철골 녹막이 도장 및 내화 도장재료 ㅣ 철골공사 실무

출처: NCS학습모듈, " 강구조시공 부재제작",교육부(20??)

 

철골 녹막이 도장 및 내화 도장재료

 

1) 도료의 구성요소

도료의 구성요소

• 도료는 수지(binder), 안료(pigment), 첨가제(additive), 용제(solvent)로 구성되며, 각각의 역할은 아래와 같다.

구성요소	내용
수지	● 천연 또는 합성된 고분자 화합물로서 도료의 기본적인 골격이며, 도료를 구성하는 각각의 수지 함량에 따라 도료의 특성 및 성능이 결정된다. 안료를 도막에 균일하게 분포시키고 도료를 피도체에 부착시키는 역할을 한다.
안료	● 물, 용제 등에 용해되지 않는 색이 있는 분말로 자외선 흡수/반사에 따른 수지 구조의 파괴를 방지하고 도막의 색상을 부여하는 역할을 한다.
첨가제	● 안료를 수지 중에 균일하고 안정되게 분산시키고 점도를 증가시키는 등 도막으로서의 내구성과 기능을 다할 수 있도록 보조적인 역할을 한다.
용제	● 수지를 녹이거나 도장하기에 알맞게 희석하여 도료의 적용을 용이하게 만드는 역할을 하는 액체이다.

 

2) 중방식용 도료의 분류 및 특징

       건축 현장에서 강재의 도장은 공장에서 부재 제작 후 녹막이 도장까지 실시하고 현장에 반입하여 후속 공정(철근 콘크리트 공사, 내화 피복 공사 및 마감 공사)을 진행하는 것이 일반적이지만 해상 구조물, 원자력 발전소 및 각종 플랜트 현장 등 대형 강 구조물의 경우 부식 환경으로부터 장기간 보호하기 위한 도료 및 도장 방법을 선택하며 이러한 도장에 사용되는 것이 중방식용 도료(heavy duty coating)이다.

중방식용 도료의 분류

중방식용 도료 사양별 내구 연한

☞ 내구연한은 SSPC 기준 자료 조건이며, 전처리 및 도막 두께에 따라 다를 수 있음.

 

3) 내화 도료

       「내화 구조」라 함은 건축물의 화재 발생 시 일정 시간 구조적 성능을 유지하여 화재로부터 대피할 수 있는 시간을 확보하고 화재의 확산을 방지하는 등 건축물의 구조적 안전과 인명 보호를 위한 구조를 뜻한다. 강 구조물에서는 콘크리트 타설, 방화 석고 보드 설치, 내화 피복재 뿜칠 및 내화 도장 등 여러 가지 방법으로 내화 성능을 충족시킬 수 있으며 강 구조물의 내화 성능 확보를 위해 가장 많이 쓰이는 것이 내화 피복재 뿜칠과 내화 도장으로 아래의 비교표를 참고한다.

내화도장과 내화피복재 뿜칠 비교

 

4) 내화 기준 관련 규정

내화 구조 대상 건축물 및 내화 구조 기준 관련 규정

 

5) 내화 구조의 성능 기준 (국토교통부령 제220호 별표1 요약)

층수 및 최고 높이 기준	층수 및 최고 높이 기준	성능 기준
		보·기둥	바닥	지붕틀
일반 시설	12층 / 50m 초과	3시간	2시간	1시간
주거 시설	12층 / 50m 이하	2시간	2시간	0.5시간
산업 시설	4층 / 20m 이하	1시간	1시간	0.5시간

• 건축물이 하나 이상의 용도로 사용될 경우 가장 높은 내화 시간의 용도를 적용한다.
• 건축물의 부분별 높이 또는 층수가 상이할 경우, 최고 높이 또는 최고 층수로서 상기표에서 제시한 부위별 내화 시간을 건축물 전체에 동일하게 적용한다.
• 건축물의 층수와 높이의 산정은 건축법 시행령 제119조에 따르되 다만, 승강기탑, 계단탑, 망루, 장식탑, 옥탑 기타 이와 유사한 부분은 건축물의 높이와 층수의 산정에서 제외한다.

 

