페놀폼 보드(PF 단열재)의 부식에 대한 문제점과 화학분석
4. 화학적 분석
무엇이 이렇게 짧은 시간에 공격적인 부식을 전파하기 위해 지붕시스템에서 무슨 일이 발생했는가?
이 프로젝트의 공통분모는 금속 데크와 물(수분)의 존재에서 페놀폼 보드(PF 단열재)와 접촉입니다.
프로젝트 1의 조사와 2를 하는 동안 부식 과정과 관련되어 화학반응을 분석하는 금속학자/화학자 INVETCH, Houston, Texas의 Dr. John E. Slater와 함께 일했습니다. 그의 제품 문헌과 그의 연구에서 발포체의 셀을 만드는 데 사용되는 촉매는 페놀폼 발포체에 방향족 술폰산(sulfonic acid)을 함유하는 것으로 나타났습니다.
Slater는 데크 프라이머는 순수 유기 코팅인 것을 발견했습니다. 염화물의 중량 0.001%~0.01%은 부식 제품에 존재합니다. 다른 한편으로, 황 함량은 0.01%~0.24%의 무게인 것으로 밝혀졌습니다. (즉, 염화물보다 10~200배 더 많은 황)
Slater의 보고서에는 다음과 같이 기록되었습니다.
“그것은 결로나 누수로 인하여, 물이 지붕 시스템에서 그 방법을 찾는다는 것은 자명한 일입니다. 페놀폼 보드(PF 단열재)에 의한 흡수율은 매우 높을 수 있습니다. 물을 용해하는 술폰산(sulfonic acid)은 접촉하는 지붕 데크의 산성 환경을 형성합니다. 대기 부식으로부터 보호하고, 유기재료를 사용하여 도장된 데크(프라이머)는 이러한 산성 환경에서도 신속하게 분해할 수 없습니다.
가속 부식은 노출된 강철에서 계속됩니다. 그것은 페놀폼 보드(PF 단열재) 발포체의 주어진 부피에서 산성도에 이용할 수 있는 양은 인정하지만, 그 자체가 무한정으로 부식을 지속적으로 촉진할 수 없으며, 초기 부식 과정에서 생성되는 염은 전도성이 높은 물질을 만들어 부식 생성물(녹) 내에서 유지됩니다.
따라서 지속적으로 높은 부식 속도는 페놀폼 보드(PF 단열재) 발포체 및 대기의 산소에서 포획한 수분의 존재 하에서 발생합니다. 페놀폼 보드(PF 단열재) 발포체로부터 수분에 의해 방출된 술폰산(sulfonic acid)은 부식의 초기에서 그리고 더욱 부식을 촉진하는 촉매 역할을 합니다.”
또한 아연도금 데크의 사용과 관련한 Slater의 보고서에는 다음과 같이 기록되었습니다.
“그것은 아연 도금된 데크는 대기 부식에 대한 저항력이 더 크고 지붕에서 발견된 공격의 유형에 따라서 더 저항력이 있음을 시사하고 있습니다. 부식 속도 데이터에서 아연 도금은 술폰산(sulfonic acid)의 공격으로부터 보호하기 위해 의존할 수 없다고 명확하게 나타납니다. 또한 술폰산(sulfonic acid)은 도금이 안 된 강재와 동일한 방법으로 초기에 산(acid)의 공격 후 남아있는 아연도금 층의 대기 부식을 촉진할 것으로 예상할 수 있습니다. 따라서 아연도금은 이 프로젝트에서 선택된 보호 코팅으로 간주되지 않습니다.”
시험은 진행되었으며, 페놀폼 보드(PF 단열재) 제조업체에서는 다음과 같이 보고되었습니다.
“가장 가혹한 시험에 노출되었고, 예를 들어, 보호되지 않은 철판, 촉진된 시험조건 그리고 지속적으로 젖은 [페놀폼 보드(PF 단열재)] 단열재, 부식 속도는 200일 후에 연간 2(1.8) mil(1/1000인치) (=0.0508~0.04572mm)…”
22 게이지(gauge) 금속 데크의 기본적인 두께는 0.0295 inch(0.7493mm) 두께입니다. 부식이 연간 2mil 0.002inch=0.0508mm)를 제거할 것으로 예상할 경우, 데크의 예상 수명은 15년으로 합니다. 프로젝트 No.1의 지붕은 8년 만에 교체되었으며, 프로젝트 No.2의 실제 부식 속도는 3.5~14 mils 입니다. (0.0295inch÷8년=3.69mils과 0.0295inch÷2년=14.75mils)(0.7493mm÷8년=0.0937mm와 0.7493÷2년=0.375mm)
이것은 거의 허용할 수 있는 조건이 아닙니다.
[페놀폼 보드(PF 단열재)와 부식]