실내건축기사 필기: 건축재료 이론과 요점 정리

4. 건축재료

* 열전도율(㎉/mh℃) : 단위두께의 재료 양측표면 온도차가 1℃일 때, 단위시간당

                     그 물체의 단위면적을 통과하는 열량. 물>목재>공기

* 소성 : 외력이 작용하면 변형이 생기고 외력을 제거하면 원상태로 되지않고 변형된 그대로 있는 성질.

* 강성 : 외력을 받아도 잘 변형되지 않는 성질.

* 탄성 : 외력을 받아 변형되어도 다시 복원되는 성질.

* 취성 : 외력을 받아도 변형되지 않거나 극히 미세한 변형을 수반하고 파괴되는 성질.

* 심재 : 함수율이 적으며 견고성 높다.

* 변재 : 건조, 수축에 변형되기 쉽고, 내구성이 부족하며 충해, 부패가 심재보다 심하다.

* 곧은결 : 버리는 부분이 많아 값이 비싸며 건조수축으로 인한 변형이 적다.

* 무늬결 : 제재하기 쉽고, 건조 수축으로 인해 변형되기 쉽다.

* 침엽수가 활엽수보다 나이테가 명확하다. 침엽수가 활엽수보다 수축이 작다.

 중량이 큰 목재가 변형이 크다.

* 공극률(V)=(1-r/1.54)×100%.  r=전건비중  1.54=건비중

* 목재의 함수율 : 전건재=0%,  기건재=15%,  섬유포화점=30%

* 목재는 함수율이 낮을수록 강도가 크고, 나무섬유의 평행방향에 대한 강도가 직각방향에 대한 강도보다 크다.  섬유포화점을 넘으면 강도는 일정하지만, 섬유포화점 이하에서 함수율이 감소하면 강도와 인성이 증가한다.

* 목재중의 수분량 : 함수율=(W1-W2)×100/W2

   W1=건조전의 시료중량, W2=절대건조의 시료중량

* 목재의 강도 : 인장강도>휨강도>압축강도>전단강도

* 육송의 강도 : 휨강도>인장강도>압축강도>전단강도

* 목재의 연소 : 인화점 180℃,  착화점 260-270℃,  발화점 400-500℃

* 섬유방향의 압축강도에 대한 섬유직각방향의 전단강도는 70-80%

* 최대강도의 1/7-1/8정도가 허용강도이다.

* 목재 부패균의 활동이 가장 왕성한 조건 : 온도 25-35℃, 습도 70-80%

* 목재의 길이가 규격에 맞게 일정한 것을 정척물이라한다. 정척물 규격은 1.8m, 2.7m, 3.6m이며, 장척물은 4.5m, 5.4m, 6.3m등이 있다.

* 목재 건조의 목적 : 수축, 균열, 뒤틀림, 변형의 방지, 부패균 방지, 강도향상.

* 목재가 건조되면 중량의 1/3이상이 경감된다.

* 구조재로 사용되는 목재의 건조 정도는 함수율 15%이하이며, 가구나 수장재는 10%이하.

* 안장쇠 : 큰보와 작은보 연결철물.

* 감잠이쇠 : 평보와 왕대공

* 듀벨(dubel) : 볼트와 겸용하여 듀벨은 전단력에, 볼트는 인장력에 작용.

* 목재의 방부제

  ㆍ수용성 방부제 : 황산구리 1%용액, 염화아연 3-4%용액, 염화 제2수은 1%용액,

                  불화소다 2%용액

  ㆍ유성 방부제 : 크레오소트유, 콜타르, 페인트, 아스팔트.

* 목재의 방화제 : 제2인산 암모늄, 황산암모늄, 물유리 봉사, 산화안티몬 제품, 염화고무, 염화파라핀, 인산염, 붕산염 제품, 암모니아 염.

* 섬유판 : 연질 섬유판(비중 0.4미만) 반 경질 섬유판(비중 0.4-0.8) 경질 섬유판(0.8이상)

* 경질 섬유판 : 목재의 폐재가 주원료, 연질, 반경질에 비해 강도, 성질 우수.

       1년에 15-20%, 5년에 25-30%정도로 시일이 경과하면 강도의 저하가 있다.

