건축재료 목재의 분류 및 용도, 조직과 성분

 

 건축재료인 목재의 분류 및 용도, 조직과 성분에 대해 말씀 드리겠습니다.

 

 

목재의 분류 및 용도, 조직과 성분

 

 

목재의 분류 및 용도

 

 목재는 나무의 성장상황, 나무의 외관과 재질, 사용되는 용도 등에 따라 여러 가지의 종류로 분류할 수 있지만 보통 아래와 같은 방법으로 분류합니다.

 

성장 상황에 따른 분류

 

 목재를 성장 상황에 따라 분류하면 크게는 외장수, 내장수로 나눌 수 있습니다.

 

 외장수는 곧고 길게 자라고 나이테가 있으며 섬유조직이 고릅니다. 따라서 구조용으로 주로 사용되는데 외장수로는 침엽수, 활엽수가 있습니다. 침엽수는 소나무, 낙엽송, 전나무, 참나무, 나왕, 미송 등이 있고 활엽수는 오동나무, 밤나무, 느티나무, 참나무, 박달나무 등이 있습니다.

 

 내장수는 길게 자라지만 가로로 잘랐을 때 나이테가 생기지 않는 나무를 말하는데 외장수와 다르게 섬유조직이 고르지 않습니다. 또한 성장할수록 커지지 않고 치밀해 지기만 하기 때문에 특수한 용도 이외에는 사용되지 않습니다. 내장수로는 대나무, 야자나무 등을 예로 들 수 있습니다.

 

재질에 따른 분류

 

 목재의 재질에 따라 분류할 경우 재질이 연한 연재와 재질이 강한 경재로 나눌 수 있습니다. 연재는 사시사철 자라서 더 균질한 침엽수류의 나무가 이에 해당됩니다. 침엽수는 가공이 아주 용이합니다. 성장이 느려 보통 30년이 지나야 일반적으로 사용할 수 있습니다. 가늘고 긴 섬유질로 기둥과 보로 사용할 수 있습니다.

 

 경재는 봄과 여름에 급격히 자라는 활엽수류가 해당됩니다. 열대에서 온대에 걸쳐 폭넓게 분포하고 있는 활엽수는 침엽수에 비해 재질이 단단합니다. 하지만 침엽수처럼 곧은 것이 적어 마감재나 창호, 가구, 합판으로 사용되고 있습니다.

 

용도에 따른 분류

 

 목재의 용도에 따라 분류할 경우 구조용으로 사용되느냐 장식용으로 사용되느냐에 따라 나눌 수 있습니다. 건축재료가 구조적으로 사용되려면 꼭 필요한 요건이 균질성인데 이에 해당하는 목재는 침엽수입니다. 따라서 구조용 재료는 곧고 긴 침엽수류가 많이 사용되고 건물의 장식을 위해 사용되거나 가구를 만들 때 사용되는 장식용 재료는 침엽수와 활엽수가 다양하게 사용됩니다.

 

 

목재의 조직과 성분

 

목재의 조직

 

 나무는 뿌리, 줄기, 가지, 잎으로 구분할 수 있습니다. 이중 건축재료로 주로 사용되는 부분은 줄기 부분입니다. 나무의 줄기는 나무의 중심인 수심, 나무의 중심 주변에 약간 색이 짙은 심재 부분, 심재의 밖에 색이 옅은 변재 부분이 있고 나무의 중심 주변에 원형의 조직인 나이테로 구성되어 있습니다. 그 외에 나무의 중심에서 방사형으로 줄이 가 있는 수선이 있고 가장 바깥쪽에 나무의 껍질이 위치합니다.

 

 심재는 수분이 적고 성장을 멈춰 생활기능이 줄어든 세포의 집합으로 변재보다 단단하며 내구성이 있기 때문에 건축재료로 사용되기 좋습니다. 변재보다 강도가 크고 신축성이 적고 나이가 많은 나무일 수록 심재의 폭이 넓습니다.

 

 변재는 수액이 이동하는 통로이고 나무의 양분을 저장하고 있기 때문에 조직이 심재보다 불안정하며 변형이 잘되고 썩을 수 있는 위험이 커 사용할 때 주의가 필요합니다. 심재보다 비중이 적지만 건조할 경우 변하지 않습니다. 심재보다 신축성이 크고 내구성과 강도가 약합니다.

 

목재의 조직은 양끝이 가늘고 가운데가 불룩한 형태로 침엽수와 활엽수의 세포조직은 각각 차이가 존재합니다. 목재세포는 나무가 성장하는 방향으로 배치되어 있는데 나무의 성장방향을 섬유방향이라고 부릅니다. 목섬유는 목재의 대부분을 차지하고 있습니다. 침엽수에는 수분과 영양분의 통로 역할을 합니다. 침엽수의 90~97%를 차지하고 있습니다. 활엽수의 경우 목섬유는 40~75%를 차지하고 있고 이 세포의 세포막이 두꺼울수록 목재의 강도가 큽니다. 활엽수에서 수액을 이동시키는 역할을 하는 것은 목섬유보다 크고 굵은 세포들로 목섬유와 같은 방향으로 관을 형성하는데 이를 도관이라 합니다.

 

 배열은 수종에 따라 크기와 구조, 분포상태가 달라 나무의 종류를 알아볼 때 참고할 수 있습니다. 느티나무, 오동나무 등은 도관이 크고 버드나무, 단풍나무, 나왕 등은 도관세포가 작은 나무입니다. 침엽수에는 이 같은 도관이 없고 목섬유가 대신합니다. 

 

 연세포는 나무 전체의 1~2% 정도를 차지하고 크기가 작아 확대경으로도 관찰하기 어렵습니다. 주로 나무에 남는 영양분이 있을 때 저장하는 역할을 합니다.

 

 수지구는 연세포로 둘러싸인 얇은 막으로 형성돼 있으며 소나무 등에 있는 송진구멍 같은 것을 말합니다. 

 

 

목재의 성분

 

목재는 탄소 53%, 산소 4%, 수소 6% 내외, 질소 1%로 구성되어 있습니다. 이 외에 철, 칼슘, 나트륨, 알루미늄 등 성분이 소량 포함 되 있습니다. 이러한 원소들이 결합되어 섬유소와 리그닌등의 목재 고형성분을 형성합니다. 섬유소는 목재가 건조되었을 때를 기준으로 50~60%의 무게를 차지하고 있습니다. 리그닌은 20~30% 정도를 차지하며 나무 수액의 끈적거리는 것을 말하는데 세포막끼리 서로 붙어 있을 수 있게 하는 역할을 합니다.