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ABSTRACT
제1장 서론 15
1.1. 배경 및 목적 15
1.2. 연구범위 및 수행방법 16
제2장 이론적 고찰 18
2.1. 부식 이론 18
2.1.1. 부식과 방식의 정의 18
2.1.2. 부식 및 방식의 중요성 19
2.1.3. 부식의 원리 20
2.1.4. 부식의 진행정도(속도론) 28
2.1.5. 대기 부식의 특징 35
2.1.6. 부식에 영향을 미치는 인자 37
2.1.7. 대기 부식의 예방 39
2.2. 도장에 의한 방식 및 도장의 열화 40
2.2.1. 도장에 의한 방식 메커니즘 40
2.2.2. 도장의 열화 42
2.2.3. 강교 도장 열화도 평가 46
제3장 도장계 적용 현황 및 고성능 도장계 조사 58
3.1. 도장계 적용 현황조사 58
3.1.1. 강교 도장 58
3.1.2. 타 산업분야 적용 도장계 62
3.2. 고성능 도장계 조사 68
3.2.1. 금속용사[Thermal-Spray (Metallized) Coating] 68
제4장 도장성능 시험 75
4.1. 시험대상 도장계 선정 75
4.2. 촉진부식시험 75
4.2.1. 실험방법 75
4.2.2. 결과 및 고찰 77
4.3. 촉진내후성시험 78
4.3.1. 실험방법 78
4.3.2. 결과 및 고찰 79
4.4. 옥외폭로시험 84
4.4.1. 실험방법 84
4.4.2. 결과 및 고찰 85
제5장 현장 열화도 평가 및 도장 수명예측 86
5.1. 현장 조사 86
5.2. 도장 열화도 평가 방법 91
5.3. 도장계별 열화모델 92
5.4. 도장계별 수명예측 102
제6장 LCC 분석 109
6.1. 관련자료 수집 109
6.1.1. 국외 강교 도장 LCC 자료 수집 109
6.1.2. 국내 강교 도장 LCC 자료 수집 110
6.2. LCC 분석 알고리즘 112
6.2.1. LCC의 정의 및 목표 112
6.2.2. LCC 분석방법 114
6.2.3. 할인율, 분석기간 115
6.2.4. 비용분류체계 121
6.2.5. 비용산정 방법 124
6.2.6. 기타 비용 산정 129
6.2.7. 민감도 분석 131
6.3. LCC분석 대안별 비용 산정 132
6.3.1. 강교 도장의 대안 선정 132
6.3.2. 초기공사비 산정 134
6.3.3. 유지보수비 산정 136
6.4. 강교 도장 LCC 분석 138
6.4.1. LCC 분석 개요 138
6.4.2. LCC 분석 방법 139
6.4.3. LCC 분석 조건 142
6.4.4. 기초 LCC 분석 결과 143
6.4.5. 설계단계 LCC 분석 153
6.4.6. 유지관리단계 LCC분석 결과 154
6.4.7. LCC 분석 종합결론 157
제7장 결론 158
참고문헌 161
도서정보 164
INFORMATION 165
판권기 166
표 2.1. 대표적인 금속의 기전력(표준전극전위) 25
표 2.2. 해수 중에서 대표적 실용 금속들의 갈바닉 계열표 26
표 2.3. 부식속도 측정에 이용 가능한 기술들의 실제적용성 29
표 2.4. 유기도장에서 일반적으로 나타나는 도막 결함 및 열화 현상 43
표 2.5. 2012년 이전 시스템의 도막열화도 평가 기준 47
표 2.6. 개선된 도막열화도 평가 기준 53
표 2.7. 회귀분석에 의해 도출된 수명예측 상·하한식 54
표 2.8. 보수도장 판정 기준 55
표 3.1. 연대별 적용 도장계 59
표 3.2. '강교의 금속용사 적용 지침(2005)' 에서 규정하는 금속용사 적용 범위 59
표 3.3. '고속도로공사 전문시방서(2009)' 에서 규정하는 신설교량 외부 도장계 60
