Zinga의 사용분야는 매우 다양합니다.
기설치된 중후장대한 철제 설비
철 구조물, 송전탑, 배관, 파이프, 탱크, 사일로, 건물의 철재 장식물, 차체, 철문, 난방설비, 콘테이너, 돛대, 등 용융아연도금을 하기에 불가능한 현장에 설치된 철재의 설비
아연도 강으로 제작된 설비 및 장비의 보수 및 재도장
도로의 가드레일, 콘베이어 벨트, 송전탑, 철판 구조물. Zinga 는 현장에서 재도
장 및 보수도장이 매우 간편하고 오랜 기간 철재를 보호하는 효과가 있습니다.
해상파일, 수문 및 해수ㆍ담수 설비의 방식도장 - 해수 및 담수 침적사용 가능
용융아연도금면 위에 재도장시 20 배 이상의 부식방지 효과
- 대만 성공국립대학 테스트
용융아연도금시 열 변형이 우려되는 작업물
- 두께가 얇거나 형상이 복잡 정교한 작업물
용접, 절삭, 드릴작업, 리벳체결, 운송 등으로 손상 된 부위의 Touch-up 보수
볼트, 너트 체결부위 및 볼트 너트의 코팅
차량, 중기, 선박, 선박용품, 부품, 터빈, 열교환기, 냉동설비
식수탱크, 상수도, 식품공장설비 - ZINGA 의 인체무해성 ( BS6920 )
항시 결로가 일어나는 부위 - 지하, 터널 구조물









Zinga 는 지금까지의 어느 코팅제보다도 완전하게 콘크리트 내부 보강철근 보호코팅제로서 콘크리트의 수명을 보장할 것입니다.



Ref.Bt/Alg/ReinforcedConcret.doc-CC-30.01.1997

콘크리트에 직접 접촉하는 철구조물이나 철제는 부식이 일어나면 부피가 약 100 % 증가하게 되어 문제를 일으킵니다.

콘크리트 내부에 보강재로서 사용하는 철근의 경우는 부식에 의한 부피팽창이 큰 손상을 입히므로 더욱 큰 문제를 야기합니다.

그러나 Zinga 의 아연이 산화할 때는 부피가 약간 증가하는데 불과합니다 ( 피막 두께의 최대 20 % ). Zinga 피막은 수십 micron 의 피막을 형성할 뿐이므로 철근의 산화로 인한 부피팽창에 비해 무시할 수 있을 정도입니다.

콘크리트는 기공이 없도록 타설해야 부식이 잘 진행되지 않는다는 것은 일반적으로 잘 알려진 사실입니다.

세계적 토목건설업체인 Six-Construct - SBBM-Besix 같은 Zinga 의 고객들은 Zinga 를 콘크리트와 직접 접촉하는 철제에 사용하여 왔습니다. 콘크리트 구조의 군용기 격납고에 사용하여 아주 완벽한 성공을 거두었습니다. ( “Project 505" )

많은 시멘트 공장에서 철구조물의 방식을 위해 Zinga 를 사용하고 있습니다. 가장 큰 프로젝트의 하나로서 독일의 Schwenk 에 소재하고 있는 Zement Werke 사는 약 30,000 m2 의 철재면에 Zinga 를 도포하였습니다.

그러나 Prestressed Concrete ( 강철선을 넣어 압축응력을 준 콘크리트 ) 의 철근에는 Zinga 를 사용하여서는 안됩니다. 여기에 사용하는 강철 철근 ( hardened steel ) 은 수소발생율이 높기 때문입니다. (Ciments d'Obourg 사의 Testimonial)

BNF Fulmer Research 의 보고서의 Zinga 의 부식방지 성능에 관한 결론에 의하면 “ Zinga 는 용융아연도금에 필적하거나 그 이상의 부식방지 성능을 보인다고 말할 수 있습니다. ” - BNF 의 J.J.Ward 보고서, BBA ( British Board of Agrement ) 중 발췌



Ref. HBEN/A.16.2/CC-8/06/98

문제의소재

세계적으로 콘크리트 보강 철근의 부식은 콘크리트 구조물의 조속한 손상을 가져오는 가장 큰 원인으로 지적되고 있습니다. 염화물 ( chloride ), 수분, 산소에 의하여 철근의 부식은 빠른 속도로 진전됩니다. 부식의 산물인 녹은 원래보다 3 배 이상 부피 팽창을 함으로서 둘러싸고 있는 콘크리트에 인장응력 ( tensile stress ) 을 일으킵니다. 이러한 내부응력 ( internal stress ) 이 콘크리트가 견딜 수 있는 한계에 도달하면 철근 주변의 콘크리트는 크랙이 발생하며 궁극적으로는 콘크리트가 부스러져 떨어져나가게 됩니다.

