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[건축재료학] 목재및가공품

3-1개요건축재료로서 목재의 장점1.장대재가공이 쉽다. 강도, 탄성, 인성이 커서 기둥, 보 등으로 쓰이며 구조재중 가장가볍다.2.가공이 쉽고 시공성이 우수하다.3.보온, 방한, 방서성, 흡음·차음·흡습조절능력이 우수하다.4.종류가 다양. 용도에 따라 선택가능하며 다른 건축재료에비해 가격이 저렴하다.건축재료로서 목재의 단점1.가연성이다. 내화적이 아니므로 화재에 취약하다.2.흡수,흡습성이 크다. 신축변형이 심하며 시공1년 후 부터 여러 가지 부작용이 발생한다.3.부패하기쉽고 충해를 받기쉽다. 내구성이 작다.3-2목재의 분류목재의 분류1.외장수길게 뻗어나감과 동시에 수간의 횡단면에 연륜이 형성되어 비대 성장하는 수종으로 목재에적합하다.외장수중 활엽수는 침엽수에 비하여 일반적으로 경질이므로 경목류, 침엽수는 연질이므로연목류라고 한다.2.내장수길게 성장할 뿐 수간의 횡단면에 연륜이 형성되지 않으며 두께는 거의 비대해지지 않고엷게되어 조직이 치밀하게 되는 것 뿐 특수용도외에는 가치가 적다.3-3목재의 조직 및 성분3-3-1구조 및 조직1.목세포가늘고 긴 모양. 목재 대부분의 용적을 차지하고 있으며, 수간방향에 평행으로 수간에견고성. 침엽수에서는 가도관역할. 수분·영양분의 이동통로. 세포막이 두꺼운 것이강도가 큰 것이다.2.도관세포주로 활엽수에 있는 것으로 목세포보다 크고 굵은목세포가 세포방향으로 있다.변재에서 수액을 운반하는 역할을 하고 심재에서는 기능이 없다.3.수선세포수심에서 사방으로 뻗어있다. 도관세포와 같은모양, 동일한작용을 하는 것으로 수액을수평이동하는 역할을 한다.3-3-2 연륜1. 춘재부 : 춘하절에 성장한 세포막이 얇고 유연한 목질부분2. 추재부 : 추동절에 성장한 두꺼운 세포층3. 연륜 : 춘재부와 추재부가 수간횡단면상에 나타나는 동심원형의 조직4. 연륜밀도 : 횡단면상 목구면의 반지름방향길이x[cm]로 하고 그중에 포함되어있는연륜수를 n이라하면 n/x을 연륜밀도라하고 x/n[cm]를 평균연륜폭이라고 한다.5. 추재율 : 목재의 횡단면에서 추재가 차지 있다.이것이 결합되어 섬유소와 리그닌등의 목재의 고형성분을 형성하고 있다.섬유소는 목재건조중량의 약50~60%, 리그닌은 목질의25~30%로 접착제역할을 한다.3-4제재와건조3-4-2 나뭇결1. 곧은결 : 수심을 포함하여 면 또는 연륜에 직교하는 면에서는 평행상태가 된다.2. 널결 : 연륜의 절선방향면으로 결이거칠고 불규칙하게 나타나는 면3-4-3 제재1.제재요령1)취재율이 높을것.(침엽수는60~75%,활엽수는40~60%이상)2)건조수축을 고려하여 여유있게 제재할 것3)목재 용도에따라 나뭇결과 무늬등을 고려할 것2.목재의 치수1)목재의 길이6자(182), 9자(273), 12자(364), 15자(455), 18자(546)2)각재의 단면7푼각(2각), 1치각(3각), 1치2푼각(3.5각), 1치반각(4.5각), 1치7푼각(5각), 2치각(6각),2치5푼각(7.5각), 3치각(9각), 3치5푼각(10.5각), 4치각(12각)3)판재의 두께3푼널(1), 4푼널(1.2), 5푼널(1.5), 6푼널(1.8), 7푼널(2.1), 8푼널(2.4), 1치널(3),1치2푼널(3.6), 1치5푼널(4.5), 2치널(6), 2치5푼널(7.5), 3치널(9)3-4-4목재의 결점1. 