* 1류 합판 제조시 페놀수지, 2류 합판은 요소수지, 3류 합판은 카세인 또는 소백분 접착     제 사용. 합판 제조시 단판(veneer)을 홀수로 겹붙여 접착한다.

* 집성목재 제조시 두께 1.5-5㎝의 목재 단판을 섬유방향으로 붙이며 목재의 파괴시 접착     면이 아닌 목재부분이 파괴된다. 접착제로 요소수지가 많이 쓰이며 내수용으로는 페놀수지가 쓰인다. 곡면의 부재를 만들수있으며, 보나 기둥에 사용할수 있으며 응력에 따라 단면의 크기를 다르게 할수 있다.

* 파티클 보드 : 강도에 방향성이 없다. 방충, 방부성이크다. 균일판을 대량생산가능.

                못, 나사못의 지보력은 목재와 거의 같을 만큼 강하다.

* 인조석 바름의 마무리 방법 : 씻어내기, 갈기, 잔다듬.

* 테라초(대리석의 쇄석)   인조석(화강암의 쇄석)

* 순수 점토일수록 비중이 크고, 불순물이 많을수록 비중이 작다.

* 점토의 압축강도(15-50㎏/㎠)는 인장강도(3-10㎏/㎠)의 5배.

* 점토 제품중 소성온도가 높은 순으로 자기>석기>도기>토기

* 점토 제품중 흡수율이 높은 순으로 자기<석기<도기<토기

* 규조토는 내화점토로 유해물질이 아니다. 시멘트, 혼화재, 보온재, 경량 내화벽돌로 사용.

* 벽돌의 치수

   표 준 형 190× 90×57㎜    (줄눈 : 10㎜, 내화벽돌은 6㎜)

   재 래 형 210×100×60㎜

   내화벽돌 230×114×65㎜

* 벽돌 1급품의 압축강도 : 150㎏/㎠이상, 흡수율 20%이하.

       2급품의 압축강도 : 100㎏/㎠이상, 흡수율 23%이하.

* 다공질 벽돌 : 비중은 1.2-1.7 

   톱질과 못박음이 가능하여 수장용으로사용. 단열 및 방음성은 있으나 강도가 약하다.

* 내화벽돌 내화도

   저급품 : SK26-SK30 : 건축용 굴뚝, 페치카.

   중급품 : SK30-SK33 : 보통품, 일반로.

   고급품 : SK34-SK42 : 고열로, 기타 요업용.

* 도기질 : 흡수율이 커서 외부보다는 실내벽체에 많이 사용됨.

* 타일의 탈락현상과 동해에 의한 내구성 저하를 방지하기위한 접착면은 최소 4㎏/㎠이상 이어야한다.

* 테라코타=구운흙 : 미술적 효과가 크다. 석재보다 가볍고 압축강도는 화강암의 1/2정도이며 풍화에 강하므로 외장에 적당하다. 내화력이 화강암보다 크다.

* 고로(=포촐란)시멘트 : 보통시멘트보다 비중이 작다. 수화열이 적고 화학적 팽창, 수축 균열이 작다. 초기강도가 작고 장기강도가 크며 해수에 저항성이 크다. 응결 시간이 느려지며 블리딩이 적어진다. 해안공사, 대형구조물 공사, 댐공사.

* 포틀랜드 시멘트의 주원료 : 석회암+점토

* 중용열 포틀랜드 시멘트 : 수화열이 보통시멘트보다 적고 조기강도는 보통포틀랜드시멘트보다 낮으나 장기강도는 같거나 약간 높다. 댐이나 원자로의 차폐용으로 쓰인다.

* 리그로이드(탄성이 있어 건물, 선박, 차량등의 마무리 재료로 사용)의 주원료는 마그네시아 시멘트에 톱밥, 코르크가루, 염료를 혼합하여 도장.

* 알루미나 시멘트 : 비중이 매우작고 알칼리에 강하나 산에는 약하다. 수화 발열량이 매우 커서 동기 공사에 쓰이며, 강도발휘속도가 매우 빠르다.

* 마그네시아(산화마그네슘) 시멘트 : 석회석이나 점토등의 불순물을 혼합하여 시멘트 색깔이 특유의 암갈색을 띠게 하며, 시멘트 경화제에 큰 영향을 주지는 않지만 장기적으로팽창과 균열을 가져온다.

