스틸하우스에 적용되는 아연도금 강재의 내식성에 관해서
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작성자 관리자 작성일14-07-24 09:53 조회6,312회 댓글0건본문
스틸하우스에 적용되는 아연도금 강재의 내식성에 관해
*. 아연도금 경량형강 구조의 내구성
아연도금된 부재의 내구성은 대기의 물질 구성과 습한 곳에 노출되어있는 시간의 함수로 나타낼수 있다. 스틸하우스의 경우 건식 내부환경으로 공간이 대부분 구성되므로 강재의 부식 속도는 상당히 느리다. 결론적으로 말하면 미국 철강협회에서 권장하는 최소 부착량으로 도금된 경량형강을 사용하면 주택의 수명은 영구절이라 할수 있겠다.
대부분의 건설자재가 누수, 과다한 습기 또는 결로에 의해 손상되는 것과 마찬가지로 아연도금 강재 또한 이러한 경우에 처하게 되면 부식이 가속화 될 것이다. 그러나 스틸하우스가 건축법규에서 요구되는 단열성능에 맞게 건립되고, 환기 및 유지관리가 잘 이루어진다면 결로는 크게 우려하지 않아도 된다. 단, 해안지역과 같은 환경의 경우 부식방지를 위한 추가 도금이 권장된다.
1. 스틸하우스에서의 성능
아연도금 강재의 부식 속도는 일반적으로 주택의 내부 환경에서는 극히 느리다. British Steel의 Technical- Welsh Laboratories에서 3년간 연구를 수행한 결과에 의한, 영국의 다양한 도심지, 전원지, 해안지, 산업지에 분포된 15개의 주택에 대한 부식을 3년 단위로 측정한 결과, 평균 0.1㎛ 미만의 부식이 진행된 것이 발견되었다. 이것은 실험과 같은 유사환경에 스틸하우스를 건립할 경우 두께 10㎛의 아연도금으로 300년의 수명을 얻을 수 있다는 것인데, 10㎛ 도금은 Z210과 같다.
아울러 1995년 5월 캐나다 Ontario州 의 Stoney Creek에서는 20년 된 스틸 하우스 대한 부식 실험이 이루어졌는데, 실험측정결과 아연도금된 스터드(수직 기둥재)에 뚜련한 부식이 발견되지 않았다. 내부 및 외부 별체내 설치된 스터드에 대한 도금부착량 측정 결과, 도금 부착량이 거의 손실되지 않았다.
이상으로 볼 때, 스틸하우스와 같은 건축물에 적용되는 강재에 대하여 내력 또는 비 내력으로 사용되는 경우, 최소 도금 부착량은 동일 용도이더라도 설치지역에 영향을 받으므로 이를 추가적으로 고려할 필요가 있다.
2. 스틸하우스의 부식환경
아연도금의 중량은 강재가 부식으로부터 보호될 수 있는 정도와 직접적인 연관이 있다. 극도로 노출된 산업환경에서는 염화물 및 유황가스로 인해 아연의 용해성이 증가하게 되고, 이에따라 부식도 빨리 진행된다. 습기가 없는 내부환경에서는 보다 얇은 아연도금층을 적용하여도 거친 주변환경에서와 마찬가지의 강재 수명을 가질수 있다. 결과적으로, 일반적으로 외부 벽체에는 Z180의 아연도금 중량이 내부 벽체에는 Z120이상이 권장된다.
국내 스틸하우스에 사용되는 포항제철 경량형강의 경우(SGC41급), 평균 부착량이 Z180(180g/㎡) 및 Z275(275g/㎡)이상이므로 매우 안전하다고 볼 수 있다.