갈라짐 : 성장중에 생긴것과 건조에 의한 수축에서 생긴 것이 있다.1)심재성형갈림 : 벌목후 건조수축에 의하여 생긴 것2)변재성형갈림 : 침입된 수분이 동결하여 팽창된 결과생긴 것3)원형갈림 : 수심의 수축이나 균의 작용에 의해서 생긴 것2. 옹이 : 생옹이, 죽은옹이, 썩은옹이옹이, 구멍등 가공이 곤란하고 외관을 손상시키며강도저하의 원인.3. 입피 : 껍질박이. 수목이 성장도중 수목 세로방향에 생긴 죽은수피의 일부가 말려들어간것으로 목재 사용상 지장을 준다.4. 지선 : 목질부에서 수지가 흘러나오는 선이 생겨 건조후에도 계속 수지가 나오므로가공 및 사용이 어렵다.5. 이상재 : 경사지 또는 평지에서 생육을 하더라도 기울게 자란 수목의 변곡부분 줄기와생리적으로 줄기와 어떤 각도를 이루는 가지는 수심을 것이 바람직 하다.2)침수건조 : 생목을 수중에 약3~4주이상 수침시켜 수액을 용실시킨 후 대기건조 하는방법. 건조시간 단축3)인공건조 : 열기법, 자비법, 증기법, 훈연법, 전기법, 진공법, 건조제법.3-5목재의 성질3-5-1 물리적 성질1. 색깔·광택·향기 및 맛수종, 변·심재별,산지등에 따라 서로다른 여러 가지 특징이 있다.2. 비중과 공극진비중 : 목질 세포막의 실질중량에 상당하여 수종·수령등에 관계없이 거의 일정하며그 비중은 1.54정도이다.3. 함수율과 신축신축의 정도는 수종, 비중(보통 비중이 큰것일수록 건조수축이 큼)등에 따라 일정하지않으나 일반적으로 널결폭이 가장 크고(최대6~10%), 곧은결 폭의 경우 이의 약1/2(최대]약2.5~4.5)이다. 섬유방향인 길이의 경우에는 한층 적어서 곧은결폭이 1/20(최대0.1~0.3%)정도 이다. 동일 나뭇결 에서도 변재는 심재보다 신축이크다.3-5-2 역학적 성질1. 함수율과 역학적 성질의 관계섬유 포화점을 경계로 하여 목재의 역학적 성질에 현저한 차이.섬유 포화점 이상에서는 강도가 일정하나 섬유포화점 이하에서는 함수율의 감소에따라강도가 증대하고 인성이 감소한다.2. 비중과 역학적 성질의 관계비중을 측정하면 목재의 강도상태를 추정할 수 있다.3.가력방향과역학적성질의관계응력의 방향이 섬유방향에 평행한 경우 강도가 최대가 되고 수직인 경우 최소가 된다.섬유방향으로 힘을 가한 것은 직각 방향으로 힘을가한것보다 변형률이 작고 압축력과인장력의 변형률은 섬유 방향에 관계 없이 압축시의 변형률이 더 크다.4. 수종과 역학적 성질의 관계동일수종에 대해서도 그 역학적 성질은 산지, 입지, 기타인자에 영향을 받는다.5. 옹이와 강도의 관계1)압축강도는 옹이가 있으면 감소한다. 죽은옹이가 생옹이보다 감소율이 크며, 옹이의지름이 클수록 크나 수종에의한 차이는 적다.2)인장강도도 옹이로 인하여 감소하고 생옹이나 죽은옹이의 면적을 뺀 것을 재단면으로가정한다.3)휨 강도는 옹이의 크기와 위치에따라 다르다. 옹이가 클수록 또는 위치 수분소실, 100℃이상 열 분해시작, 휘발성가스 발산, 160℃정도에서 착색탄화, 250~260℃에서 갈색탄화 한다.1)인화점 : 가스가 연소하여 없어지면 불이 꺼지고 목재는 착화되지 않는다. 225~260℃평균240℃.2)착화점 : 온도가 상승하면 화원에 의해 분해가스에 인화되어 목재에 착염되고 연소를시작한다. 보통 230~280℃, 평균260℃3)발화점 : 온도가 상승하면 화원없이 착염하여 연소가 시작된다. 보통 400~490℃,평균450℃4)발화조건은 주위의 단열상황에 따라 다르다.3-5-4 열적성질목재는 열 전도도가 아주낮아 여러 가지 보온재료로 사용된다. 목재의 열전도율은 방향에따라 달라 축방향은 반지름방향 및 접선방향에 비해크다. 또한 반지름방향은 접선방향에조금 큰 경향이 있으나 그 차는 극히적다. 