Bond Characteristics of Scale According to the Drainage Pipe's Material in Tunnel

터널 배수공의 재질에 따른 스케일 부착 특성에 관한 연구

The calcium hydroxide($Ca(OH)_{2}$) which is flowed into the deteriorated tunnel by groundwater is reacted with carbon dioxide($CO_{2}$) and the vehicle's exhaust gas ($SO_{3}$). So its by-products are precipitated at the drainage pipe and these cause the drainage clogging. Most by-products are composed of $CaCO_{3}$ with calcite from a chemical experiment. The purpose of this study is mainly focused on comparison of attachment on each material of drainage pipe (teflon-coated steel pipe, silicon-Oil coated pipe, acrylic pipe and PVC pipe). The test was progressed to disembogue the CaO aqueous solution and tunnel outflow into each of the pipes. The experimental results show that the most produced scale pipe is PVC material and the followings are Acrylic pipe, Silicon-Oil coating pipe and Teflon coating pipe. But the long-term test results showed that teflon-coated steel pipe had a problem with durability because soil which was contained in the tunnel outflow occurred detachment of coating and corrosion of the steel pipe.

지하수에 의하여 터널 내로 유입된 수산화칼슘($Ca(OH)_{2}$)이 이산화탄소($CO_{2}$)와 차량의 배기가스($SO_{3}$) 등과 반응하여 그 반응물이 터널의 배수공 내에 침전되어 배수공 클로깅 현상이 발생하였다. 대부분의 반응물은 화학분석 결과 칼사이트의 탄산칼슘 ($CaCO_{3}$)인 것으로 나타났다. 본 연구에서는 일반적으로 터널의 배수공으로 사용되는 PVC관과 새로운 재질의 배수공인 테프론 코팅강관, 실리콘오일 코팅관, 아크릴관에 CaO 수용액과 터널 배수공 유출수를 흘려보내어 스케일 부착형태를 분석함으로써 배수공의 재질이 스케일 부착에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 PVC관에서 가장 많은 양의 스케일이 생성되었고 아크릴관, 실리콘오일 코팅관, 테프론 코팅강관의 순으로 관 표면에 스케일이 적게 부착되었다. 그러나 장기적 시험결과 테프론 코팅강관의 경우 관표면이 터널 유출수에 포함되어 있는 토사로 인하여 손상되어 코팅재의 탈락, 강관의 부식 등이 발생하여 내구성에 문제가 있었다.