교량 강재 부식 도장보수 방법

교량은 여러 환경 요소와 인간의 활동에 의해 지속적으로 손상되며, 그중 강재 부식은 주요한 문제 중 하나입니다. 지속적인 부식이 진행되면 구조물의 성능이 저하되고 안전성이 감소하게 됩니다. 이번 글에서는 교량 강재 부식 도장보수 방법에 대해 알아보겠습니다.

1. 도장재료의 선정

강재에 대해 쉽게 발생되는 방식재의 손상으로 인한 구조물 상태와 이에 대한 일반적인 보수방법입니다. 방식설계는 향후 관리비용과 직결되므로 LCC(Life Cycle Cost) 개념인개념인 LCC = I + M + R ( I : 초기비용, M : 보수비용, R : 교체비용)

공식에 의해 내구성 있는 방식재를 선정하여 보수비용(M)과 교체비용(R)의 요인을 절감하는 것이 중요합니다. 교량에 적용할 도장재료 및 색상의 선택은 재료의 장단점과 경제성 및 주변환경을 감안하여 결정하는 것이 바람직합니다.

구 분	원 인	발생 현상	일반 보수방법	문 제 점
각종 부식 발생	∘염분피해 ∘도장박락 ∘동결융해 ∘건습반복	∘코팅제의 박락 및 변형으로 모체면에 생기는 각종부식현상 ∘코팅제의 자외선 노출로 인한 변색 및 변형 ∘변형으로 인한 부분박리, 박락 발생	∘표면처리 (blast) ∘발청부위보수 ∘재도장	기존의 중방식 도료들의 내구년한이 3∼5년 정도로 대체적으로 짧은 편으로 재도장시 경제적으로 부담이 크게 발생되고, 표면처리시 각종 공해발생 가능성 내포, 보수 후 재도장 가능성 유포 (동일방법)

2. 강재 도장 시 고려사항

강재부식부에는 재 도장을 실시하여 부식을 방지하는 것이 원칙이며, 본 교량의 경우에도 기존의 발청부위의 부식을 제거하고, 재 도장으로 방식처리를 하는 것이 필요합니다. 재도장시에는 다음의 사항을 고려하여 시행하는 것이 바람직합니다.

2.1 강재 도장 시 고려사항

∘도장대상면 물청소		현재 도장면에는 공기중의 이물질이 고형화하여 부착되어 있다. 재도장을 위한 표면처리시 이러한 이물질을 제거하지 않으면 블라스팅할 때 이물질이 강재에 부착되어 도장하부 부식의 원인이 되므로 먼저 기존의 도장면을 깨끗이 물청소한다.
∘가벼운 블라스팅		부식이 심한 부위는 동력공구와 수동공구를 이용하여 부식을 제거하고, 발청부위는 가볍게 블라스팅한다. 화이트 블라스팅은 비용과다 및 환경오염을 가중시킬 우려가 있으므로, 기존의 부식부위를 가볍게 블라스팅하여 기존의 녹을 제거한다.
∘도장보수 작업		도장 대상면의 표면처리 후에 재도장을 실시하며, 시공때와 같이 강재면 위에 도장을 하는 것이 아니라 기존의 도장면 위에 도장작업을 수행하므로, 도장작업시 이러한 특성을 고려하여 선택하도록 한다. 도장작업시 주의해야 할 사항을 아래에 정리하였다.
	-도막두께 불량 (Thickness)	얇은 도막은 점녹의 발생원인이 될 수가 있고, 도막이 두꺼우면 내부 용융상태에서 표면이 경화함으로 인해 균열이 발생할 수 있다.
	-핀홀 (Pinholes)	기존 도장면의 핀홀 위에 스프레이 도장을 할 경우에는 도장 후 핀홀내부의 공기가 빠져나오면서 구멍이 발생한다(gassing 효과). 따라서, 도장작업시 핀홀이 발생하면 이를 먼저 제거하는 것이 바람직하다.
	-건조스프레이 (Dry spray)	건조스프레이는 용제의 빠른 증발로 인하여 페인트 입자가 건조한 상태로 분사되는 것을 말하며, 이러한 현상이 발견되면 즉시 제거한 후 재도장한다.
	-불연속	부분적으로 도장이 누락되거나, 오버랩이 되지 않아 도막두께가 얇은 것을 불연속(discontinuities) 또는 휴일(holiday)이라고 한다.
	-분화구 (Cratering)	도장 후에 부분적으로 분화구 모양의 구멍이 형성되는 경우가 있는데, 이를 분화구(Cratering) 또는 어안(Fisheyes)라고 한다. 이것은 도장면 또는 페인트 분무공기에 함유되어 있던 기름에 의한 것으로, 이러한 현상이 발생하면 표면을 거칠게 한 후 브러쉬로 재도장한다.
	-점토상 균열 (Mud Cracking)	점토상 균열은 두터운 도장면(특히 아연이 많은 도장)에서 발생하며, 두터운 수용성 도장면에서 용제나 수분이 빠르게 증발할 때 발생한다. 따라서, 빠른 건조가 예상되는 곳에서는 고비율 수용성 도장재료의 적용을 가능하면 피하는 것이 바람직하다.
	-점녹 (Pin Point Rusting)	점녹은 도막두께가 적절하지 않을 경우 방식효과가 감소함으로써 발생한다. 이러한 결함을 방지하기 위해서는 적절한 함량의 도장재료를 사용하고, 도막두께가 충분해야 한다.

