운반, 설치 과정에서 제거
    - 단, 육안으로 보이는 과도한 녹은 구조적 안정성에 대한 불안감을 발생시킬 수 있으므로 관계자 간 협의하여 기준을 수립할 필요가 있음

  2) 현장 적용 기준 (Sample)
   (1) 녹 발생 현황을 추적할 수 있는 경우
      - 생산 이후 4개월 이상 현장 등에 야적되어 표면 녹이 떨어져 나가는 경우, 사용 가능 여부를 Test를 통해 확인 후 사용한다.
    - Test는 단면 손실률 및 기계적 성질 확인 Test

    (2) 녹 발생 현황을 추적할 수 없는 경우
      - 부분 부식 및 박피가 없는 녹: 사용 가능
      - 전면 부식 및 박피: 사용 불가능

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