스테인리스(STS) 패널을 적용한 물탱크 라이닝 기술이 타 소재를 적용한 라이닝 기술보다 소재 부착성과 환경 내구성, 위생성능이 우수한 것으로 나타났다. 연간 50조원 규모로 성장한 국내 물산업에서 스테인리스 소재의 우수성을 알리는 기초자료로 사용되리라 기대된다.
라이닝은 콘크리트 벽체에 판을 용접하여 별도 방수처리가 필요 없는 벽체를 만드는 공법을 뜻하는 것으로, STS 라이닝은 내식성과 내구성, 내열성 등이 우수하고 깨끗하고 안전한 수질을 책임질 수 있는 스테인리스를 적용한다는 특징을 갖고 있다.
국내 상수도 시설과 물 저장 시설 수요가 증가하는 가운데 구조물 노화와 이로 인한 붕괴, 수질 정화용으로 사용되는 염소 및 폴리황산 알루미늄, 알칼리제로 인한 화학적 구조물 부식 등으로 콘크리트 물 시설 소재 적용에 대한 민감성과 중요성이 높아지고 있다.
이에 물탱크와 상수도시설 소재에 관한 연구와 제품 개발이 이어지고 있는 가운데 한국기계전기전자연구원 송민주 주임연구원이 주요 물탱크 라이닝 공법별(패널계·도막계·시트계 등) 성능시험 연구 결과를 발표해 주목을 받고 있다.
송민주 연구원은 저수조 등 시설에 벽면 미소 유량 발생 시 시간 경과에 따른 유량과 압력 증가 요소 등을 고려한 공법별 실험을 추진했다. 이에 콘크리트 시험체 외부 벽면(1m×1m×1m)에 미소 유량 주입구를 구성하고 시험체 내부 일면에 STS 라이닝과 폴리에틸렌(PE) 라이닝, 에폭시 도막을 시공하는 조건을 갖추고 시험을 실시했다.
시험결과 STS 라이닝 공법은 144시간 동안 주입 유량 증가에도 자연배수로 인한 이상이 발견되지 않았다. 반면 PE 라이닝 실험면에선 부풂 및 누수 현상이, 에폭시 도막 라이닝에선 표면 터짐과 누수 현상이 각각 관찰됐다. 이에 STS 라이닝이 다른 주요 공법별 소재보다 부착 성능이 우월하다는 점이 입증됐다.
이어진 콘크리트 라이닝 접합체별 환경 내구성 시험에선 주로 지하에 위치되는 물탱크 설치 환경을 고려해 내부 습도가 높고 내외부 온도 차가 커 결로 현상이 발생할 수 있는 조건을 공법별 소재에 반복 반영(24시간 조건 3회 노출)하는 시험이 진행됐다.
환경 내구성 시험에선 STS 라이닝 접합체 부착면에서 흠과 균열, 파손, 변형, 비틀림 등 주요 이상 현상이 발견되지 않았다. 그러나 PE 라이닝 접합체에서는 패널 탈락으로 인한 표면 들림과 접합면 노출이, 에폭시 라이닝 접합체에선 도막면에서 일부 수포 발생이 나타났다. STS 라이닝이 물탱크 주요 설치 환경에 대한 환경 내구성이 확인됐고, 시공체의 노후로 인한 물리적·화학적 악영향을 고려할 시 유지·보수 관리 측면에서 용이성도 상대적으로 높은 것으로 판명됐다.
위생 안전성 시험은 환경부의 수도용 자재 위생안전기준 공정시험을 기준으로 진행된 가운데 방수재 이탈을 고려하여 방수재와 패널, 접합물 등합한 시료로 구성하여 추진됐다. 해당 실험에선 STS라이닝과 PE 라이닝, 에폭시 도막 시료 모두 환경부 수도용 자재 위생안전기준에 접합한 것으로 나타났다. 다만 증발 잔류물과 잔류 염소 감량 성능은 PE라이닝<에폭시 도막<STS 라이닝 접합체 순으로 타나나 STS 라이닝이보다 깨끗한 수질 환경을 유지할 수 있는 것으로 조사됐다.
기계전기전자연구원 송민주 연구원은 “이번 실험으로 스테인리스 공법이 갖는 부착성과 환경내구성, 위생 안전 성능의 우월성이 확인됐다”라며 “노후화된 저수조의 유지보수와 신설 사업을 고려할 시 구조물 재질 선정에 도움이 될 것으로 기대한다”라고 밝혔다.
한편 한국철강협회 스테인리스스틸클럽은 노후된 정수장과 배수지 등 상수도용 콘크리트 시설물의 효과적인 보강이 가능한 스테인리스 라이닝 공법에 대한 올바른 정보를 제공하기 위해 ‘스테인리스 라이닝 홍보자료’를 발간하고 있다. 홍보집에는 스테인리스 라이닝에 대한 이해를 돕기 위해 직관적인 이미지를 활용하고, 실제 시공 현장의 전/후 사진을 수록하여 국내 상수도시설 관계자들 소재 이해를 넓히고 있다.
