운송 산업 시설 소유주가 구조물을 부식으로부터 보호하는 동시에 여행하는 대중의 불편을 줄이기 위해 많은 사람들이 기존의 액체 코팅 대신 용사 코팅으로 눈을 돌리고 있습니다. 용사 코팅은 수리 작업이 필요하기 전에 30 년에서 50 년까지 지속되는 역사를 가지고 있습니다. 따라서 TSC의 더 높은 프론트 엔드 비용은 자체적으로 지불되며 수리 작업이 덜 필요하므로 대중이 자주 불편을 겪지 않습니다.
미국 운송 산업에서 가장 자주 사용되는 용사 코팅(TSC) 재료는 85/15 아연 알루미늄입니다. TSC는 아연과 알루미늄의 산화를 통해 천연 실러를 형성하기 위해 요소에 노출된 상태로 두거나 TSC가 적용된 직후 관통 실러를 사용하여 밀봉됩니다. TSC의 접착력 테스트는 일반적으로 ASTM D4541, 휴대용 접착 테스터를 사용한 인발 강도 테스트 방법에 따라 요구됩니다. 강철의 부식 방지를 위한 알루미늄, 아연 및 그 합금 및 복합 재료의 용사 코팅(금속화) 적용에 대한 임시 사양인 SSPC-CS 23.00(I)에 따르면 85/15Zn/Al TSC에서 허용되는 최소 접착 값은 700psi입니다. 다음은 한 프로젝트에서 TSC 또는 관통 실러의 산화가 TSC의 접착 값에 영향을 미치는지 조사하도록 이끈 방법입니다. 접착 메커니즘과 접착력 향상 기간이 완전히 명확하지는 않지만 현장 테스트에 따르면 실러가 TSC 접착력을 향상시킬 수 있습니다. 더 중요한 것은 TSC에 대한 접착 테스트를 지정할 때 지정자가 밀봉 또는 비밀봉 코팅에 대해 테스트를 수행해야 하는지 여부를 표시해야 한다는 것을 깨달았습니다.
2002년 나이아가라 폭포 교량 위원회는 미국 뉴욕주 나이아가라 폭포와 캐나다 온타리오주 나이아가라 폭포를 연결하는 교통량이 많은 레인보우 브리지에서 TSC의 장기적인 이점을 달성하기 시작했습니다. 우리 회사는 450,000 평방 피트 (40,500 평방 미터) 프로젝트를 관리했습니다.
생산 작업은 Clara Industrial Services, Ltd., Thunder Bay, ON의 손에 맡겨졌습니다. ON의 MISCO Inspection Services Co. Ltd.는 계약자의 품질 관리를 제공했습니다. 프로젝트 사양은 전체 구조에 걸쳐 85/15 Zn/Al의 8-12 mil을 요구하고, TSC 적용 후 8시간 이내에 0.5-1.5 mil의 관통 실러를 적용합니다. 계약은 또한 상주 엔지니어가 요구하는 주기적인 접착 테스트를 지정했습니다. 접착력 테스트를 수행하는 동안 검사 직원은 테스트 돌리를 밀봉 전 표면에 놓은 접착 값과 밀봉 후 값에 상당한 차이가 있음을 발견했습니다. 모든 값이 지정된 최소 요구 사항인 700psi를 충족했지만 호기심이 생겨 추가 현장 테스트를 설정했습니다.
현장 테스트의 목적은 TSC의 산화로 인한 천연 실러 또는 관통 실러가 TSC의 접착력에 어떤 영향을 미치는지 확인하는 것이었습니다. 테스트는 3개의 개별 플레이트를 사용하여 설정되었습니다. 모든 플레이트는 #20 니켈 슬래그를 사용하여 SSPC-SP 5, 백색 금속 블라스트 클리닝으로 연마 블라스트 클리닝하였다. 앵커 프로파일은 4.0–4.5 mils였습니다. 2액형 에폭시 접착제를 사용하여 돌리를 설정하였다. 접착력 시험은 ASTM D4541, 시험 방법 E. 플레이트 #1(그림 1)에 따라 PosiTest® AT-M 자동 정렬 접착 시험기로 수행되었으며 TSC는 평균 두께 12.8mils에 적용되었습니다. 3 개의 돌리를 접시에 놓고 다음날 1A를 나타 냈습니다. 3의 평균 접착 값은 733psi였으며, 기판에 대한 코팅 접착 실패 및 TSC 내 응집 실패의 결과였습니다. 플레이트는 65-80F(18-27C) 및 50-70% 상대 습도(RH)의 온도에서 3개월 동안 방치되어 TSC의 산화가 일어나도록 했습니다. 세 개의 돌리를 다시 한 번 플레이트 #1에 놓고 다음 날 1B를 나타내기 위해 뽑았습니다. 도 3의 평균 접착 값은 767 psi였으며, 기판에 대한 코팅 접착 실패 및 TSC 내 응집 실패의 결과였다(표 1A 및 1B). 접착력 값은 5% 증가만 있었고 고장 모드에는 변화가 없었으며, 이는 TSC 내에 형성된 자연 발생 산화물 실러가 TSC의 접착력에 직접적인 영향을 미치지 않았음을 시사합니다.