콘크리트 보강 철근의 부식을 막기 위하여 지금까지 거의 모든 방법이 시도되었습니다. 값비싼 방법인 에폭시 용융피막도포법 ( fusion-bonded epoxy ) 이 가장 실용적이고 ( viable ) 경제적인 ( cost-effective ) 방법으로 떠올라 당분간 각광을 받았었습니다.

예방

염화물에 오염된 콘크리트구조물의 부식을 막는데는 Cathodic Protection ( 희생부식에 의한 기재보호 코팅) 이 유일한 해결책입니다. ( M.J.Gamroth, Grillo-Werke. AG, Germany ) 이 방법은 미국에서 70 년대 중반 교량의 철근과 실험실에서 광범위하게 실험이 되었습니다

철근 보강재의 부식을 방지하는데 사용할 수 있는 Cathodic protection 의 방법에는 2 종류가 있습니다.

1. 전류통전방식의 Cathodic Protection 또는
2. 아연을 이용하여 희생부식피막을 형성하는 Galvanic Systems

경제성

전류통전방식에 비해서 아연피막을 이용한 방법이 경제적으로 유리하다는 점에서 콘크리트 보강철근의 부식방지에 관한 여러 가지 방법 중에서 가장 각광을 받게 되었습니다. 아연피막처리된 철근에는 전류를 흐르게 할 정도의 전압이 철재와 아연간의 전기화학적 전위차에 의하여 가해지게 됩니다.

지난 수년간 광범위한 계속적인 실험 결과에 의하면 새 철근에 Zinga 를 60 micron 두께로 코팅함으로써 철근의 부식방지에 대한 경제적인 해결할 수 있다는 것이 입증되었습니다.

Zinga 는
Galvanic Zinc 로서의 희생부식피막으로서의 효과와 Zinc Paint 로서의 차폐피막의 효과를 동시에 가진 2 중의 철근부식방지 효과가 있습니다. ( BNF Fulmer - U.K. )

- Active Protection 기능으로서 용융아연도금과 같은 희생부식 보호기능
( Cathodic Protection, Galvanic Protection ) 과
- Passive Protection 기능으로서 수지 도료와 같은 차폐피막 보호기능입니다.

Zinga 는 수중에서는 pH3 에서 pH11 의 내산성 내지는 내알카리성을 가지나 새로 타설한 콘크리트 ( pH 11에서 pH 14 )는 수중에 사용하는 것과는 조건이 다릅니다.
콘크리트에 포함된 물과 시멘트는 Zinga 피막의 윗부분을 약간 산화시킴으로써 철근보호에 있어 2 가지의 추가적인 이점이 있습니다.

- Zinga 피막의 표층은 거친 표면이 되어 콘크리트와의 접착력을 높여줍니다.
- 산화가 된 아연입자는 Zinga 피막의 porosity 를 완전히 씰링해 주어 더 나은
부식방지 피막을 만들어 줍니다.

Zinga 내의 수지성분의 피막형성을 위하여 ( polymerization ) 철근에의 Zinga 도포는 콘크리트와 접촉하기까지 최소한 48 시간 이상 시간을 두고 하여야 합니다.
일단 Zinga를 도포한 철근의 수명은 콘크리트의 내구연한과 같아질 것입니다.

적용사례

세계적 토목건설업체인 Six-Construct - SBBM-Besix 같은 Zinga 의 고객들은 Zinga 를 콘크리트와 직접 접촉하는 철제에 사용하여 왔습니다. 군용기 콘크리트 격납고에 사용하여 아주 완벽한 성공을 거두었습니다. ( “Project 505" )

많은 시멘트 공장에서 철구조물의 방식을 위해 Zinga 를 사용하고 있습니다. 가장 큰 프로젝트의 하나로서 독일의 Schwenk 에 소재하고 있는 Zement Werke 사는 약 30,000 m2 의 철재면에 Zinga 를 도포하였습니다.