* 시멘트가 물과 혼합한후 응결이 시작되는 시간은 1시간후부터 이며 1-10시간이면 응결이끝난다.

* 시멘트의 분말도가 클수록 : 수화작용촉진, 발열량크고 초기강도가 커서 수밀콘크리트가 가능. 시공연도가 좋다. 균열발생이 크고 풍화되기 쉽다. 장기강도 저하.

* 시멘트의 풍화작용은 압축강도를 가장 저하시킨다.

* 시멘트의 강도는 수중양생이 공기중의 습기에 의한 양생보다 크다.

* 보통 시멘트의 강도를 알기위해 7일강도에서 28일 강도를 추정하는 식=0.8K7+170

* 속빈 시멘트 블록 압축강도 : A종(3급)40㎏/㎠, B종(2급)60㎏/㎠, C(1급)80㎏/㎠

* 시멘트 블록의 규격

   기본형 : 390×190×190(150,100)㎜

   장려형 : 290×190×190(150,100)㎜

* 골재의 입도에서 잔골재-5㎜체(No4)를 90%이상 통과(모래)

                  굵은 골재-5㎜체(No4) 90%이상 잔류(자갈)

* 골재의 조립률 : 골재의 입도를 수치로 표시하는 방법, 10개의 체로 체가름 시험,

                 잔골재 조립률은 2.6-3.1, 굵은 골재 조립률은 6-8정도가 좋다.

* 모래의 표준단위 용적중량 : 1.5-1.7t/㎥,  자갈은 1.65-1.7t/㎥, 시멘트는 1.5t/㎥

* 모래의 최대팽창은 중량 8%함유시이며, 35%팽창한다.

* 콘크리트에 사용하는 모래의 염분 허용한도는 0.04%이하

* 콘크리트용 골재 : 견고하고 내화성이 있는 것, 형태의 표면이 거칠고 구형에 가까운 것,  적절한 입도율을 갖출 것, 운모가 다량 함유된 모래는 강도가 작고 쉽게 풍화됨.

* Inundate현상이란 절건 상태의 용적과 습윤상태의 용적이 같고 최저가 되는 현상.

* 콘크리트 시공연도에 영향을 주는 요소 : 단위 수량, 단위 시멘트량, 시멘트의 성질, 골     재의 입도 및 입형, 공기량, 혼화재, 비빔시간, 온도.

* 콘크리트의 워커빌리티(workability:시공연도) : 단위 수량이 많을수록 재료의 분리가 생기므로 시공연도가 나쁘다. 또 온도가 높을수록 슬럼프값이 감소하므로 시공연도가 나쁘다.

* 콘크리트 블록제조시 슬럼프값은 8㎝이하.

* 시공연도를 측정하는 방법 : 슬럼프시험, 다짐계수시험, 구관입시험, 흐름시험,

                             리몰딩시험, 비비시험등.

* 공기량 시험은 콘크리트 품질시험방법.

* 레이턴스 : 블리딩에 의해 콘크리트표면에 올라온 미세한 물질

             (이음콘크리트시 접착강도 감소)

* 블리딩 : 콘크리트 타설후 콘크리트 표면에 수분이 상승하는 현상

             (수평철근의 부착력감소)

* 콘크리트 강도에 영향을 주는 요소 : 물ㆍ시멘트비, 시멘트 종류와 강도, 골재의 입형 및 입도, 골재의 강도, 혼화재, 시공방법, 양생법 및 재령일, 공기량.

* 콘크리트의 압축강도를 100으로 했을 때 전단(25-30), 휨(13-20), 인장(9-12)

* 유리와 보통콘크리트의 열전도비율≒1:2

* 경량 콘크리트 : 기건 비중 2.0이하, 천연 또는 인공 경량골재 사용, 물ㆍ시멘트비 최대     60%, 슬럼프값은 18㎝이하(보통 8-10㎝), 경량콘크리트의 골재는 흡수력이 크므로 배     합전, 표면건조 내부포수상태로 사용함을 원칙으로 한다.

* AE콘크리트 : 공기량이 증가하므로 슬럼프가 증대되며 워커빌리티가 좋아진다. 단위

  수량이 감소하므로 수밀성이 증가된다. 방수성이 좋고 화학작용에 대한 저항성이 크다. 동결 융해 및 건습에 의한 용적변화가 적다. 치기면이 평활하여 제치장 콘크리트 시공 에 적당하다.

