Zn-Al 금속용사 전기방식 공법의 콘크리트 구조물 적용성에 관한 실험적 연구 An experimental study on the application of Cathodic Protection method applying Zn-Al metal spray on the RC structure원문보기
전기방식 공법은 해양 강구조물의 방식공법으로 처음 소개되었고, 1970년 이후로는 전기방식 공법은 콘크리트 구조물에 적용되기 시작하였다. 1990년 이후에는 콘크리트 구조물의 철근 방식 공법으로서 전기방식 공법의 사용빈도수가 늘어나게 되었고, 그 유용성 또한 입증이 되었다. 하지만 이러한 전기방식 공법에는 시공성, 경제성 측면에서의 몇 가지 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 고내구성 금속용사를 이용한 양극재(Zn, Al) 형성방식을 개발하게 되었고, 이미 강구조물에 있어서는 그 효용성이 입증되어 적용 사례가 점차 늘어나고 있다. 이러한 금속용사 전기방식 공법의 콘크리트 구조물 내 전기방식적 효율을 증명하기 위해 부식촉진 실험을 실시하였으며, 해당 실험체의 촉진 단계별 부식전류밀도를 측정하였다. 그 결과 금속용사 전기방식 공법이 콘크리트 구조물의 기존 전기방식 공법과 비교하여 충분한 방식성능을 확보함을 확인하였다.
전기방식 공법은 해양 강구조물의 방식공법으로 처음 소개되었고, 1970년 이후로는 전기방식 공법은 콘크리트 구조물에 적용되기 시작하였다. 1990년 이후에는 콘크리트 구조물의 철근 방식 공법으로서 전기방식 공법의 사용빈도수가 늘어나게 되었고, 그 유용성 또한 입증이 되었다. 하지만 이러한 전기방식 공법에는 시공성, 경제성 측면에서의 몇 가지 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 고내구성 금속용사를 이용한 양극재(Zn, Al) 형성방식을 개발하게 되었고, 이미 강구조물에 있어서는 그 효용성이 입증되어 적용 사례가 점차 늘어나고 있다. 이러한 금속용사 전기방식 공법의 콘크리트 구조물 내 전기방식적 효율을 증명하기 위해 부식촉진 실험을 실시하였으며, 해당 실험체의 촉진 단계별 부식전류밀도를 측정하였다. 그 결과 금속용사 전기방식 공법이 콘크리트 구조물의 기존 전기방식 공법과 비교하여 충분한 방식성능을 확보함을 확인하였다.
Cathodic Protection Method was introduced as a corrosion protection method of metals under the ground or sea. Since 1970, it was applied to corrosion protection method of reinforced concrete structures. After 1990, this method has been used around the world, and its usability was proved. But this me...
Cathodic Protection Method was introduced as a corrosion protection method of metals under the ground or sea. Since 1970, it was applied to corrosion protection method of reinforced concrete structures. After 1990, this method has been used around the world, and its usability was proved. But this method has some problems on the aspect of construction and economy. In order to solve these problems, Cathodic Protection Method by using high durable metal spray was developed. First, the specimen was covered with anodic materials (Zn, Al) by using metal spray. And a performance of corrosion protection was confirmed by measuring corrosion current of specimen. Through the result of experiment, it is possible to know that Cathodic Protection Method by using high metal spray is good to protect to corrosion on reinforced concrete structures.
Cathodic Protection Method was introduced as a corrosion protection method of metals under the ground or sea. Since 1970, it was applied to corrosion protection method of reinforced concrete structures. After 1990, this method has been used around the world, and its usability was proved. But this method has some problems on the aspect of construction and economy. In order to solve these problems, Cathodic Protection Method by using high durable metal spray was developed. First, the specimen was covered with anodic materials (Zn, Al) by using metal spray. And a performance of corrosion protection was confirmed by measuring corrosion current of specimen. Through the result of experiment, it is possible to know that Cathodic Protection Method by using high metal spray is good to protect to corrosion on reinforced concrete structures.
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문제 정의
기존의 양극재 형성 방식은 삽입형이나 판 부착형태가 대부분이었지만, 이는 시공성이나 경제성 면에서 많은 문제점이 발견되어 다른 양극재 형성 방식이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 양극재 형성 방식으로서 시공성 및 경제성 면에서 유리한 상온 금속용사 시스템을 채택하여 Zn-Al 금속용사 전기방식 공법을 개발하고 이 공법의 철근콘크리트 구조물 내 방식효과를 정량적으로 평가하기 위하여 부식 촉진실험을 진행하였고, 이러한 정량적 평가요소를 통하여 향후 공법 적용에 대한 기초자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
부식촉진은 염수침지 2일, 건조 2일을 1 Cycle로 하여 습윤, 건조 반복 촉진방법을 이용하였다. 각 Cycle별로 자연전위와 부식전류밀도를 측정하였고, 부식 진행 간 일부 실험체를 파괴 하여 실제 부식여부를 확인하였다.
금속용사 전기방식 공법의 콘크리트 구조물 적용성에 대한 영향요인을 분석하기 위하여 실험체를 제작하고 부식촉진 실험을 진행하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
실험변수는 피복두께, 양극재 형태, 염분혼입량 등으로 하였고, 측정항목은 부식전류밀도와 부식면적율로 하였다. 부식촉진은 염수침지 2일, 건조 2일을 1 Cycle로 하여 습윤, 건조 반복 촉진방법을 이용하였다. 각 Cycle별로 자연전위와 부식전류밀도를 측정하였고, 부식 진행 간 일부 실험체를 파괴 하여 실제 부식여부를 확인하였다.
실험체 형상은 100×100×180mm 크기를 기준으로 피복두께에 따라 약간의 변화가 있는 형태로 구성되었다. 실험변수는 피복두께, 양극재 형태, 염분혼입량 등으로 하였고, 측정항목은 부식전류밀도와 부식면적율로 하였다. 부식촉진은 염수침지 2일, 건조 2일을 1 Cycle로 하여 습윤, 건조 반복 촉진방법을 이용하였다.
대상 데이터
실험체 형상은 100×100×180mm 크기를 기준으로 피복두께에 따라 약간의 변화가 있는 형태로 구성되었다.
성능/효과
1) 금속용사 전기방식 공법을 적용한 실험체의 경우 모두 유효 방식 전류량인 20mA/m2를 상회하는 값을 보여 충분한 방식효과를 보이는 것을 확인할 수 있었다.
2) 피복두께가 작은 실험체의 경우가 부식가능성이 더 크고, 따라서 방식전류밀도가 더 크게 측정이되었다.
3) 염분 혼입량이 큰 실험체의 경우가 적은 실험체의 경우보다 큰 방식전류밀도를 보였다. 이를 통해 금속용사 전기방식 공법이 염분에 크게 노출되어있는 해양구조물과 같은 형태의 구조물의 철근 방식에 효과적인 공법임을 확인할 수 있었다.
3) 염분 혼입량이 큰 실험체의 경우가 적은 실험체의 경우보다 큰 방식전류밀도를 보였다. 이를 통해 금속용사 전기방식 공법이 염분에 크게 노출되어있는 해양구조물과 같은 형태의 구조물의 철근 방식에 효과적인 공법임을 확인할 수 있었다.
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