건축재료 목재의 결점, 건조 방법

 

 건축재료로서 목재의 결점은 어떤것이 존재하고, 목재의 건조는 어떻게 하는지 말씀 드리겠습니다.

 

 

건축재료 목재의 결점과 건조 방법

 

 

목재의 결점

 

 건축재료로 사용되는 재료 중 목재의 결점은 품질을 저하시키고 가공, 마무리, 겉모습 등에 나쁜 영향을 끼치는 이상조직을 말합니다. 목재의 결점은 나무가 자라는 과정에서 생기는 것과 자연적으로 기후 변화나 곤충, 균, 새로 인한 손상 등으로 생기게 됩니다. 이는 아래와 같은 종류가 있습니다.

 

 

갈라짐 (crack)

 

 목재의 갈라짐은 나무가 자라는 과정 중에 날씨의 변화로 발생된 경우와, 나무를 벌목한 후 너무 빠르게 건조되었을 경우 목재가 수축하면서 발생된 경우, 벌목한 나무의 나이가 너무 많은 경우에 생깁니다.

 

 갈라짐의 종류는 주로 세 가지를 들 수 있습니다.

 

 첫 번째로는 벌목 이후 심재가 마르고 수축하면서 생긴 것으로 나이가 많은 나무일 수록 잘 생기는 심재성형 갈라짐이 있습니다.

 두 번째로는 나무에 스며든 물기가 추위로 인해 얼어서 나무 결 사이가 팽창하여 생기는 변재성형 갈라짐이 있습니다.

 세 번째로는 나무의 중심인 수심이 수축하거나 균의 작용으로 인해 나이테 방향으로 동그랗게 갈라지는 현상으로 원형 갈라짐이 있습니다.

 

 

옹이 (knot)

 

 옹이는 나무의 성장 중 나뭇가지가 나무줄기의 조직 안으로 말려 들어가서 생기는 생옹이와 죽은 가지가 나무줄기에 말려들어가 생기는 죽은옹이가 있습니다. 그 외에 썩은 옹이, 옹이구멍 등이 있습니다. 옹이가 있는 경우 가공할 때 지장이 있고 외관이 손상되며 인장강도와 휨강도가 저하되는 원인이 됩니다.

 

 

송진구멍

 

 송진구멍은 주로 소나무과에서 발생되는 결점입니다. 목질부에 송진이 모여있는 구멍뿐 아니라 목질부에서 수지가 흘러나와 생긴 지선과 목재의 섬유소가 한곳에 집중되어 목질부가 볼록하게 돌출된 혹이 있습니다.

 

 

혹

 

 혹은 섬유가 집중되어 불룩하게 튀어나온 부분입니다. 이는 목재가 뒤틀리기 쉬우며 목재를 가공하기도 어렵게 만듭니다.

 

 

입피 (껍질막이)

 

 일명 껍질박이라 하며 나무가 성장하는 과정에서 나무껍질에 세로방향의 상처가 생겼을 때 상처 위로 덮인 나무껍질에 나무가 자라면서 말려들어가는 경우를 말합니다. 이는 목재를 사용할 때 사용상 불편을 주며 보통 활엽수에서 많이 나타납니다.

 

 

이상재

 

 이상재는 나무가 경사지에서 자라 나무의 무게가 하부로 집중되어 나무를 벌초했을 때 나이테의 폭이 고르지 못하고 나이테의 폭이 다 다른 나무를 말합니다. 이는 강도에 큰 결점이 되어 구조재로 사용할 수 없습니다.

 

 

목재의 건조

 

 목재는 벌목한 후 30~100%의 수분을 가지고 있습니다. 나무에 함유된 수분이 안에서 밖으로 이동하여 나무의 표면에서 증발하는 것이 목재의 건조입니다. 수분이 증발하는 데에 있어 가장 중요한 요인은 온도와 습도, 바람으로 온도가 높고 습도가 낮으며 풍속이 빠를 경우 목재의 건조는 빨라집니다.