1)내부 벽체
주택내부에 설치되는 배내력에 적용된 강재는 부식에 가장 영향을 받지 않는 부분중 하나이다. 내부환경에 온도변화가 없고 습기가 과다하게 발생하는 부분이 없어 벽체에 결로가 발생할 가능성은 적으며, 이에 따라 표-5에서 명시한 Z120(120g/㎡)이상의 아연도금을 실시할 경우 부식에 안전하다고 볼수 있다. 습기가 많이 발생할 소지가 있는 욕실 및 주방은 주기적인 환기를 통하여 결로 문제를 사전에 방지 할 수 있다.
2)외부벽체
외부 및 내부에 면한 벽체의경우, 결로에 대비 할 수 있는 적절한 벽체설계 및 시공이 이뤄져야 한다. 이를 위해 국내 현장에서는 외단열(강재로 구성된 벽체의 바깥으로 단열재를 설치하는 공법)을 설치하고, 적절한 방수지/방습지를 적용하여 결로를 방지하고 있다., 스틸하우스 결로에 대한 검토는 포항산업과학연구원의 항온항습실 실험장치 및 실험동 주택에서 다양한 실험을 통하여 수행되었다. 바닥 콘크리트 부분에 물기가 형성될 경우에 대비하여, 콘크리트 표면위에 설치되는 외부 벽체의 하부 트랙 밑에는 방습지 등을 설치하며 이 부분에 결로가 발생되지 않도록 한다.
3) 바닥 및 지붕
일반적으로 2층 바닥에 설치되는 조이스트 부재는 부식에 위험하지 않은 환경에 설치되어있다., 그러나 일반적으로 2층 바닥에 설치되는 조이스트 트랙은 결로 문제가 발생하지 않도록 방습지 등을 설치하여야 한다. 미국, 일본 등과 같이 지하층을 바닥 조이스트로 형성한 후 1층 벽체를 설치하는 경우에 있어서는 부식에 대한 고려를 충분히 하여야 한다. 지붕구조의 경우 일반적으로 환기구를 설치하여 공기의 순환을 유도하는데, 이에 따라 주택의 다른 부분보다도 외기에 쉽게 접하게 된다. 만약 스틸하우스가 해안지역이나 산업지대에 건립될 경우, 지붕 구조는 특별히 부식에 대해 감안해야 한다.
3. 다른 건축자재와의 접촉
1) 모르타르 및 석고 - 새로 반죽한 몰타르 및 석고의 물기에 의해 아연이 훼손될 수 있으나 자재가 마르고 나면 아연의 부식은 더 이상 진행되지 않는다. 몰타르 및 석고는 물기를 흡수하므로 계속 건식 상태로 관리하던가 스틸하우스 골조 강재와 적절히 분리시키는 것이 좋다.
2) 목재 - 아연도금 강재는 목재와 반응하지 않으며, 마르거나 다소 습기가 찬 목재와 연결되어도 안전하다. 목조 주책에서 아연도금된 못과 나사가 스톁동안 안전하게 사용되어온 것을 보면, 강재와의 접합 또한 안전하다는 것을 예측할 수 있다. 아울러 표면이 처리되 ㄴ목재와의 접합 또한 아연의 부식에 별로 영향을 미치지 않는다.
3)건식 면재 및 단열재 - 아연도금 강재는 석고보드, 합판등의 면재와 유리면, 시치로폴 등의 단열재와 반응하지 않으므로 안전하다
4) 콘크리트 - 새롭게 타설된 콘크리트는 물기가 많고 알카리성(pH 12~13)이므로 아연 도금 강재와 반응할 우려가 있다. 그러나 콘크리트가 양생되면 부식에 커다란 영향을 미치지 않는다. 콘크리트 양생기간이 상대적으로 짧기 때문에 아연도금의 부식 영향은 최소화된다. 한편 염화물질이 없는 고품질 콘크리트의 경우 아연 부식에 영향을 미치지 않는다.