   단, 공기량이 많을수록 강도는 저하되고 철근 및 모르타르의 부착력이 저하된다.

* 콘크리트 배합에서 혼화재-AE제, 포촐란, 슬래그, 플라이애시.   혼화제-다렉스.

* 수밀콘크리트 : 물ㆍ시멘트비는 55%이하, 공기량 4%이하. 콘크리트 자체밀도가 높아 내구적, 내수적이다. 배합시 단위수량, 시멘트량은 최소화하고, 굵은 골재량을 늘린다.

* 강은 탄소 함유량이 많을수록 강하고 강도가 증대되며 신도는 감소된다. 탄소 함유량 0.9 -1% 함유시 인장강도는 최대이고 그 이상일 때 경도는 일정. 강은 온도에 따라 강도가 변하는데 100℃이상이 되면 강도가 증가하여 250℃에서 최대가 된다. 휨강도는 180℃에서 최대. 열팽창계수는 콘크리트와 거의 같다.

* 화학 반응에 의한 이온화 경향이 큰 순서

   K-Ca-Mg-Al-Cr-Mn-Zn-Fe-Ni-Sn-Pb-Cu-Hg-Ag

* 스테인리스 스틸 : 철+니켈+크롬의 합금강으로 인장강도, 내식성, 인성 높다.

* 강의 열처리 방법 : 풀림, 불림, 담금질.   단조는 강의 성형방법.

* 순수철 : 대기중에서 착화하면 급격히 부식된다. 습기가 있는 상온에서 부식되어 녹슨다.

           해수, 화학약품에 침식된다. 알칼리에 대하여 침식되지 않는다.

* 철재-연철(순철) : 탄소함유량 0.03%이하

      -탄소강(연강,반경강,경강) : 0.03-1.7%이며 가단성, 주공성, 담금질 효과가 있다.

      -주철 : 1.7%이상, 주공성이 크고 취성이 크다.

* 납 : 내산성이나 알칼리에 침식되므로 콘크리트와의 접촉은 피한다.

       X선 차단효과가 극히 크며, 인장강도는 극히 작다.

* 알루미늄 : 반사율이 극히 크므로 열차단재로 쓰인다.

       내화성이 적고 열팽창이 철의 2배정도. 알칼리에 대단히 약하여 침식된다.

       순도가 높은 알루미늄은 공기중에서 Al2O3의 엷은 피막이 생겨 내부를 보호한다.

* 시라다이징법 : 철 표면에 아연을 삼투시키는 것으로 300-420℃에서 1-5시간동안 처리                   해서 두께가 0.015㎜정도의 층을 얻는 것이다.

* 철재의 표면 방식 처리법 : 유성페인트, 광명단을 도포한다. 시멘트 모르타르로 피복한                                 다. 마그네시아 시멘트 모르타르로 피복한다.

* 목재의 부식 방지법 : 아스팔트, 콜타르를 도포한다.

* 철강재의 탄소 함유량 : 주철(2-5%) 주강(0.1-0.5%) 강(0.04-1.7%) 연철(0.12-0.20%)

* 함석은 철의 표면에 아연을 도금한 것.

* 알루미늄, 납, 두랄루민은 산과 알칼리에 약하다.

* 펀칭 메탈 : 라디에이터 커버나 환기구에 사용되는 철물.

* 미장재료의 경화방식에 따른 분류

  ㆍ수경성-시멘트 모르타르, 순석고 플라스터, 킨즈 시멘트, 인조석, 테라초 현장바름,

           팽창성 재료

  ㆍ기경성-진흙, 회반죽, 회사벽, 돌로마이트 플라스터(마그네시아 석회), 수축성 재료

* 털 여물 : 동물의 털을 가성소다 등으로 처리하여 여물로 쓴다.

* 소석고 : 생석회에 물을 가하면 발열팽창하여 미장재료로 이용. 시공후 유성페인트를 바로 칠할 수 있다. 수경성이며 석회반죽에 비해 경화가 빠르다.

* 미장용 착색제 : 카본블랙, 이산화망간, 산화크롬.