표 3.4. '고속도로공사 전문시방서(2012)' 에서 규정하는 신설교량 외부 도장계 61
표 3.5. 산업용 및 플랜트용 철 구조물의 외부 도장계 62
표 3.6. 원자력발전소의 도장계 63
표 3.7. 화력발전소의 도장계 64
표 3.8. 풍력발전소의 도장계 65
표 3.9. 외판 침수부위 방청도장계 66
표 3.10. 외판 수선상부 적용 도장계 67
표 3.11. 알루미늄 용사의 예측 공용수명 70
표 3.12. 아연 및 85/15 Zn/Al 용사의 예측 공용수명 70
표 3.13. 유기계 도료의 전형적인 공용수명과 금속용사의 예측공용수명 71
표 3.14. 도장 비용 설정을 위한 단계적 절차의 예 74
표 4.1. 실험에 사용된 시편 종류 76
표 4.2. 건습반복 염수분무시험 조건 76
표 4.3. EIS 측정 조건 77
표 4.4. 제논아크 방식 촉진내후성시험 후 쵸킹 평가 결과 84
표 5.1. 염화고무계 도장이 적용된 조사 대상 교량 목록 87
표 5.2. 우레탄 마감 도장이 적용된 조사 대상 교량 목록 89
표 5.3. 수용성 무기징크 도장이 적용된 조사 대상 교량 목록 90
표 5.4. 도장 열화도 평가 기준 91
표 5.5. 보수도장 판정 기준 92
표 5.6. 도장계별 열화모델에 사용된 조정계수 101
표 5.7. 공용환경 조건에 따른 도장계별 예측 수명 107
표 6.1. 국외 강교 도장 관련 보수주기 109
표 6.2. 국내 강교 도장 관련 보수주기 및 보수율 111
표 6.3. 할인율 적용 지침 116
표 6.4. 국가별 할인율 적용 사례 116
표 6.5. e-나라지표 적용 할인율 117
표 6.6. 경제통계연보 적용 할인율 118
표 6.7. 문헌고찰에 의한 교량의 공용수명 119
표 6.8. 국가별 교량 공용내구년수 119
표 6.9. 구조물 내용년수 및 최초 교체주기 120
표 6.10. 고속도로 LCC 기초자료 축적을 위한 DB구축 연구 120
표 6.11. 한국감정원의 공용수명 120
표 6.12. 초기비용 121
표 6.13. 유지관리비용 121
표 6.14. 교량의 비용분류체계 123
표 6.15. 총 생애주기비용 정식화 124
표 6.16. 초기건설비용 정식화 125
표 6.17. 유지관리비용 정식화 125
표 6.18. 관리비용 정식화 126
표 6.19. 점검 및 진단비용 정식화 126
표 6.20. 유지보수비용 정식화 126
표 6.21. 간접유지관리비용 정식화 127
표 6.22. 도로이용자비용 정식화 127
표 6.23. 사회-경제손실비용 정식화 128
표 6.24. 점검비 비용산출 기준 129
표 6.25. 차종별 1대당 통행시간가치(2014년 기준) 130
표 6.26. 사회-경제손실비용 모형 130
표 6.27. 도장 공법별 LCC분석 대안 선정 133
표 6.28. 도장 공법별 초기공사비 134
표 6.29. 초기공사비 단가 산출 상세 내역 136
표 6.30. 유지보수 공정 순서에 따른 유지보수비 산정 137
표 6.31. 유지보수 공정 순서에 따른 유지보수비 단가 산출 결과 137
표 6.32. LCC 분석 방향 138
표 6.33. 설계단계 LCC 평가 프로세스 139
표 6.34. 유지관리단계 LCC 평가 프로세스 140
표 6.35. 유지관리단계 LCC 평가 예 141
표 6.36. LCC 분석 조건 142
표 6.37. LCC 분석 결과(CASE 1-가) 143
표 6.38. LCC 분석 결과(CASE 1-나) 144
표 6.39. LCC 분석 결과(CASE 1-다) 145
표 6.40. LCC 분석 결과(CASE 2-가) 146