주

Zinga 를 Prestressed Concrete ( 강철선을 넣어 압축응력을 준 콘크리트 ) 의 철근에는 사용하여서는 안됩니다. 여기에 사용하는 강철 철근 ( hardened steel ) 은 수소발생율이 높기 때문입니다. ( Ciments d'Obourg 사의 Testimonial )

콘크리트는 기공이 없도록 타설해야 부식이 잘 진행되지 않는다는 것은 일반적으로 잘 알려진 사실입니다.



Ref : Buitenland/Algemeen/RebarsEN/PVR-CC-CHM-12/05/97/CC-30/08/99/SD-22/06/00

콘크리트 Spalling ( 부스러짐 ) 의 문제

10 년 이상 전부터 세계적으로 산업이 발달한 나라에서 콘크리트 보강철근의 부식방지의 효용성을 입증하는 많은 연구 보고서가 많이 나왔습니다.
원초적으로 철근의 부식을 방지하는 대책이 마련된다면 ( 현재 약 10 년으로 되어있음 ) 최초 보수기간까지의 철근의 수명은 30 년으로 늘어날 것입니다.

철근부식 및 콘크리트 Spalling ( 부스러짐 ) 의 발생

콘크리트 내부의 고알카리 분위기는 보강철근에 passivating (부식원인 외부차단) 환경으로 작용하게 됩니다. 철근 표면에는 얇은 옥사이드 층이 생성되어 이 옥사이드 층은 고알카리 분위기에서 안정적이기 때문에 더 이상의 철근부식을 방지하게 됩니다. 이 passivating 조건이 계속 유지되는 한 철근은 더 이상 부식되지 않을 것입니다.

또한 콘크리트를 잘 다져 시공하고 철근을 적절히 보호할 수 있는 피복을 하여 준다면 물리적 차단막이 되어 ( 부식반응의 발생 및 진전에 필요한 ) 대기중의 이산화탄소, 산소 및 습기의 침투를 줄일 수 있어 부식이 방지됩니다.

콘크리트는 이산화탄소 ( 탄화반응 ) 나 2 산화 황 ( 공장지대 ), 부식성이 강한 염소의 침투 ( 해안 지대 ) 또는 결빙제거용 염 등에 의해 알카리성이 약화됨으로서 점점 Passivation 분위기를 잃게 됩니다.

철근에 발생하는 녹은 원래 철의 2 배까지 부피가 팽창하게 되어 콘크리트에 높은 내부 응력 ( Internal Stress ) 을 야기 궁극적으로 콘크리트의 크랙을 발생시키고 나아가 콘크리트의 붕괴를 일으킵니다.

콘크리트 내부 보강 철근부식 보호 방법의 역사

30 년 이상이나 세계적으로 산업이 발달한 나라에서 콘크리트의 Spalling 을 방지하기 위해 다음과 같은 방법들이 시도되었습니다.

- 콘크리트의 시공시 잘 다져 주어 콘크리트의 밀도를 높임.
- 콘크리트에 부식방지 inhibitor 를 혼입하는 방법
- 보강 철근에 희생부식 피막 ( active protection ) 을 형성하여 주거나 차폐피막을 형성 ( passive protection ) 시키는 방법

보강 철근의 부식방지

콘크리트 내부 보강 철근의 부식방지를 위하여 가장 먼저 시도된 논리적인 접근은 널리 사용되고 있는 페인트였습니다. 일반 페인트로 철근을 코팅하는 것은 대책이 될 수 없었습니다. 수년 전에는 새 콘크리트의 높은 알카리 ( ±13 ) 에 견디는 페인트는 거의 없었습니다. 게다가 페인트 피막에 기공이 있어 ( porous ) 습기나 산소의 침투를 막지 못하였습니다.

코팅으로 철근의 부식을 방지하려는 시도 중에 에폭시 용융피복법이 등장하기까지 하였습니다. 이는 매우 고비용의 코팅으로서 시공이 매우 어렵습니다. 그러나 이방법도 철근의 부식문제를 해결하지 못합니다.

