강재패널과 내후성강(Weathering steel)

최근 금속제 패널로 외벽이나 지붕을 붙이는 건축물이 많이 늘어나고 있습니다. 타일이나 벽돌과 달리 건식으로 시공할 수 있고, 패널의 사이즈도 커서 빠르게 시공할 수 있는 점이 장점일 것입니다. 여기서는 강재과 관련된 패널을 살펴보겠습니다.

■ 강재의 기본적인 특성
■ 강재의 열적특성과 부식

 

강재는 구조적인 성능이 매우 우수하지만 상온에서 쉽게 부식되는 단점이 있습니다. 강재를 녹슬지 않게 하려면 니켈이나 크롬 등을 첨가해서 부식에 강한 합금강으로 만들거나 부식되지 않도록 표면을 덮어야 합니다. 

 

■ 금속판(금속패널) 설치(거멀 잇기)

 

아연도금 강판(Galvanized iron)

구조용으로 사용하는 강판은 1,100 ∼ 1,300℃ 정도의 열을 가해 밀가루 반죽을 밀듯이 눌러서 판재로 가공(열간 압연)합니다. 이 열간 압연 강판을 마감용으로 쓰려면 표면을 다시 매끄럽게 가공해야 하는데, 0 ∼ 30℃ 정도의 상온에서 압연하는 방식으로 만들어냅니다. 이 냉연 강판을 녹슬지 않도록 아연(Zn) 으로 도금한 것이 아연도금 강판(Galvanized iron)입니다.

 

아연도금 강판은 현장의 가설 담장으로 쓰이거나, 조립식 패널 형태로 단열재를 붙여서 일체화한 패널 형식의 외장재로 많이 쓰입니다.

 

강판의 단계별 가공

 

조립식 패널

 

조립식 패널(샌드위치 패널) 벽체 시공

 

 

내후성강(Weathering steel)

강재가 부식되지 않도록 만든 대표적인 합금강이 스테인리스강(Stainless steel) 인데, 그 외에도 내후성강이 있습니다. 내후성강은 강재에 소량의 구리, 크롬, 니켈 등의 합금 원소를 첨가한 합금강으로, 일반 강재에 비해 다섯 배 정도 부식에 강합니다. 내후성강을 징크패널과 혼동하기도 하는데, 징크패널과 내후성강은 다른 재료입니다.

내후성강은 초기에는 일반 강재와 유사한 녹이 발생하지만 시간이 흘러 녹이 모재에 빈틈없이 밀착하게 되면 더 이상 부식하지 않게 됩니다. 내후성강은 도장과 같은 별도의 표면처리없이 직접 대기에 노출시켜서 사용할 수 있습니다.

 

 

위 사진처럼 초기에는 일반강과 유사한 녹이 발생하는데, 빗물 등에 의해 녹물이 흘러 오염이 발생할 수 있습니다. 녹물이 흐르면 거부감을 느낄 수도 있습니다. 그런데 반대로 생각하면 내후성강은 시간이 지나면 녹이 적갈색에서 암갈색으로 변하기 때문에 시간의 흐름을 느낄 수 있는 묘미가 있습니다.

위 사진처럼 노출콘크리트와 함께 쓰면 빗물에 흘러내린 녹물이 노출콘크리트에 자국을 남기에 되고, 이것이 시간에 따른 효과를 창출할 수도 있습니다. 어쨌든 무도장 내후성강의 표면에 균일한 녹을 얻기 위해서는 적당한 강우와 건조가 반복되며, 해안의 염분이나 공장지대의 아황산가스 등유황산화물에 장기간 노출되지 않는 것이 중요합니다.

내후성강에도 일반적으로 강재에 녹을 방지하기 위해 사용하는 도장재를 동일하게 사용할 수 있습니다. 내후성강에 일반 방청페인트를 도장하면 일반 탄소강에 도장했을 때보다 내부식성이 2배 정도 우수한 것으로 알려져 있습니다. 해상운반용 컨테이너에 사용되는 내후성강은 대부분 일반 도장을 해서 사용한다고 합니다.

일반 도장과는 다르게 내후성강의 표면에 안정된 산화피막을 형성하는 표면처리 코팅을 하여 사용할 수도 있다고 합니다.

 

참고로 2021년 한국건축문화대상 사회공공부문 대상에 선정된 건물이, 내후성강으로 외부 마감이 되어 있어 관련 기사(설계도 선 하나가 법... 꼼꼼한 이해가 시공 첫발)를 링크하겠습니다.

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