6) 도장 재료 준비하기

도장 일반 사항	● 녹 발생 방지를 위한 녹막이 도장과 강 구조물이 노출되는 경우 구조물의 내구성 확보와 미관을 위한 마감 도장 그리고 내화 성능을 위한 내화 도장 등으로 구분할 수 있으며, 각각의 도장 사양은 해당 공사의 시방서 및 설계도면에 따르는 것을 원칙으로 한다.
도장 재료의 선정	● 도장 재료는 한국산업표준에서 제정한 규격(KS 규격)에 합격한 것을 사용하고 시방서에서 정하는 바가 없을 때에는 해당 제품의 제조회사 시방 등에 대하여 사전에 현장 감독원의 승인을 받아 선정한다.
	● 녹막이 도장 재료 ▷ 부재의 바탕처리 후 실시되는 녹막이 도장(하도)은 중도 및 상도 도장 재료와의 부착력 등을 고려, 해당 제품의 제조회사 시방서를 면밀히 검토한 후 선정하여야 한다.
	● 마감 도장 재료 ▷ 일반적인 건축 현장의 강 구조물은 녹막이 도장까지만 실시하여 현장 반입·설치 후 콘크리트, 석고보드 등의 마감 작업이 더해지는 관계로 녹막이 도장 이외에 마감 도장이 필요치 않지만 해상 구조물, 원자력 발전소, 각종 플랜트 현장 등의 강 구조물은 노출되는 부분을 장기간 보호하기 위한 마감 도장이 필수적이다. ▷ 앞서 설명한 중방식용 도료를 사용함으로써 요구되는 내구성을 확보할 수 있으며, 주기적인 유지 보수가 용이한 강 구조물은 「방청 + 유성 조합」으로 많이 선정하고 장기적인 내구연한이 필요한 강 구조물은 초기 투자 비용 대비 효과가 우수한 「무기 징크 + 에폭시 중도 +우레탄 상도」가 많이 사용된다. 에폭시 상도의 경우 내식성이 우수하여 부식이 우려되는 내부에는 적합하나 내후성이 약해 외부에 노출되는 곳에는 사용하지 않는 것이 일반적이다.
	● 내화 도장 재료 ▷ 강재에 내화 도료를 도장하여 내화 성능을 확보하는 내화 도장은 추가적인 공간을 필요로 하지 않기 때문에 물류 창고, 조립 공장, 철도 역사 등에 많이 적용되는 활용도가 높은 내화 공법이다. ▷ 다만, 내화 성능으로 인정받은 도막 두께가 기둥, 보 등 부위별, 제조 회사별 및 시간별로 서로 다르기 때문에 내화 자재 선정 시 현장 감독관 및 제조 회사와 정밀 검토 후 선정한다. 또한 내화 도장은 상도 마감 도료가 필수이므로 제조사별 부착력에 문제없는 사양으로 선정되어야 한다.
	● 내화 도료 선정 시 주의사항 ▷ 유통되는 내화 도료에는 수성과 유성 두 종류가 있으며, 그 중 수성 내화 도료는 내화 도장(중도) 전·후에 부착력을 높이기 위한 실러가 추가되어야 하므로 도장횟수, 도장 시공 기간, 도막 두께 등이 모두 늘어난다. ▷ 상기와 같은 사유로 시공 관리가 어렵고 내수성이 떨어지는 단점에도 불구하고 유성 내화 도료에 비해 경제적인 이유로 많이 적용되었으나, 하자가 많아 근래에는 대부분 유성 내화 도료를 적용하고 있는 실정이다.
도장 작업 장소 확인	● 도장 작업은 도장하는 작업 중이거나 도료의 건조 기간 중, 또는 도장하는 장소의 환경 및 기상 조건에 따라 도장 품질의 차이가 크므로 주변 지역에 대한 오염, 소음 등 환경을 고려하여 설치된 도장 작업 공간에서 이루어져야 한다. 또한 아래와 같이 열악한 환경일 경우 상황이 나아질 때까지 도장 작업을 중단하여 도장 품질을 확보하여야 한다. ▷ 도장하는 장소의 기온이 5℃ 미만이거나 43℃ 이상일 경우 ▷ 상대 습도가 85%를 초과하거나 환기가 충분치 않아 도장 건조가 부적당할 때 ▷ 옥외 도장의 경우 눈 또는 비가 올 때나 안개가 끼었을 때 ▷ 강풍 및 도장할 장소의 오염 등으로 인하여 흙먼지, 물방울 등이 도막에 부착되기 쉬울 때 ▷ 주위의 다른 작업으로 인해 도장 작업에 지장이 있거나 도막이 손상될 우려가 있을 때
	● 옥외 도장 작업장 예
	● 실내 도장 작업장 예

 

6) 도장 재료 보관하기

구분	내용
도료의 확인	● 도료는 상표가 완전하고 개방하지 않은 상태로 반입하여 KS 규격 표시, 규격 번호, 품명, 종별, 제조년월일, 구성 성분(안료 및 용제), 희석 방법, 색명 및 번호 등을 확인하여야 한다.
도료의 관리	● 도장 작업 개시 전에 도료가 저장 가능 기간(shelf life)을 초과하였는지 확인하고 도료의 품질에 이상이 있는 경우에는 그것과 동일한 제조 번호의 도료는 사용하지 않는다.
도료의 보관	● 도료는 전용 창고에 보관하는 것을 원칙으로 하며, 적절한 보관 온도를 유지한다. ▷ 도료 창고 내부 및 그 주변에서의 화기 사용과 용접 작업을 금지하고 바닥에는 침투성이 없는 재료를 설치한다. ▷ 도료를 저장할 장소는 내화 구조 또는 방화 구조로 구획된 장소를 선택하고 소화기 및 소화용 모래를 상시 비치한다. ▷ 방폭 전등 및 밀폐 스위치를 사용하고 지붕은 불연 재료로 하며, 천정은 설치하지 않는다.