건축재료 금속 강의 성질

건축재료로 사용되는 금속 중 강의 성질은 보통 화학적 성질, 물리적 성질, 기계적 성질로 나누어집니다. 강의 물리적 성질과 기계적 성질은 다음과 같습니다.

 

 

건축재료 금속 강의 성질

 

강의 성질

 

 

강의 물리적 성질

 

강의 물리적 성질은 일반적으로 강은 탄소함유량이 증가하면 비중과 팽창계수, 열전도율이 떨어지게 되며 비열과 전기저항은 커지게 됩니다. 강의 온도변화에 대한 팽창계수는 콘크리트의 팽창계수와 비슷합니다. 이것은 철근 콘크리트 구조가 널리 사용되고 있는 이유 중 하나입니다.

 

 

강의 기계적 성질

 

강의 기계적 성질은 응력-변형곡선 인장강도, 압축강도, 경도, 연성파괴와 취성파괴, 온도에 의한 기계적 성절의 변화로 이정의 할 수 있습니다.

 

● 응력- 변형곡선 인장강도

 

 구조용 강재는 인장재로 많이 사용됩니다. 따라서 강의 인장응력과 변형에 대한 것은 아주 중요한 성질입니다. 구조용 강재의 인장강도는 강재의 양끝을 고정한 뒤 양 끝으로 당겨 인장력을 가해서 강재를 자른 뒤 이때 최대 하중을 단면적으로 나눈 값을 말합니다. 위와 같이 구조용 강재에 인장력을 가하면 응력-변형관계의 곡선을 얻을 수 있게 됩니다.

 

  

● 압축강도

 

 강재를 압축하면 항복점 부근까지는 인장력을 가했을 때와 같지만 그 이후는 압축이 진행될수록 최대하중은 인장력을 가할 때 보다 낮아집니다. 항복점의 값은 인장일 때와 같은 값이라고 봐도 좋습니다.

 

 

● 경도

 

 경도란 얼마나 굳었는지에 대한 정도를 말하는데 재료의 형태가 변하게 하려는 힘에 대한 저항성을 나타내는데 이는 강의 기본적인 성질 중 하나입니다. 시험방법은 브리넬, 로크웰, 비커스, 쇼오 경도시험이 있습니다. 모든 시험방법이 강재에 작은 강구나 다이아몬드 추를 부딪혀 오목하게 들어가는지, 그 상황을 보고 판단하는 방법입니다.

 

 

● 연성파괴와 취성파괴

 

강재의 경우 연신율과 단면수축률 없이 파괴되는 것을 연성파괴라고 합니다. 

인장 할 때나 결함부가 있을 경우 연신율과 단면수축률 없이도 파괴되는 경우가 생기는데 이러한 경우를 취성파괴라고 합니다. 연신율은 강재가 끊어지지 않고 늘어난 정도에 대한 비율을 나타냅니다. 강재에 힘을 가하기 전의 거리와 부서진 후의 거리를 백분율로 나타낸 것을 말합니다.

 단면수축률은 파괴되거나 부서진 뒤 단면적과 부서지기 전의 기존 단면적과의 차이를 기존 단면적에 대해 백분율로 나타낸 것을 말합니다.

 

 

● 온도에 의한 기계적 성질의 변화

 

 강은 250도 부근에서 최대의 인장강도를 가지고 극소의 연신율, 단면수축률을 가져서 상온일 때보다 경도가 높아지고 잘 부서지게 되는데 이를 청열취성이라고 부릅니다. 저온일 때 강의 기계적 성질은 온도가 낮아질수록 인장강도, 항복점, 경도는 증가하지만 늘음, 단면수축률은 크게 저하됩니다. 이러한 현상은 저온취성이라고 부릅니다. 이와 같은 성질은 강을 낮은 온도에서 사용할 때 고려해야 할 아주 중요한 성질 중 하나입니다.