축방향의 열 전도율은 반지름방향의 열전도율의1.5~1.5배 정도이다.3-6 목재의 내구성3-6-1 개요목재의 충해, 풍화, 마모등은 목재의 내구성에 의해 좌우된다.1. 경도와 내구성의 관계균류는 보통 경연(硬軟)의 구별없이 침입하고 내부성에 대하여 경도는 별로 관계가 없다.2. 함유 성분과 내구성의 관계수지가 있는 것은 일반적으로 내부성이 크다.3. 세포충전제와 내구성의 관계세포충전제가 풍부한 것은 그렇지 않은것에 비해 내식성이 큰 경향이 있으나 반드시그렇지만은 않다.4. 변재·심재와 내구성의 관계심재가 변재보다 내구성이 크다.5. 벌채시기와내 구성의 관계벌채후의 취급법이 중요한 관계를 갖고 있다.6. 수종과 내구성의 관계3-6-2 부패 및 부패조건1. 부패조건균이 번식할 수 있는 적당한 온도는 20~40℃의 범위이며, 습도는 90%이상이 최적이며,발육 가능한 최저 습도는 85%이다. 균류는 산소가 필요하며 발육정도는 공기중의O2:CO2의 비율에 지배되는데 대다수의 균은 CO2량이 80%이상이 되면 발육이 거의중지된다. 온도를 4℃이하로 하거나 70℃내외에서는 거의 사멸되며 습도 20%이하에서도일반적으로 사멸된다.2. 부패균의 종류1)적부 : 셀룰로오스을 것.③악취가 나거나 목재를 변색시키지 않을 것.④방부처리후 표면에 페인트를 칠할수 있을 것.⑤목재의 강도저하나 중량증가가 되지 않을 것.⑥목재의 인화성·흡수성 증가가 없을 것.⑦목재의 가공이 불편하지 않을 것.⑧방부제가 저렴하며 방부처리가 용이할 것.2)유성 방부제크레오소트 오일, 콜타르, 아스팔트, 페인트3)수용성 방부제황산동 1%용액, 염화아연 4%용액, 염화 제2수은 1%용액(승홍), 불화소다 2%용액4)유용성 방부제PCP와 각종 유기계 방충제를 케로신등의 유기용매에 용해시킨 것으로 여기에 유화제를가하여 유제로서 사용하는 것도 있다.4. 방부제 처리법1)도포법목재를 충분히 건조후 솔 등으로 도포. 크레오소트 오일의 경우 80~90℃정도로 가열.침투깊이 5~6mm. 2회 이상 도포.2)침지법상온의 크레오소트 오일등에 목재를 몇 시간 또는 몇 일간 침지. 액을 가열시 15mm까지침투.3)상압 주입법침지법과 유사. 80~120℃의 크레오소트 오일에 3~6시간 침지후 다시 냉액중에5~6시간 침지. 15mm정도 침투.4)가압 주입법원통안에 방부제를 넣고 3~7kgf/㎠정도로 가압하여 주입.5)생리적 주입법벌목전에 나무뿌리에 약액을 주입하여 수간에 이행시키는 방법. 별 효과없음.3-6-3 충해 및 풍화1. 충해일반적으로 침엽수는 활엽수보다 저항력이 약한 경향이 있으며 소나무, 삼나무,솔송나무, 밤나무등을 비롯해 충해를 받지 않는 수종은 거의 없으나 회나무, 느티나무등은 저항력이 약간 크다.2. 풍화장 시간 대기에 노출되어 풍우, 한서의 반복에 의해 유지분을 발산하고, 광택의 감소,색조의 혼탁, 조직의 연화, 강도 및 탄성이 감퇴하는 것. 풍화가 진행되면 부패하기 쉽다.3-7 목재의 내연성 및 방화3-7-1 목재의 내연성3-7-2 목재의 방화1)목재 표면에 불연소성 피막을 도포시켜 화염의 접근을 방지함과 동시에 가연성분해가스의 발산을 방지한다. 방화페인트, 규산나트륨등의 도포, 금속판, 플라스터,모르터등의 피복을 한다.2)약제도포 또는 주입에 의해서 가연성가스의

공학/기술| 2004.06.12| 9페이지| 1,000원| 조회(783)

재료, 건축재료, 목재, 가공품, 목재와가공품

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