* 경석고 플라스터(무수석고)-일명 킨즈 시멘트

   경석고가 고온 소성한 무수석고이다. 장기에 걸친 수축균열이 적고, 경화후 강도가

  크고, 표면 경도가 커서 광택이있으며 촉진제를 사용한다. 산성이며 금속재료가 부식된다.     그래서 바를 때 스테인리스 흙손을 사용한다. 가격이 비싸다.

* 돌로마이트 플라스터(돌로마이트 석회=마그네시아 석회+모래+여물)

   모래의 염분 함유량에 따라 백화현상이 크게 일어난다. 수증기 및 습기에 약하다. 착색     이 자유로우며 회반죽에 비해 초기강도 및 장기강도가 크다.

   기경성 미장재로 강알칼리성. 경화수축이 매우크다.

* 시멘트 모르타르 : 경화, 건조시 균열이 석고나 석회종류의 미장재료보다 적다.

* 방수 모르타르 : 규산질 모르타르, 발수제 모르타르, 액체방수 모르타르.

* 리그노이드는 마그네시아시멘트 모르타르에 코르크분말, 안료등을 혼합한 바닥포장재용.

* 회반죽 마름용 재료 : 소석회, 해초풀, 삼여물, 모래

* 회반죽 바름의 두께 : 벽 15㎜, 천장 12㎜가 표준이며 1회 6㎜가 표준이다.

* 회반죽 바름을 한 벽체는 공기중의 탄산가스와 작용해서 경화된다.

* 코너비드 : 기둥이나 벽등의 미장작업시 모서리를 보호하기위해 설치하는 것.

* 합성수지의 종류

  ㆍ열경화성수지 : 페놀, 에폭시, 요소, 멜라민, 프란, 실리콘, 알키드, 폴리에스테르.

  ㆍ열가소성수지 : 폴리스티렌, 폴리에티렌, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 염화비닐,

                   초산비닐, 메타크릴, 아크릴.

* 합성수지 도료 : 건조시간 빠르고 도막이 단단하다. 내산, 내알칼리성. 페인트나 바니시  보다 방화성이있어 도막은 인화염려없다. 투명한 합성수지는 선명한 색을 낼 수 있다.

* 실리콘 수지 : 내열성 우수, 전기절연성, 내수성이좋다. 발수성이 있어 방수효과

  우수하며 내알칼리성, 내후성이있다. 도료로 사용한 경우 안료로서 알루미늄분말을

  혼합한 것은 500℃에서 수시간, 250℃에서는 수백시간을 견딘다.

* 요소 수지 : 노화성은 있으나 열탕에는 약하며 공업용보다는 일용품, 장식품에 많이 사용된다. 접착제로는 내수합판에 쓰인다.

 

* 알키드 수지 : 열경화성수지로 포화폴리에스테르 수지라 일컫는다. 내후성, 밀착성, 가요성이 우수하다. 내수성, 내알칼리성이 부족하다. 거의 도료용으로 쓰인다.(래커, 바니시, 페인트 등)

* 폴리스티렌 수지 : 열가소성수지로 벤젠과 에틸렌에서 만들어진다. 무색투명한 액체.

   성형품은 내수, 내화학약품성, 전기 절연성, 가공성 우수.

   유기용제에 침해되기 쉽고 취약한 결점. 벽 타일 천장재, 블라인드, 도료,

  특히 발포제품은 저온단열재등에 사용된다.

* 염화비닐수지는 PVC라고 칭하며 전기절연성과 내약품성 우수, 콘크리트 방수도료로사용.

* 불포화 폴리에스테르수지 : 섬유강화플라스틱(FRP)의 재료.

   산류 및 탄화수소계의 용제에 강하나 알칼리나 산화성 산에는 침해를 받는다.

   용도-아케이드 천장, 루버, 칸막이, 수지 모르타르, 채광재료.

* 적층 플라스틱의 중량대 강도비는 철보다 크다.

* 폴리에틸렌 수지는 도료 및 접착제로 쓰이며 그외에 방수, 방습시트, 전선피복에 쓰임.

* 페놀 수지 : 벽, 덕트, 파이프, 발포 보온관, 전기 통신자재 60%수요.

* 에폭시 수지 : 내약품성이 크고 접착력과 내열성이 커서 고가이다. 구조용 경금속 접착제 및 도료로 사용된다.