표 6.41. LCC 분석 결과(CASE 2-나) 147
표 6.42. LCC 분석 결과(CASE 2-다) 148
표 6.43. 환경조건별 단위면적 당 LCC 분석 결과(사용자 비용 미포함) 149
표 6.44. 알루미늄용사 적용시 단위면적 당 LCC분석 결과(사용자비용 미포함) 149
표 6.45. 환경조건별 단위면적 당 LCC 분석 결과(사용자비용 포함) 150
표 6.46. 아연알루미늄 용사가 경제성이 확보되기 위한 단가 150
표 6.47. 민감도 분석결과 152
표 6.48. 설계단계 LCC 분석 조건 153
표 6.49. 설계단계 LCC 분석 결과 153
표 6.50. 설계단계 LCC 분석결과 그래프 153
표 6.51. 유지관리단계 LCC 분석 조건 154
표 6.52. 유지관리단계 분석 결과-불변가(할인율 미고려) 155
표 6.53. 유지관리단계 분석결과-불변가(할인율 고려) 156
표 6.54. 기초 LCC 분석 결과 157
표 7.1. 공용환경 조건에 따른 도장계별 예측 수명 159
그림 2.1. 전해질내 금속의 전기화학적 부식 22
그림 2.2. 부식의 다섯가지 요소 24
그림 2.3. 매질에 따른 기전력(부식전위)의 변화 25
그림 2.4. 철의 E-pH 선도 27
그림 2.5. 전기화학적 분극곡선 31
그림 2.6. 전기화학적 임피던스 분광법 결과 도시의 예... 32
그림 2.7. 전기화학적 임피던스 분광법의 해석을 위한 등가회로 33
그림 2.8. 시간에 따른 철(Fe)의 부식속도(공업지대 대기) 36
그림 2.9. 산성비의 형성 과정 38
그림 2.10. 누적 강설량 대비 제설제사용량 39
그림 2.11. 고분자물질에 의한 부식 환경인자 차단 및 안료에 의한 부동태 피막형성 41
그림 2.12. 취약 부위에서의 블리스터링 과정과 녹의 형성 42
그림 2.13. 강교 도장의 주된 열화인자 및 열화현상 44
그림 2.14. 누수 부위 주변에 발생한 부식 45
그림 2.15. 강박스 내부 누수로 인한 부식 45
그림 2.16. 태양광에 의한 변색 사례 45
그림 2.17. 태양광에 의한 쵸킹(chalking) 사례 45
그림 2.18. 표면에 발생한 체킹(checking) 사례 46
그림 2.19. 체킹이 균열로 진행된 사례 46
그림 2.20. 하도-중도 간 박리 사례 46
그림 2.21. 중도-상도 간 박리 사례 46
그림 2.22. 단위섹션의 정의 49
그림 2.23. 녹의 육안평가 기준 52
그림 2.24. 박리의 육안평가 기준 52
그림 2.25. 녹의 육안평가 기준(100점 만점... 52
그림 2.26. 박리의 육안평가 기준(75점 만점... 52
그림 2.27. 강교 현장 도막열화도 평가 결과 53
그림 2.28. 회귀분석에 의해 도출된 수명예측 상·하한곡선 55
그림 2.29. 적정 도장관리를 위한 영역 구분 55
그림 2.30. 종합평점 및 녹 이외의 평점 증가추세 비교 57
그림 3.1. 연대별 적용 도장계 59
그림 3.2. 전형적인 아크 스프레이 시스템 69
그림 4.1. EIS 측정장비 77
그림 4.2. 도막의 성능에 대한 일반적 판단기준 77
그림 4.3. 시간에 따른 저주파수(0.01Hz)에서의 임피던스 변화 78
그림 4.4. 내후성시험(UV-응축) 시간에 따른 색차 변화 79
그림 4.5. 내후성시험 (UV-응축) 시간에 따른 명도지수차 변화 80
그림 4.6. 내후성시험(UV-응축) 시간에 따른 황변도차 변화 80
그림 4.7. 내후성시험(UV-응축) 시간에 따른 광택유지율(60°) 변화 81
