건설안전기사 필기 - 건설재료학(목재)

과락이 나올 수 있는 과목입니다. 목표점수를 낮추되 평균점수를 너무 떨어뜨리지 않는 선에서 점수를 잡고 공부합시다. 다행히 실기에는 나오지 않는 과목입니다.

목재의 장, 단점

□ 장점

- 가벼움, 가공이 용이

- 강도와 탄성이 큼

- 열팽창율이 작고, 전기의 부도체

- 산성, 약품 등 염분 등에 저항력이 크다

- 종류가 많고, 외관이 다르며 아름답다.

- 충격, 진동, 소음을 잘 흡수

- 온도에 대한 신축이 크다

□ 단점

- 재질, 강도에 균일성이 없음

- 비틀림이 생길 수 있음

- 큰 치수를 구입이 곤란

- 착화점이 낮아 내화성이 적다

- 흡수성이 크며, 변형되기 쉽고, 부식이 쉽다

- 충해 풍해에 의한 내구성이 떨어짐

□ 목재의 취급단위

- 1자 = 10치 = 30.3cm

- 보드피트 bf = 144in^3

 

목재의 조직

□ 연륜(나이테)

□ 변재와 심재

- 변재 : 무름 / 표피 가까이 / 담색 / 수분을 많이 함유 / 수축 변형이 큼

- 심재 : 단단함 / 수심 가까이 / 암색 / 세포가 고화 / 수분이 적음 / 내구성이 큼

□ 목재의 세포(cell)

- 섬유 : 수목전체의 90~97%를 차지, 가늘고 김

- 도관 : 활엽수에만 있음, 변재에서 수액의 운반역할

- 수선 : 수심에서 사방으로 뻗어있는 수액을 수평이동

- 수지구 : 수지(송진)의 이동이나 저장을 하는 곳

 

목재의 성분

□ 목재의 원소 조성 : 탄소 50%(주성분, 유기물질), 산소 44%, 수소 6%

□ 목재의 성분 : 섬유소 50~60%, 리그닌 25~30%

 

결의종류에 따른 특성

□ 널결(판목) : 나이테에 평행방향으로 켠 목재면의 물결모양 나무결

- 신축이 균일하지 않고

- 곧은결보다 변형이크고, 마모율도 큼

- 제재가 쉽고 아름답다

□ 곧은결(정목) : 나이테의 직각방향으로 평행선상의 나무결

- 신축이 균일

- 널결에 비해 수축변형과 마모율이 적다

- 마무리가 쉽고 널리 사용

 

목재의 비중

□ 기건비중 : 공기중에서 건조 0.3 ~ 0.9 

□ 진비중(실비중) : 공극 미포함 실제부분의 비중 1.54 ~ 1.56

□ 절대건조비중(절건비중) : 수분을 완전히 제거상태 100 ~ 110도

□ 공극율과 비중과의 관계식

공극률  = 1 - (절건비중 / 1.54) x 100(%)

 

함수율

□ 기건재의 함수율 : 공기중에 건조 12 ~ 18% 평균 15%

□ 섬유 포화점 : 섬유자신의 함수율 25 ~ 30% 보통 30%경우

- 함수율 30% 이상은 강도가 같음

□ 함수율에 의한 목재 재질의 변화

- 섬유포화점 이하의 함수 상태에서만 변동이 발생

- 변재는 심재보다 수축이 크고, 활엽수가 침엽수보다 수축이 크다.

- 섬유 포화점 이하에서 함수율의 감소에 따라 강도는 증가하고 탄성은 감소한다.

□ 벌채직후 생채의 함수율

- 심재 40 ~ 100%, 변재 80 ~ 200%

 

열에 의한 성질

□ 목재는 열전도율 및 열 팽창율이 극히 낮다

□ 내화성이 낮다

□ 목재의 연소성

- 100도 : 수분 증발

- 180도 전후 : 열분해 의해 가연성 가스 발생

- 260~270도 : 목재에 불이 붙음(착화점, 화재위험온도)

- 400~450도 : 화기 없이 자연 발화(발화점)

 

목재의 강도

□ 목재의 강도

- 목재강도의 크기 순서 : 인장강도 > 휨강도 > 압축강도 > 전단강도

- 휨강도는 압축강도의 1.75배

- 전단강도는 세로방향 인장강도의 1/10정도

□ 목재의 강도에 영향을 주는 요인

- 비중 : 비중이 클수록 강도가 크다

- 함수율 : 함수율과 강도는 반비례

- 홈 : 홈은 강도가 떨어진다

- 목재수종 : 목재수종에 따라 강도가 큰 것이 있고 작은 것이 있다

□ 목재를 인장재로 사용하지 않는 이유

- 옹이와 마디

- 나이테와 접선방향 인장강도가 작다

- 목재의 이음이 어려움

- 섬유의 변형

□ 목재의 내구성을 감소시키는 원인

- 균류 / 풍화작용 / 곤충류에 의한 충해 / 연소에 의한 화재

 

목재의 방부법

□ 표면탄화법 : 표면을 3~10mm 태움, 방부효과는 1,2번

□ 방부제 사용법

- 도포법

- 주입법 : 가압주입법(가장높음) / 상압주입법

- 침자법 : 담구는법

- 생리적 주입법 : 뿌리에 주입

□ 방부제의 종류

- 수용성 방부제 : 황산동 1% / 불화소다 2% / 염화아연 4% / 염화제2수은 1%

- 유성방부제 : 코올타르 및 아스팔트 / 크레오소트유 / 페인트

- PCP : 방부제 중 방부력이 가장 우수 / 열이나 약재에도 안정 / 페인트 가능

 

목재의 건조

□ 목재의 건조목적

- 수축 균열 변형 방지

- 변색 부패방지

- 강도와 내구성 증진

- 방부재 주입용이

- 열전도성 개선 및 전기 절연성 증가

□ 건조전의 처리법

- 수침법 : 2주 이상 흐르는 물에 담굼

- 자비법 : 열탕에 삶기

- 증기법 : 찜

□ 인공건조방법

 

목재 제품

□ 합판

- 3매이상의 얇은판을 1매마다 섬유바향에 직교(홀수)

- 잘 갈라지지 않고 방향에 따른 강도의 차가 적다

- 판재에 비해 균질

- 큰판 및 곡면판을 만들 수 있음

- 무늬가 좋은 판을 얻을 수 있음

□ 집성목재

- 판을 섬유방향에 평행하도록 붙임

- 판이 홀수가 아니어도 됨

- 합판과 같은 얇은 판이 아니고, 보나 기둥에 사용할 수 있음

- 목재의 강도를 자유롭게 조절 / 건조균열 및 변형등을 피할수 있음

□ 마루판류 : 무늬가 아름다운 나무사용

- 플로링보드 / 플로링블록 / 쪽매널 / 파키트리 보드 / 파키트리 패널 / 패키트리 블록

- 두께는 비교적 자유로이 선택, 표면이 평활하고 경도가 큼

- 가공성이 양호 방충, 방부성이 큼

□ 파티클보드

- 칩보드 : 작은 나무조각을 접착제를 이용 압축, 열압 

- 두께는 비교적 자유로이 선택

- 강도에 방향성이 없음

- 방충 방부성이 큼

□ 코펜하겐 리브판

- 면적이 넓은 강당, 집회장, 극장, 천장 또는 내벽에 붙여 음향 조절, 수장제로 사용