* 아크릴 수지 : 투명, 투광이 크고 유연성, 내후성, 내화학약품성 우수. 착색이 자유로우며 자외선 투과율이 높다. 내충격 강도가 유리의 10배이며 채광판유리 대용품이다. 유기유리라고 불린다.

* 리놀륨 : 주원료는 아마인유. 내구력이 비교적 크고 탄력성, 내수성이 좋아 마루 마감재    료중 가장 우수한 것중의 하나로 시공도 용이하며 가격도 비교적 싸다.

* 접착제의 내수성 크기 : 실리콘>에폭시>페놀>멜라민>요소>아교

* 접착제의 접착력 크기 : 에폭시>요소>멜라민>페놀

* 에폭시 수지 접착제 : 접착제중 가장 우수. 금속접착에 적당. 가열하면 접착효과 좋다.

   피막이 단단하고 유연성이 부족하다. 내산성, 내알칼리성, 내수성 우수.

   경화제를 반드시 필요로하고 그 양의 다소가 접착에 영향을 끼친다.

   접착할 때 가압할 필요가 없다. 비싸다.

* 페놀 수지 접착제 : 주로 1류 합판목재제품에 사용한다.

   접착력, 내수성, 내열성, 내한성크다. 전기절연재를 높이기위해 운모첨가.

   내열성에 대하여 석면, 내충격성에 대해서 목면, 마를 첨가한다.

* 멜라민 수지 접착제 : 투명하고 백색이어서 착색될 염려가 없다. 내수성, 내약품성, 내용제성이 우수하며 전기부품 및 목재의 접착에 우수하다. 금속, 고무, 유리에는 부적합.

* 스트레이트 아스팔트 : 신도가 크며 접착력이 강하다. 연화점이 낮고 내구력이 다소 떨어 진다. 지하방수 또는 펙트 침투용으로 쓰임.

* 블론 아스팔트 : 내구력이 크고 연화점이 높으며 온도에 대한 감온성과 신도가 적다.

   지붕방수로 쓰임.

* 도료의 건조시간 : 에나멜>유성>수성>래커

* 에나멜 페인트 : 색채 광택이 우수해 고급도료로 불리며, 도막은 탄성이 있어서 경도가    크고 균열발생 적음.

* 도장 재료의 형성재 : 안료, 보일류, 회석제.

* 광명단 : 금속의 방청 도료로 좋다.

* 바니시 : 기름 바니시, 기름 에나멜 페인트, 휘발성 바니시(래커)

* 오일 바니시(니스) : 무색 또는 담갈색의 투명도료로 유성착색제로 오일스테인을 사용한다. 목재부 포장에 사용되며 옥외에는 별로 쓰이지 않는다.

* 클리어 래커 : 투명도료이므로 투명도장에 쓰이며, 오일바니시보다 도막이 얇고 견고하고 담색의 우아한 광택이 있다.

* 유리 : 비중 2.5정도. 열전도율이 콘크리트의 1/2이다. 강도는 휨강도와 인장강도를

  말함특히 휨강도. 보통유리는 자외선 투과율이 적으며, 자외선 투과유리는 50-90%투과.

   보통유리의 연화점은 740℃, 컬러유리는 1000℃이다.

* 적외선 차단 유리 : 철, 니켈, 코발트 함유.

* 자외선 차단 유리 : 크롬, 세륨, 티타늄 함유.

* 열선 반사 유리 : 금속피막으로 코팅한 것.

* 보통유리가 자외선 투과가 되지않는 것은 유리중에 산화제2철이 있기때문.

* 판유리에 가장 많이 사용되는 유리는 소다석회유리.

* 강화유리 : 판유리를 600℃로 가열했다 급랭시키면 표면수축으로 내응력이 생겨 기계적 성질이 증가하는 유리. 강도는 보통유리의 3-5배로 파편에 대한 위험방지. 온도에 대한 저항성이 크고 가공절단이 불가능하다.

* 프리즘 판유리는 지하실이나 옥상의 채광용으로 적당.

* 유리 경도의 크기 순서 : 컬러유리>소다석회유리>연유리

* 유리면 : 송풍덕트 등에 감아서 열손실을 막는 재료로 값이 싸므로 가장 많이 쓰인다.