그림 4.8. 내후성시험(제논아크) 시간에 따른 색차 변화 82
그림 4.9. 내후성시험(제논아크) 시간에 따른 명도지수차 변화 82
그림 4.10. 내후성시험(제논아크) 시간에 따른 황변도차 변화 83
그림 4.11. 내후성시험(제논아크) 시간에 따른 광택유지율 변화 83
그림 4.12. 옥외폭로시험 장면 85
그림 5.1. 현장 조사 대상 교량의 위치 86
그림 5.2. 적정 도장관리를 위한 영역 구분 92
그림 5.3. 염화고무계 일반도장의 열화모델 93
그림 5.4. 우레탄 마감 일반도장의 열화모델 93
그림 5.5. 수용성 무기징크 일반도장의 열화모델 94
그림 5.6. 세라믹우레탄 마감 일반도장의 열화모델 95
그림 5.7. 실록산 마감 일반도장의 열화모델 95
그림 5.8. 불소수지 마감 일반도장의 열화모델 96
그림 5.9. 금속용사 적용 우레탄 마감 도장의 열화모델 97
그림 5.10. 금속용사 적용 세라믹 우레탄 마감 도장의 열화모델 98
그림 5.11. 금속용사 적용 실록산 마감 도장의 열화모델 98
그림 5.12. 금속용사 적용 불소수지 마감 도장의 열화모델 99
그림 5.13. 염화고무계 도장의 박리 평점 99
그림 5.14. 우레탄 마감 도장의 박리 평점 100
그림 5.15. 염화고무계 도장의 체킹 및 쵸킹 평점 100
그림 5.16. 우레탄 마감 도장의 체킹 및 쵸킹 평점 101
그림 5.17. 염화고무계 일반도장의 수명예측 102
그림 5.18. 우레탄 마감 일반도장의 수명예측 103
그림 5.19. 세라믹우레탄 마감 일반도장의 수명예측 103
그림 5.20. 실록산 마감 일반도장의 수명예측 104
그림 5.21. 불소수지 마감 일반도장의 수명예측 104
그림 5.22. 금속용사 적용 우레탄 마감 도장의 수명예측 105
그림 5.23. 금속용사 적용 세라믹 우레탄 마감 도장의 수명예측 105
그림 5.24. 금속용사 적용 실록산 마감 도장의 수명예측 106
그림 5.25. 금속용사 적용 불소수지 마감 도장의 수명예측 106
그림 5.26. 일반환경 하에서의 도장계별 예측수명 107
그림 5.27. 열악한 부식환경 하에서의 도장계별 예측수명 108
그림 6.1. LCC의 정의 112
그림 6.2. LCC 목표 112
그림 6.3. 성능평가 및 LCC 분석 흐름도 113
그림 6.4. 알고리즘 개발 113
그림 6.5. 유지관리비용 산출 114
그림 6.6. 확정적 LCC 분석 115
그림 6.7. 민감도 분석(예시1) 131
그림 6.8. 민감도 분석(예시2) 131
그림 6.9. 도장공법별 초기공사비 산정 결과 135
그림 6.10. 도장공법별 초기공사비 산정... 135
그림 6.11. 도장계별 생애주기비용 예 139
그림 6.12. 기존도장 유지보수 개소수 140
그림 6.13. 고성능도장 유지보수 개소수 140
그림 6.14. LCC 분석 조건 142
그림 6.15. LCC 분석 결과(CASE 1-가) 143
그림 6.16. LCC 분석 결과(CASE 1-나) 144
그림 6.17. LCC 분석 결과(CASE 1-다) 145
그림 6.18. LCC 분석 결과(CASE 2-가) 146
그림 6.19. LCC 분석 결과(CASE 2-나) 147
그림 6.20. LCC 분석 결과(CASE 2-다) 148
그림 6.21. 열악한 부식환경의 유지관리 대상교량 집계 결과 154
그림 6.22. 유지관리단계 분석결과-불변가(할인율 미고려) 155
그림 6.23. 유지관리단계 분석결과-현재가(할인율 고려) 156
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