X-선 분석법을 이용한 내화도료의 화재안전성 평가 방법에 관한 기초연구

A Preliminary Study on the Fire Safety Testing Method for Fire-resistance Paints Using an X-ray Analysis Method

내화도료는 화재 시 발포를 통해 단열 성능을 향상시켜 철골 구조의 열전달을 저감하기 위해 사용되고 있는데, 만일 표준규격을 만족시키지 못하는 내화도료가 사용된다면 철골 구조의 내화 성능에 문제가 발생할 우려가 있다. 내화도료의 내화 성능은 육안으로는 평가가 어려워 현장을 대상으로 하는 간편하면서도 정확한 평가방법의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 X-선 분석법(XRF, XRD)을 이용한 내화도료의 화재안전성 평가 방법에 대한 기초연구를 수행하였다. X-선 분석법을 적용한 결과 실제 화재시험을 통한 내화 성능에 따라 특정 성분이 검출되는 것을 확인하였다. X-선 형광분석(XRF)을 통해 인(P)과 염소(Cl) 원소 성분이 일반도료에 비해 내화도료에 훨씬 많이 함유되어 있는 것을 알 수 있었다. X-선 회절분석(XRD)을 통해 내화도료의 주된 결정성 물질로 확인된 폴리인산 암모늄(ammonium polyphosphate)이 일반도료에는 포함되어 있지 않는 것으로 나타났다. X-선 분석법은 휴대용 XRF와 XRD 분석 장비를 통해 머지않아 현장평가방법으로의 적용이 가능할 것으로 예상된다.

Fire-resistance paints are supposed to become intumescent and diminish heat transfer along the steel frames in case of a fire. If unsatisfactory fire-resistance paints which do not satisfy their standard specification are used, it may result in a severe disaster. Because satisfactory fire-resistance paints are hardly discriminated from the unsatisfactory ones by a simple visual inspection, more reliable and convenient onsite evaluation methods are necessary. Here we report the preliminary study result on the fire safety testing method for fire-resistance paints using an X-ray analysis method. It was found that the existence and quantity of effective constituents in fire-resistance paints can be detected by the X-ray analysis method. X-ray fluorescence (XRF) analyses showed that P and Cl elements are much more enriched in fire-resistance paints, compared to normal paints. X-ray diffraction (XRD) analyses showed that ammonium polyphosphate is present as the main crystalline material in fire-resistance paints, but absent in normal paints. The X-ray analysis method is expected to be used for the onsite inspection of fire-resistance paints with the upcoming availability of portable XRF and XRD instruments.