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5-5 염해우려지역 교량점검시설 재질검토(안) 설 계 처-4530

(2009. 9. 2)

Ⅰ 검토 배경

염해우려지역의 교량 점검시설에 일부 녹이 발생되고 있어 이에대한 원인 분석을 통하여 재질별 시방기준을 수립코자 함

☞ 염해우려지역

· 해안에서 250m 이내인 지역이나 구조물등이 화학작용을 받는 지역(콘크리트 구조설계기준해설 2007)

Ⅱ 관련기준

□ 교량점검시설 재질

- 교량점검시설 설치지침 (건설교통부, 2003. 4)

3.2.3 재질

1) 점검통로 및 부속물은 강도, 내식성, 내구성이 우수한 재질(스테인레스, 알루미늄 등)로 제작한다.

2) 염해 우려지역에 가설된 교량에 설치하는 점검통로는 염해에 문제가 없는 재질로 제작한다.

- (교량점검시설 설치기준 개선, 설계구10201-153, 2003. 6. 3)

5. 구조상세 설계기준

(3) 재질

(가) 점검통로 및 부속물의 재질은 STEEL, STAINLESS STEEL,

ALUMINUM 등을 적용할 수 있으며 STEEL 적용시 용융아연도금 실시

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Ⅲ 현 실 태

가. 염해우려 지역에 설치된 교량점검시설 상태

서해대교, 2000년 준공 약산대교, 1997년 준공

스테인레스 아연도금 알루미늄

전체적인 녹발생 국부적인 녹발생 녹발생 없음

나. 현설계 및 시공추이

o 설 계 : 재질을 도면에 명기하지 않음

o 시 공 : 도급자가 판단하여 재질 결정(주로 알루미늄 사용)

 

Ⅳ 교량점검시설 재질검토

가. 강재(용융아연도금)

□ 현재 적용기준 및 문제점

o 현재 적용기준

자 재 명 시험항목 단위 품질기준 비 고

PLATE 아연부착량 g/m2 600 이상

KSD1652-96

용융아연도금

o 문제점

- 현재 아연부착량 적용실태 분석 결과 일반지역과 염해우려지역

구분없이 450～550g/m2 적용

교 량 명 아연부착량 비 고

영종대교 450g/m2

광안대교 550g/m2

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□ 검토내용

o 한국 아연 부착량 기준 (KS D 8308, JIS H 8641동일)

구 분 아연부착량

(g/㎡)

비고

두께 3㎜ 초과 5㎜ 이하의 강재, 강제품 및 주 단조품 류 450 이상

두께 5㎜를 초과하는 강재, 강제품 및 주 단조품 류 500 이상

가혹한 부식환경하에서 사용되는 강재, 강제품 및 주 단조품류 550 이상

가혹한 부식 환경하에서 사용되는 두께 5㎜ 이상의

강재 , 강제품 및 주 단조품 류 610 이상

□ 적용방안

o 일반지역

- 『KS D 8308』의 “두께 5mm를 초과하는 강재, 강제품 및 주

단조품 류”를 적용(아연부착량 500g/m2 이상)

o 염해우려지역

- 『KS D 8308』의 “가혹한 부식 환경하에서 사용되는 두께 5mm이상의

강재, 강제품 및 주 단조품류”를 적용(아연부착량 610g/m2 이상)

나. 스테인레스

□ 현재 적용기준 및 문제점

o 현재 적용기준

자 재 명 규 격 시험항목 단위 품질기준 비 고

ㅁ-PIPE 50 * 50 * 2.3

C % 0.08 이하 스테인레스

KS B

0802-98

[STS 304]

Nl % 8.00 ～ 11.0

Cr % 18.00 ～ 20.00

※ 스테인레스 추가시험기준 및 BAR 재질 품질시험기준 : “붙임 1” 참조

o 문제점

『고속도로 공사용 건설재료 품질 및 시험기준』에 염해우려지역 및 일반지역에 대한 구분없이 C(탄소), Ni(니켈), Cr(크롬)함량의 범위로 품질기준이 수립되어 있어 적용범위 불명확

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□ 검토내용

o 스테인레스 강의 특징

- 탄소강에 비해서 우수한 내식성 및 내마모성을 가지나 사용조건에따라서 부식 발생

- 크롬이 공기중 산소와 결합하여 금속표면에 부동태 피막을 형성하고피막이 녹발생 방지역할을 함

- 화학성분에 의한 스테인레스강 분류시 크롬계와 크롬-니켈계로 분류되며 오스테 나이트계가 내식성 가장 우수

o 내식성이 우수한 스테인레스 강의 분류(한국, 미국, 일본등)

구분

화학성분(%)