4. 자재생산 및 현장시공
1) 자재생산
아연도금 강재는 코일로 제작자에게 공급되며, 이때 코일은 요구되는 폭에 따라 길이 방향으로 슬리팅된다. 각각의 절단된 코일은 롤포밍되며, 요구 길이에 따라 절단되어 필요시 일정한 간격에 따라 천공된다 이러한 과정을 거쳐 벽체, 바닥, 지붕 등에 사용되는 주자제가 생산되어 시공사에 공급된다. 아연도금은 강재에 단단히 부착되어있어 롤포밍 과장에서 손상되거나 벗겨지지 않으며, 아연의 음극 보호막에 의해 절단 부위도 부식에 안전하다.
2) 현장시공
아연도금은 강재에 접착되어 있어 자재의 현장 운반, 보관 및 시동 단계에서 크게 손상되지 않는다. 현장에서 자재를 절단하거나, 천공 또는 나사로 긴결할 경우에도 아연의 희생적인 보호막에 의해 부식에 별다른 영향을 미치지 않게 된다. 단, 자재를 보관할 때 배수가 적절히 되고 습기가 형성되지 않도록 통풍이 잘 될 수 있도록 주의 한다. 해안지역과 같이 환경이 좋지 않은 경우에 자재를 취급할 경우, 장시간 외부에 노출되지 않도록한다.
5. 결론
스틸하우스를 포함하여 건축구조용 표면처리 경량형강(KS D 3854)으로 설계시공 되는 건축물에 사용되는 강재에는 용융아연도금 또는 합금도금이 적용되어 경제적이며 효율적인 방식으로부식을 방지하고 있다. 아연도금으로 인해, 강재표면에 단단하고 결합된 아연층이 형성되며, 이에 따라 자재의 생산, 현장운반 및 보관, 그리고 시공단계에서 발생할수 있는 부식 문제를 방지한다. 스틸하우스에 사용되는 강재는 대부분 벽채, 바닥 또는 지붕 마감내부에 설치되므로 아연의 부식 속도는 매우 느리다. 국내 스틸하우스에 적용되는 경량형강의 경우, 미국 철강협회에서 제시하는 부위별 최소 도금부착량 이상으로 표면처리하고 있으므로 반영구적이라 볼수 있다.
=삼우목조하우징=
*. 아연도금 경량형강 구조의 내구성
아연도금된 부재의 내구성은 대기의 물질 구성과 습한 곳에 노출되어있는 시간의 함수로 나타낼수 있다. 스틸하우스의 경우 건식 내부환경으로 공간이 대부분 구성되므로 강재의 부식 속도는 상당히 느리다. 결론적으로 말하면 미국 철강협회에서 권장하는 최소 부착량으로 도금된 경량형강을 사용하면 주택의 수명은 영구절이라 할수 있겠다.
대부분의 건설자재가 누수, 과다한 습기 또는 결로에 의해 손상되는 것과 마찬가지로 아연도금 강재 또한 이러한 경우에 처하게 되면 부식이 가속화 될 것이다. 그러나 스틸하우스가 건축법규에서 요구되는 단열성능에 맞게 건립되고, 환기 및 유지관리가 잘 이루어진다면 결로는 크게 우려하지 않아도 된다. 단, 해안지역과 같은 환경의 경우 부식방지를 위한 추가 도금이 권장된다.
1. 스틸하우스에서의 성능
아연도금 강재의 부식 속도는 일반적으로 주택의 내부 환경에서는 극히 느리다. British Steel의 Technical- Welsh Laboratories에서 3년간 연구를 수행한 결과에 의한, 영국의 다양한 도심지, 전원지, 해안지, 산업지에 분포된 15개의 주택에 대한 부식을 3년 단위로 측정한 결과, 평균 0.1㎛ 미만의 부식이 진행된 것이 발견되었다. 이것은 실험과 같은 유사환경에 스틸하우스를 건립할 경우 두께 10㎛의 아연도금으로 300년의 수명을 얻을 수 있다는 것인데, 10㎛ 도금은 Z210과 같다.