2.2 전면 재도장시 부식환경에서 사용도료 및 건조도막두께

도장부위		바탕처리정도	도장층별	도료 종류	건조도막두께(㎛)
외부	1안	거의 완전한 블라스트 (Sa 2 1/2)	하 도 중 도 상 도	무기질징크계 에폭시계 우레탄계	55 100 80
	2안	거의 완전한 블라스트 (Sa 2 1/2)	하 도 중 도 상 도	에폭시(알미늄) 에폭시계 우레탄계	100 100 80
내부	1안	거의 완전한 블라스트 (Sa 2 1/2)	하 도 상 도	무기질징크계 타르에폭시계	55 100
	2안	거의 완전한 블라스트 (Sa 2 1/2)	하 도 상 도	무기질징크계 에폭시계	55 100
	3안	거의 완전한 블라스트 (Sa 2 1/2)	하 도 상 도	에폭시계	100 100

2.3 부분 재도장시 사용도료 및 건조도막두께

기존의 도장 부위		바탕처리정도	도장층별	도료 종류	건조도막두께(㎛)
외부	염화고무계, 알키드 조합페인트	- 거의 완전한 블라스트(Sa 2 1/2) - 동력공구시공(St 3)	T/U 하 도 상 도	에폭시계(알미늄) 에폭시계(마스틱) 우레탄계	(80) 100 50
	우 레 탄 계		T/U 하 도 상 도	에폭시계(알미늄) 에폭시계(마스틱) 우레탄계	(80) 80 50
내부	역 청 질 계		T/U 상 도	에폭시계(알미늄) 역청질계	(80) 55
	광명단 페인트, 에 폭 시 계		T/U 상 도	에폭시계(알미늄) 에폭시계(마스틱)	(80) 100

2.4 발청부 도장보수 공법비교 안

공 법	중방식 금속혼합물 (알미늄계)피막	염화고무계도료 (일반중방식)	세라믹계 도료
시공 순서	∘표면처리 ∘1차피막 (하도) ∘2차피막 (중도) ∘3,4차피막 (상도)	∘표면처리 ∘무기질징크 하도 ∘염화고무도료 중, 상도	∘세라믹코팅 바탕 만들기 ∘무기아연말계 ∘무기세라믹계 ∘우레탄세라믹
장점	∘내열성, 내후성, 방청력, 부착력, 신율 ∘내마모성 ∘강인한 도막, 미관성 ∘내약품성, 내충격성 ∘희생양극방식 기능 ∘내염성, 내구성 ∘Re-Coating이 용이 ∘음용수 기준에도 적합한 친환경적 소재	∘일반적인 시공성 ∘국내적용 실적이 많음. ∘건조가 빠름.	∘내약품성 ∘강인한 도막, 미관성 ∘내구성
단점	∘일반적 도료에 비해 비교적 고가 ∘작업시 접착제와 금속혼합물이 잘 혼합되도록 전동 믹서기를 이용하여 혼합하여야 함 ∘작업 전 시공교육 필요	∘내약품성이 나쁨. ∘내구성이 짧음 ∘내열성이 나쁨. ∘초기접착력은 우수하나, 접착력 저하(계면탈락) ∘저온시 증점 (점도상승, 유동성감소) 및 겔화 현상발생	∘공사비 고가 ∘수축팽창에 대한 유연성(신율)부족 ∘다른 재질이므로 층간 분리현상이 나타날 수 있음.
내구성	20년	3 ∼ 4년	10년