 

 

목재 건조의 목적

 

일반적인 목재는 건축재료로 사용하기 전 최대한 건조해야 할 필요가 있습니다. 그 이유는 건조가 덜 되었을 때 건축재료로 사용할 경우 사용하고 난 후 나무가 수축하고 균열이 생기며 휘거나 변형이 올 수 있습니다. 또 나무를 잘 건조했을 경우 나무의 무게가 가벼워지며 목재의 강도와 내구성이 좋아집니다. 또한 수분이 많이 사라져 목재를 부패하게 만들 수 있는 균들의 활동이 어려워지고 벌레로 인한 피해가 줄어들며 색을 칠하거나 필요로에 의해 약품을 주입하기도 좋아집니다. 건조의 정도는 처음 벌목 한 후의 나무 상태에서 무게가 1/3 이상 줄어들 때까지로 알려져 있습니다. 하지만 구조용으로 사용할 나무는 함수율 15% 이하인 기건상태로 만들어져야 하며 마감에 사용되는 목재나 가구로 만들어지는 목재는 함수율이 10% 이하인 나무로 만드는 것이 좋습니다.

 

 

목재의 건조방법과 그 종류

 

목재의 건조방법은 자연건조법과 인공건조법으로 나뉩니다.

● 자연건조법

 목재를 태양빛과 자연 바람으로 건조하는 방법으로 특별한 장치가 필요하지 않아 경비가 적게 들며 많은 목재를 한 번에 건조할 수 있습니다.

 

자연 건조법에는 첫 번째로 대기건조법이 있습니다.

대기건조법은 주로 실외에 목재를 쌓아두고 기건상태가 될 때까지 건조하는 방법입니다. 환기가 잘 되고 물이 잘 빠져나가는 장소를 정해 건조해야 합니다. 목재는 땅에 닿지 않도록 기초를 만들고 바람의 방향과 직각이 되도록 남향으로 쌓습니다. 건조기간은 원목일 경우 지름 3cm당 침엽수는 1~3개월 이상 걸리고 활엽수의 경우 침엽수의 두 배정도 시간이 필요합니다. 건조는 두께나 지름이 클수록 그 건조의 시간이 길어집니다.

 

 두 번째인 침수건조법은 벌목한 나무를 약 3~4주 정도 물속에 담가두면 나무에서 수액이 빠져나가는데 그 이후 대기건조를 하면 건조하기 더 좋아집니다. 처음부터 대기건조로 건조를 하는 것보다 건조에 걸리는 시간을 많이 줄일 수 있습니다. 근처에 강이나 호수가 있는 경우 좋은 방법으로 깨끗하며 흐르는 물이 좋고 물에 담가두는 기간이 길수록 좋습니다.

 

● 인공건조법

 인공건조의 경우 실내에서 사람이 온도와 습도를 조절하며 목재를 건조하는 방법입니다. 대기건조나 침수건조에 비해 아주 효과적으로 목재를 건조할 수 있는 방법이며 건조가 되기까지 걸리는 시간도 아주 짧은데, 인공으로 건조할 때 3~1일 0이면 대기건조로 1~3개월이 필요한 목재도 충분히 건조가 가능합니다. 그러나 너무 급하게 목재를 건조하면 수축에 따른 균열이 일어나며 휘어지는 등 변형이 생기기 쉽습니다. 따라서 수분이 빨리 증발하기 쉬운 측면에 종이바름 또는 도료를 칠해 보호해야 합니다. 나무의 질이 단단할수록 저온다습의 상태에서 건조를 시작하고 점점 고온저습으로 건조하는 것이 중요합니다. 1~3개월 자연건조된 목재를 인공건조 하는 것이 좋고 목재를 잘 쌓아 고르게 건조되게 하며 건조과정이 끝난 후 실내의 온도가 서서히 내려가도록 해야 합니다. 인공건조방법에는 열기법, 자비법, 증기법, 훈연법, 전기법, 진공법, 건조제법과 고주파 에너지를 열에너지로 바꾸어 건조하는 고주파 건조법 등이 있습니다.