용융아연 피막법도 또한 대책이 되지 못합니다. 그 이유는 철근을 구부릴 때 ( bending and rebending of rebars ) 크랙이 발생하여 쉽게 피막을 손상시키기 때문입니다. 또한 용융아연 피막법에 의해 피막을 입힌 철근은 콘크리트와 충분한 접착이 되지 않는 문제가 있습니다. 게다가 이 방법으로는 철근을 공장에서만 피막처리를 해야되기 때문에 철근의 길이도 제한적일 수 밖에 없습니다.
공장과 현장의 거리상의 문제로 운송의 추가비용이 발생하며 지리적인 여건에 따라서는 매우 고비용이 될 수도 있습니다.

최근까지 콘크리트의 철근부식을 방지하기 위한 새로운 방법들이 시도되었는데 그 효용성을 입증하는 데 실패하기는 마찬가지였습니다.

북미에서는 매우 비싼 자재인 폴리프로필렌 ( Polypropylene ) 으로 만든 보강재를 사용하기도 했는데 아직도 해결책이 되지는 못합니다. 콘크리트에 적절한 접착력이 나오지 않기 때문입니다.

독일의 한 큰 철강회사는 스테인레스 재질의 철근을 만들어 팔고 있는데 ( 물론 매우 고가에 ) 이것도 대책이 되지 못합니다. 콘크리트에의 접착력이 충분치 못하고 구부리거나 반복 구부리는 작업성이 나빠 사용상 매우 불편합니다.

콘크리트 보강 철근의 Zinga 피막처리

철근부식방지를 위해 지금까지 시도한 다른 모든 방법들에 비하여 Zinga를 철근에 얇게 피막 ( 최대 40 micron )을 입히면 비용효율적이면서도 더 효과적으로 철근의 부식을 방지합니다.

Zinga 는 일액형으로 붓이나 롤러, 스프레이 또는 침적도포 ( dipping ) 로 어떠한 기후조건에서도 사용할 수 있는 제품입니다. 용융아연 도금피막보다도 더 나은 희생부식피막 기능 ( cathodic protection ) 을 합니다. 이는 유럽, USA 나 아시아에서 실험실 테스트는 물론 실제 현장 적용에서 입증이 되었습니다. Zinga 피막은 아연이 균일하게 분포되어 희생부식기능을 하며, 순도 99.995 % 의 활성 아연 ( active zinc ) 의 함량이 96 % 인 피막입니다.
보강철근의 표면처리는 샌드브라스트 Sa 2.5 ( Commercial Blast ) 로서 표면의 요철도가 Ra12.5 으로 처리하면 되며, 또는 ( 보수의 경우 ) 녹이 슨 철근을 철브러시나 전동공구, 또는 고압살수 ( 200 - 300 bar ) 로 녹을 제거하면 됩니다.

Zinga 피막은 유연성이 있고, 압축에도 손상받지 않으며, 작업시 철근을 반복하여 구부려도 크랙이 발생하거나 손상받지 않습니다.
이러한 특성은 철근이 현장에서 매우 거칠게 다루어서 심하게 피막이 손상될 우려가 있다는 점을 감안할 때 코팅이 갖추어야할 매우 중요한 점입니다.
게다가 Zinga 는 콘크리트에의 접착력이 좋습니다.

콘크리트와 접착전 Zinga 의 건조시간은 아주 짧아도 괞찮습니다. Zinga 가 지촉건조가 되자마자 콘크리트를 타설할 수 있습니다. Zinga 로 피막처리한 보강 철근에 새로운 콘크리트가 부어지면 ( 새 콘크리트가 pH 가 높기 때문에 ) Zinga 피막의 상부에 산화반응이 일어나는데 산화된 아연은 다음과 같은 이점을 줍니다.

1. 코팅피막의 표면에 zinc salt 가 형성됩니다. 그 zinc salt 는 Zinga 피막의 기공을 완전히 실링해 주어 더욱 우수한 차폐피막이 되도록 해 줍니다.

2. Zinga 피막의 표면을 거칠기 작업을 하면 더욱 콘크리트와의 접착력을 높여줍니다.

콘크리트 보강철근의 보호코팅으로서 Zinga 의 특성에 관하여는 벨기에의 University of Ghent 의 Dr. Ir. J. Defrancq 에 의한 광범위한 ( extensive ) 실험이 이루어졌는데 그 결과 그 적합성이 확인되었습니다.

Zinga 는 30 년 이상 철근의 부식을 방지하고 따라서 콘크리트의 손상을 방지하여 줍니다