아울러 1995년 5월 캐나다 Ontario州 의 Stoney Creek에서는 20년 된 스틸 하우스 대한 부식 실험이 이루어졌는데, 실험측정결과 아연도금된 스터드(수직 기둥재)에 뚜련한 부식이 발견되지 않았다. 내부 및 외부 별체내 설치된 스터드에 대한 도금부착량 측정 결과, 도금 부착량이 거의 손실되지 않았다.
이상으로 볼 때, 스틸하우스와 같은 건축물에 적용되는 강재에 대하여 내력 또는 비 내력으로 사용되는 경우, 최소 도금 부착량은 동일 용도이더라도 설치지역에 영향을 받으므로 이를 추가적으로 고려할 필요가 있다.
2. 스틸하우스의 부식환경
아연도금의 중량은 강재가 부식으로부터 보호될 수 있는 정도와 직접적인 연관이 있다. 극도로 노출된 산업환경에서는 염화물 및 유황가스로 인해 아연의 용해성이 증가하게 되고, 이에따라 부식도 빨리 진행된다. 습기가 없는 내부환경에서는 보다 얇은 아연도금층을 적용하여도 거친 주변환경에서와 마찬가지의 강재 수명을 가질수 있다. 결과적으로, 일반적으로 외부 벽체에는 Z180의 아연도금 중량이 내부 벽체에는 Z120이상이 권장된다.
국내 스틸하우스에 사용되는 포항제철 경량형강의 경우(SGC41급), 평균 부착량이 Z180(180g/㎡) 및 Z275(275g/㎡)이상이므로 매우 안전하다고 볼 수 있다.
1)내부 벽체
주택내부에 설치되는 배내력에 적용된 강재는 부식에 가장 영향을 받지 않는 부분중 하나이다. 내부환경에 온도변화가 없고 습기가 과다하게 발생하는 부분이 없어 벽체에 결로가 발생할 가능성은 적으며, 이에 따라 표-5에서 명시한 Z120(120g/㎡)이상의 아연도금을 실시할 경우 부식에 안전하다고 볼수 있다. 습기가 많이 발생할 소지가 있는 욕실 및 주방은 주기적인 환기를 통하여 결로 문제를 사전에 방지 할 수 있다.
2)외부벽체
외부 및 내부에 면한 벽체의경우, 결로에 대비 할 수 있는 적절한 벽체설계 및 시공이 이뤄져야 한다. 이를 위해 국내 현장에서는 외단열(강재로 구성된 벽체의 바깥으로 단열재를 설치하는 공법)을 설치하고, 적절한 방수지/방습지를 적용하여 결로를 방지하고 있다., 스틸하우스 결로에 대한 검토는 포항산업과학연구원의 항온항습실 실험장치 및 실험동 주택에서 다양한 실험을 통하여 수행되었다. 바닥 콘크리트 부분에 물기가 형성될 경우에 대비하여, 콘크리트 표면위에 설치되는 외부 벽체의 하부 트랙 밑에는 방습지 등을 설치하며 이 부분에 결로가 발생되지 않도록 한다.
3) 바닥 및 지붕
일반적으로 2층 바닥에 설치되는 조이스트 부재는 부식에 위험하지 않은 환경에 설치되어있다., 그러나 일반적으로 2층 바닥에 설치되는 조이스트 트랙은 결로 문제가 발생하지 않도록 방습지 등을 설치하여야 한다. 미국, 일본 등과 같이 지하층을 바닥 조이스트로 형성한 후 1층 벽체를 설치하는 경우에 있어서는 부식에 대한 고려를 충분히 하여야 한다. 지붕구조의 경우 일반적으로 환기구를 설치하여 공기의 순환을 유도하는데, 이에 따라 주택의 다른 부분보다도 외기에 쉽게 접하게 된다. 만약 스틸하우스가 해안지역이나 산업지대에 건립될 경우, 지붕 구조는 특별히 부식에 대해 감안해야 한다.