플레이트 #2(그림 2)는 TSC를 12밀의 평균 두께에 적용했습니다. 3 개의 돌리를 접시에 놓고 다음날 2A를 나타 냈습니다. 도 3의 평균 접착력은 620 psi였으며, 기판에 대한 코팅 접착 실패의 결과였다. 플레이트는 3 개월 (65-80F [18-27C] 및 50-70 % RH) 동안 방치되어 산화가 일어나도록했습니다. 그런 다음 0.5–1.5mils (13–38 미크론)의 두께로 Corothane I Preprime(800F[427C] 및 60% RH에서 경화)의 관통 씰 코트를 도포했습니다. 3 개의 돌리가 플레이트 # 2에 배치되고 다음 날 2B를 나타내기 위해 당겨졌습니다. 3개의 평균 접착 값은 1,133psi이고 접착 실패는 100%였다(표 2A 및 2B). 이러한 결과는 실러가 TSC의 접착력에 확실한 영향을 미쳤으며 접착력 값이 83% 증가했음을 나타냅니다.
플레이트 #3(그림 3)은 10.4mils에서 TSC를 적용했습니다. 플레이트를 마스킹하여 두 부분으로 나눴습니다. 실러는 0.5-1.5 mils에서 노출 된 TSC에 적용되었습니다. 실러가 경화 된 후 각 섹션에 3 개의 돌리를 놓고 다음 날 당겨 밀봉되지 않은 부분은 3A를 나타내고 밀봉 된 부분은 3B를 나타냅니다. 밀봉되지 않은 섹션의 평균 접착 값은 753psi였으며 기판에서 코팅 접착 실패가 있었습니다. 밀봉된 섹션의 평균 접착 값은 접착 실패와 함께 2,127psi였습니다(표 3A 및 3B). 밀봉된 부분과 밀봉되지 않은 부분의 접착력이 183% 증가한 것은 TSC 직후에 실러를 적용할 때 접착력 값이 크게 증가했음을 나타냅니다.
우리의 현장 테스트는 TSC의 기공에서 발생하는 천연 산화물이 접착 값에 영향을 미치지 않는다는 것을 발견했습니다. 액체 밀봉기는 최소한의 산화가 발생한 후에도 적용되는 경우에도 TSC의 접착력 값에 영향을 줄 수 있습니다. 또한 TSC 직후에 적용될 때 접착력 값에 영향을 미친다는 테스트 결과가 나왔습니다. 습윤 특성이 좋은 실러는 느슨한 영역(또는 균열)을 관통하여 TSC의 공극과 기공을 밀봉할 수 있습니다. 관통 실러를 TSC 위에 바르면 실러가 TSC의 기공과 공극으로 스며들어 더 강한 결합을 생성할 수 있습니다.
부식 제어를 위해 TSC를 고려할 때 소유자는 TSC에 액체 실러를 적용할 때의 이점을 살펴봐야 합니다. SSPC-CS 23.00(I)는 TSC 후 가능한 한 빨리 또는 8시간 이내에 실러를 도포할 것을 권장합니다. 이러한 매개변수 내에서 실러가 적용된 TSC의 접착력 값의 증가는 명백하며 주목해야 합니다. 프로젝트에서 접착 테스트를 지정할 때 테스트가 비밀봉 또는 밀봉된 TSC에서 수행되는지 여부를 지정해야 합니다.
Robert H. Unger, "교량의 용사," 용사: 코팅 기술의 발전, 전국 용사 회의 절차, 미국 플로리다주 올랜도, 1988-8708-011.
조셉 T. 버틀러, 부식 제어를 위한 금속화, Vol. 1, Issue 1 (2000년 1월).
SSPC-CS 23.00(I), 강철의 부식 방지를 위한 알루미늄, 아연 및 그 합금 및 복합 재료의 용사 코팅(금속화) 적용에 대한 임시 사양, SSPC 도장 매뉴얼, SSPC: 피츠버그, 펜실베이니아(2000년 3월).
에릭 C. 로리, 현장에서 강철 교량 금속화, JPCL (1995년 5월), pp. 39–50