3. 표면처리 방법

강재부식 교량의 표면처리 방법은 다음과 같습니다.

• 기 도장된 표면에 부착된 염분량을 측정하여 염분 부착량이 150㎎/㎡ 이상인 경우에는 강재 표면의 염분과 이물질을 깨끗한 물로 씻어낸다. 이때 분사압력은 2㎫로 하며, 강재면과의 거리는 30∼45㎝ 정도 유지한다.
• 강재표면이 건조해질 때까지 기다린 후, 동력공구세정방법(power tool cleaning)을 선정하여 강재표면의 녹을 제거 한다. 이때 재도장 실시는 녹 제거(블라스팅) 상태를 감독관 및 감리의 확인과 승인 후 실시한다.
• 블라스팅시 표면조도가 15∼35㎛가 되도록 한다. 기존의 무기질아연 도장면 위에 재도장을 실시한다.
• 블라스팅과 하부도장은 같은 날 실시한다. 블라스팅 후 재도장까지 1일 이상 지체되면 밤에 응결된 수분에 의해 발청이 될 수도 있다.
• 하부도장을 실시한 후 상부도장까지는 5일이 경과하지 않도록 한다. 만약 5일 이상 경과하면, 상부도장 이전에 깨끗한 물로 세척한 후 도장하도록 한다.

4. 검사

4.1 검사항목

검사시기	검사항목	검사벙법
도장 전	∙도료 ∙피도체 바탕처리 상태	∙시험성적표심사 ∙시료채취시험실시(KSM5000) ∙시방서 기준
도장 후	∙도료 사용량 ∙외관조사 ∙도막두께 ∙도막부착시험	∙전수조사 ∙육안조사 ∙측정기에 의함 ∙테이프 테스트

4.2 도료의 품질검사

• 제조업체 시험 성적표(규격에 적합한지 확인)
• 용기의 규격번호 및 명칭이 표시되었는지 확인하여야 한다.
• 도료의 수량은 설계 소요량이 반입되었는지 확인하여야 한다.
• 현장시료 채취시험은 반드시 공인된 시험기간에 의뢰검사를 실시하여야 한다. 도장 후 도막의 부착성 시험도 필요시에는 의뢰검사를 실시할 수 있다.
• 시험에 불합격한 도료는 즉시 현장 외로 반출하고 반출을 증빙할 수 있도록 반품과정의 사진을 촬영하여 반출송장과 함께 제출한다.

4.3 도장 후 검사

• 도막의 변․퇴색이나, 광택의 감퇴, 백염화, 오손, 균열, 벗겨짐, 부풀음 및 녹 등의 이상유무 및 발생정도를 판정한다.
• 층별 도장이 건조된 후 도막측정기에 의하여 도막 두께를 측정한다.
• 도막의 부착성 실험

마치며

교량의 부식 복구는 교량의 수명을 연장하고, 안전성을 유지하는데 중요합니다. 그러나 이러한 복구 작업은 부식이 심각한 수준에 이르렀을 때에만 진행되는 것이 아니라, 정기적인 교량 점검과 함께 관리되어야 합니다. 부식은 불가피하게 발생하는 현상이지만, 적절한 복구 및 관리 방법을 통해 그 영향을 최소화할 수 있습니다. 교량의 상태를 정기적으로 점검하며, 필요한 보수작업을 시행함으로써 교량의 수명을 연장하고, 안전한 교통 환경을 제공할 수 있습니다.