목재

목재의 특징

장점

건물이 경량하고 시공이 간편하다.

비중이 작고 비중에 비해 강도가 크다.

열전도율이 낮다. (보온, 방한, 방서)

내 산, 내약품성이 있고 염분에 강하다.

수종이 다양하고 색채, 무늬가 미려하다.

단점

고층 건물이나 큰 Span의 구조가 불가능하다.

착화점이 낮아서 비네 화적이다.

내구성이 약하다.

함수율에 다른 변형 및 팽창 수축이 크다.



침엽수와 활엽수

침엽수 : 사계절이 있는 온대 이북 지방에 분포

소나무, 전나무, 삼나무, 측백나무, 낙엽 송, 잣나무

활엽수 : 열대에서 온대에 걸쳐 폭넓게 분포

참나무, 단풍나무, 느티나무, 밤나무, 호두나무



목재의 비중

목재의 비중은 섬유질과 공극률에 의하여 결정된다.

비중이 크면 공극률이 작아진다.



목재의 함수율

함수율 = 건조전중량-절대 건조 시 중량/절대 건조 시 중량 * 100%

함수율에 의한 재질 변화

목재나 수분의 감소는 수축, 균열의 원인, 세포 수의 증감에 따라 수축 및 팽창 현상이 나타난다.

섬유포화점 : 목재 내의 수분이 증발 시 유리수가 증발한 후 세포 수가 증발하는 경계점

섬유포화점 이하에서 목재의 수축, 팽창 등 재질의 변화가 일어나고 섬유포화점 이상에서는 변화가 없다.

목재의 강도 : 섬유포화점 이하에서 함수율이 감소하면 강도는 증가하고 탄성은 감소하며 섬유포화점 이상에서는 불변한다.



목재의 수축과 팽창

목재나 수분의 감소는 수축, 균열의 원인, 세포 수의 증감에 따라 수축 팽창 현상이 나타난다.

섬유포화점 이상의 함수율에서는 수축과 팽창은 생기지는 않으나, 섬유포화점 이하에서는 함수율에 비례하여 수축 팽창한다.

변제는 심재보다, 추자는 춘데 보다, 활엽수가 침엽수보다 신축이 더 크다.



목재의 수축 및 팽창을 줄이는 방법

기건상태 이상으로 건조한 목재를 사용한다.

가능한 한 곧은결 목재를 사용한다.

될 수 있으면 가벼운 목재를 쓰고, 고온 처리 과정을 거친 목재를 사용한다.

사용하는 재의 뒤쪽을 미리 홈을 파둔다.

저장 중에 공기의 습도를 일정하게 유지한다.



열전도

열전도율은 섬유방향, 목재의 비중, 함수율에 따라 변화한다.

겉보기 비중은 작은 다공질의 목재가 열전도율이 낮다



목재의 역학적 성질

목재의 강도 순서

인장강도, 휨강도, 압축강도, 전단강도

허용 강도 : 목재의 최고 강도의 1/7 ~ 1/8 정도

섬유 평행강도가 섬유 직각 방향의 강도보다 크다.

허용응력도 : 목재의 파괴강도를 안전율로 나눈 값.



목재의 건조

목재 건조의 목적

목재의 중량을 가볍게 한다.

부패나 충해를 방지한다.

강도를 증가시킨다.

수축이나 균열, 변형이 일어나지 않게 한다.

도장이나 약재 처리가 용이하게 한다.

목재는 건조 기간을 단축하기 위하여 목재 건조 시 생재를 수중에 일정 기간 침수시킨다.

목재의 건조 방법

대기 건조법

침수건조법 : 생목을 수중에 약 3~4주간 이상 수침시켜 수액을 뺀 후 대기에 건조하는 방법으로서 건조 기간을 단축할 수 있다.

인공건조법 : 열기건조법, 증기건조 법, 진공건조 법, 전기건조법, 표면 탄화법, 건조 제법



목제의 부패조건

온도 : 25도~35도가 가장 적합하며 4도 이하 45도 이상은 거의 번식하지 못한다.

습도 : 80~85% 정도가 적합하고, 20% 이하에서는 사멸 또는 번식이 중단된다.