주요용도 비고

C Cr Ni MO

STS 304 0.08이하 17-20 7-13.0 -

볼트, 나사,

의료기구 등

오스테

나이트계

STS 316 0.08이하 16-19 10-16 1.2-3.0

해수설비

화학물질

저장탱크

□ 적용방안

o 염해 우려지역 재질 및 품질시험기준

재 질 시험항목 단위 품질기준 비 고

STS 316

C % 0.08이하

스테인레스

KS D 3706-08

Ni % 10.00 ～ 16.0

Cr % 16.00 ～ 19.00

MO % 1.20 ～ 3.00

※ 스테인레스 세부 품질시험 기준(“붙임 1 참조)

o 일반지역 재질 및 품질시험기준

재 질 시험항목 단위 품질기준 비 고

STS 304

C % 0.08이하

스테인레스

KS D3706-08

Ni % 7.00 ～ 13.00

Cr % 17.00 ～ 20.00

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다. 알루미늄

□ 현재 적용기준 및 문제점

알루미늄은 ‘06년이후 가장 많이 사용되고 있는 재질이나 교량점검시설 품질기준이 누락되어 있음

□ 검토내용

o 알루미늄 계열 분류

1000

계열

2000

계열

3000

계열

4000

계열

5000

계열

6000

계열

7000

계열

7000

계열

Pure

Al 계

Al-Cu계

Al-Mn

계

Al-Si 계 Al-Mg계

Al-Mg-

Si 계

Al-Zn계 기 타

o 내식성 알루미늄 합금

- Al-Mg-Si합금(6000)계열 중 Al-Mg-Si합금(6063)이 내식성

가장 우수(“붙임2” 참조)

o 알루미늄 및 알루미늄 합금 양극산화도장 복합피막

- 복합피막 : 내구성에 미치는 내식성 내마모성 등을 겸한 피막

종류

양극산화피막

두께 (㎛)

도막두께(㎛) 도막 주요 용도 보기

A 9.0 이상 12.0 이상 투명계

건설부재

(옥외에서 가혹한환경)

B 9.0 이상 7.0 이상 투명계

건설부재

(옥외, 차량부재)

C 6.0 이상 7.0 이상 투명계

건설부재

(옥내 가전부재)

D 6.0 이상 15.0 이상 착색계

건설부재

(옥외, 차량)

- 염해우려지역은 옥외에서의 가혹한 환경으로 분류하여 복합

피막 "A"종류를 사용

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□ 적용방안

o 염해 우려지역 적용재질 및 품질시험기준

구 분 사다리

점검시설

비고

고정지주 난간 발판

알루미늄

적용재질 A6063-(A) AC7A A6063-(A) A1200-(A)

※ KS표시 예 = A6063-(A)【A:알루미늄, 6063:알루미늄계열, (A):복합피막종류】

☞ 고정지주는 미관 및 단면안정성 등을 고려하여 주물제품중 내식성이 가장 우수한 AC7A

적용, 발판은 알루미늄을 찍어서 누르며 생산하는 형태로 찢어질 확률이 있으므로 철분이

소량 함유되고 가공성이 좋으며 가장 경제적인 A1200 적용

자 재 명 규 격 시험항목 단위 품질기준 비 고

알루미늄

A6063 화학적

Si % 0.2 ～ 0.6

Mn % 0.100 이하 KS D 6759

Mg % 0.45 ～ 0.9

AC7A 화학적

Si % 0.200 이하

Mn % 0.600 이하 KS D 6008

Mg % 3.5 ～ 5.5

A1200 화학적

Si+Fe % 1.00 이하

KS D 6701

Mn % 0.05 이하

o 일반지역 적용재질

구 분 사다리

점검시설

비고

고정지주 난간 발판

알루미늄

적용재질 A6063-(B) AC7A A6063-(B) A1200-(B)

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Ⅴ 검토결론

o 재질별 품질시험기준(상세기준 “붙임 3“ 참조)

- 염해우려지역

항목 아연도금

스테인레스

(STS 316계열)

알루미늄

염해우려지역

재료품질 및

시험기준

용융아연도금

610g/m2 이상

C 0.08%이하

A6063-(A), AC7A,

A1200 재질에 따른

품질기준 적용

Ni 10.00～16.00%

Cr 16.00～19.00%

Mo 1.20～3.00%

- 일반지역

항목 아연도금

스테인레스

(STS 304계열)

알루미늄

일반지역

재료품질 및

시험기준

용융아연도금

500g/m2 이상

C 0.08%이하

A6063-(B), AC7A,

A1200 재질에 따른

품질기준 적용

Ni 7.00～13.00%

Cr 17.00～20.00%

Ⅵ 적용방안

o 설계중인 노선 : 본방침 적용

o 공사중인 노선 : 공사시행부서에서 판단하여 적용