3. 다른 건축자재와의 접촉
1) 모르타르 및 석고 - 새로 반죽한 몰타르 및 석고의 물기에 의해 아연이 훼손될 수 있으나 자재가 마르고 나면 아연의 부식은 더 이상 진행되지 않는다. 몰타르 및 석고는 물기를 흡수하므로 계속 건식 상태로 관리하던가 스틸하우스 골조 강재와 적절히 분리시키는 것이 좋다.
2) 목재 - 아연도금 강재는 목재와 반응하지 않으며, 마르거나 다소 습기가 찬 목재와 연결되어도 안전하다. 목조 주책에서 아연도금된 못과 나사가 스톁동안 안전하게 사용되어온 것을 보면, 강재와의 접합 또한 안전하다는 것을 예측할 수 있다. 아울러 표면이 처리되 ㄴ목재와의 접합 또한 아연의 부식에 별로 영향을 미치지 않는다.
3)건식 면재 및 단열재 - 아연도금 강재는 석고보드, 합판등의 면재와 유리면, 시치로폴 등의 단열재와 반응하지 않으므로 안전하다
4) 콘크리트 - 새롭게 타설된 콘크리트는 물기가 많고 알카리성(pH 12~13)이므로 아연 도금 강재와 반응할 우려가 있다. 그러나 콘크리트가 양생되면 부식에 커다란 영향을 미치지 않는다. 콘크리트 양생기간이 상대적으로 짧기 때문에 아연도금의 부식 영향은 최소화된다. 한편 염화물질이 없는 고품질 콘크리트의 경우 아연 부식에 영향을 미치지 않는다.
4. 자재생산 및 현장시공
1) 자재생산
아연도금 강재는 코일로 제작자에게 공급되며, 이때 코일은 요구되는 폭에 따라 길이 방향으로 슬리팅된다. 각각의 절단된 코일은 롤포밍되며, 요구 길이에 따라 절단되어 필요시 일정한 간격에 따라 천공된다 이러한 과정을 거쳐 벽체, 바닥, 지붕 등에 사용되는 주자제가 생산되어 시공사에 공급된다. 아연도금은 강재에 단단히 부착되어있어 롤포밍 과장에서 손상되거나 벗겨지지 않으며, 아연의 음극 보호막에 의해 절단 부위도 부식에 안전하다.
2) 현장시공
아연도금은 강재에 접착되어 있어 자재의 현장 운반, 보관 및 시동 단계에서 크게 손상되지 않는다. 현장에서 자재를 절단하거나, 천공 또는 나사로 긴결할 경우에도 아연의 희생적인 보호막에 의해 부식에 별다른 영향을 미치지 않게 된다. 단, 자재를 보관할 때 배수가 적절히 되고 습기가 형성되지 않도록 통풍이 잘 될 수 있도록 주의 한다. 해안지역과 같이 환경이 좋지 않은 경우에 자재를 취급할 경우, 장시간 외부에 노출되지 않도록한다.
5. 결론
스틸하우스를 포함하여 건축구조용 표면처리 경량형강(KS D 3854)으로 설계시공 되는 건축물에 사용되는 강재에는 용융아연도금 또는 합금도금이 적용되어 경제적이며 효율적인 방식으로부식을 방지하고 있다. 아연도금으로 인해, 강재표면에 단단하고 결합된 아연층이 형성되며, 이에 따라 자재의 생산, 현장운반 및 보관, 그리고 시공단계에서 발생할수 있는 부식 문제를 방지한다. 스틸하우스에 사용되는 강재는 대부분 벽채, 바닥 또는 지붕 마감내부에 설치되므로 아연의 부식 속도는 매우 느리다. 국내 스틸하우스에 적용되는 경량형강의 경우, 미국 철강협회에서 제시하는 부위별 최소 도금부착량 이상으로 표면처리하고 있으므로 반영구적이라 볼수 있다.
=삼우목조하우징=
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