공기 : 호기성이기 때문에 완전히 수중에 잠기면 부식되지 않는다.



방부제의 종류

유성방부제

크레오소트 오일 : 방부성이 우수하고, 화기 위험, 철재 부식이 적다.

천 리째의 강도 저하가 없다. 악취가 나고, 흑갈색으로 외관이 불미하므로 눈에 보이지 않는 토대, 기둥 등에 이용된다.

콜타르 : 가열 도포하며 흑갈색으로 위에 페인트 도장이 불가능하다.

아스팔트 : 가열 도포하며 흑색이다.

페인트 : 피막형성, 방습, 방부 효과가 좋으며 착색이 자유로워 미관이 좋다.



수성 방부제

황산구리 : 방부성은 좋으나 철재를 부식시키고 인체에 유해하다.

염화아연 : 목질부를 약화하고 전기전도율이 증가하며 비 내구적

연화 제2수는 용액 : 철재를 부식시키고 인체에 유해하다.

불화 소오다 : 철재나 인체에 무해하며 페인트 도장이 가능하나 내구성이 부족하다.

유용성 방부제

목재에 관한 방 부력이 가장 우수하고, 무색제품이 생산되며 침투성도 매우 양호한 수용성, 유용성 겸용 방부제이다.



목제의 제품

합판

단판을 357매 등의 홀수로 섬유방향이 직교하도록 접착제를 붙여 만든 것이다.

함수율 변화에 의한 뒤틀림, 신축 등의 변형이 적고 방향성이 없다.

일반 판재에 비해 균질하고, 강도가 높으며, 넓은 단판을 만들 수 있다.

곡면 가공하여도 균열이 생기지 않고 무늬도 일정하다.

표면가공법으로 흡음 효과를 낼 수 있다.

용도 : 내장용, 거푸 집재 및 창호재

집성목재

두께가 15~50mm의 판자를 여러 장으로 겹쳐서 접착시킨 것

판을 섬유방향과 평행으로 접착한 것으로 판이 홀수가 아니라도 된다.

목재의 강도를 인공적으로 자유롭게 조절할 수 있다.

응력에 따라 필요한 단면을 만들 수 있다.

건조 도가 균일하며 건조균열 및 변형을 피할 수 이싿.

경량 단면의 구조재료를 설계, 제작할 수 이싿.

방부성, 방충성, 방화선이 높은 인공목재 제조가 가능하다.

경질섬유판

가로, 세로의 신축이 거의 같으므로 비틀림이 작다.

표면이 평활하고, 내마모성이 크며, 경도가 크다.

시공이 용이하며 구멍 내기, 휜 등도 가능하다.

파티클 보드

톱밥, 대팻밥, 나무 부스러기 등의 목재 소편을 원료로 충분히 건조한 후 합성수지 접착제 등을 첨가 혼합하고 고열 고압으로 처리하여 나무섬유를 고착시켜 만든 견고한 판으로 칩보드라고도 한다.

강도의 방향성이 없으며 큰 면적을 얻을 수 있다.

두께는 자유로이 만들 수 있다.

표면이 평활하고 경도가 크다.

방충, 방부성이 좋다.

음 및 열의 차단성이 우수하다.

용도 : 상판, 칸막이벽, 가구 등에 사용

코펜하겐 리브

두께 5cm, 나비 10cm 정도의 긴 판에다 표면을 리브로 가공한 것

음향 조절 효과, 장식 효과가 있다.

용도 : 강당, 극장, 집회장 등의 천장이나 내벽

MDF

섬유질, 특히 장섬유를 가진 수종의 나무를 분쇄하여 섬유질을 추출한 후 양 표면용과 CORE용의 섬유질을 분리하고 접착제를 투입하여 층을 쌓은 후 Press로 눌러 표면 연마 처리한 제품을 말한다.

톱밥을 압축 가공해서 목재가 가진 리그닌 단백질을 이용하여 목재 섬유를 고착시켜 만든 것이다.

습기에 약하고 무게가 많이 나가지만 마감이 깔끔한 인조 목재판이다.