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문제 정의
- 5cm의 3%가 균열 제어와 시공면에서 우수한 것으로 판명되어 미장재로서 사용 가능함이 판명되었다. 결과적으로 균열 제어에 있어서 보다 긴 볏짚 사용을 사용하는 것이 미장재를 보강하는 역할에 적합하므로 2cm 3%볏짚을 볏짚 첨가실험의 결과로 도출시키고 이 결과를 토대로 하여 대형면적 미장 실험을 실시하고자 한다. <표 13>에서와 같이 2cm 볏짚을 3%까지 첨가한 미장재의 표면경도는 B까지 견디는 것으로 판명되었다.
- 본 연구에서는 전통 미장 방식에서 발생하는 균열 및 박리 현상을 제어하기 위한 황토 미장재의 성능 개선을 위한 적정 배합 산출 실험을 하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 이상의 결과들로부터 전통 미장의 성능을 개선하기 위한 황토 미장재의 적정 배합 산출을 위한 기초 자료를 마련하였다. 앞으로 황토 미장재의 다양한 표면처리를 위한 기술력 및 시공성을 향상시킬 수 있는 방안의 모색이 필요할 것으로 보이며 추후 심도 있는 연구가 계속 진행되어야 될 것으로 사료된다.
- 이에 본 연구에서는 황토 구성요소들의 물리적 제어를 통하여 전통 황토 미장 방식에서 발생하는 균열 및 박리 현상을 제어하기 위해 황토 미장재의 적정 배합을 산출하고 이러한 연구 결과를 토대로 황토 미장재의 적용성과 실용화를 위한 기초 연구 자료를 제공하는데 그 목적이 있다.
가설 설정
-
(3) 원적외석 방사율이 높다.
제안 방법
- 45×50×0.9cm로 미장하여 7일 경과후의 실험체를 디지털 카메라로 촬영하여 캐드 프로그램으로 균열의 총 길이를 합산하고 최대 균열 폭을 구한다.
- KS L 5105에 의거하여, 황토와 모래를 실험인자에 의해 각기 다른 배합(1:9~9:1)으로 배합하여 5×5cm의 큐빅 몰드를 제작하여 재령 7일, 14일, 28일 동안 항온 항습기에서 양생된 시편을 전자식 압축강도 측정기를 통해 압축 강도를 산출한다.
- KS L 5111에 의거하여, 플로 테이블을 사용하여 모르터를 2번에 나누어 각 층당 탬퍼로 20번씩 찧어 플로우 몰드에 채운 후, 15초 동안에 25회 낙하시켰다. 플로우는 가장 넓게 퍼진 부분의 지름과 그것에 직각되는 지름을 측정하여 표시하였으며, 측정한 플로우 값에 의해 시공 능력 정도를 설정하였으며, <표 5>과 같이 시공정도를 A, B, C, D, E로 나타낸다.
- 황토의 입도 분포는 황토미장에 있어서 강도, 균열 등과 많은 상관관계를 갖는 것으로 사료되므로 실험에 앞서 황토, 마사토, 모래의 입도를 파악하였다. 마사토는 모래 질의 함유량이 높은 흙으로 모래에 대한 입도 비교를 위해 실시하였다. <그림 2>에서 보는바와 같이 황토에 대한 모래와 마사토의 입도 분포 곡선은 거의 동일하게 나타났다.
- 본 실험은 황토미장재의 적정 배합을 도출하기 위한 실험으로 먼저 황토:모래의 적정 배합을 찾은 다음 볏짚을 첨가하는 실험을 실시하였다.
- 결과를 종합해 보면 균열 제어 측면에서 4:6배합도 가능하나 마감면 처리 등의 시공성을 고려할 때 5:5 배합이 기본 미장 배합으로서 가장 적당할 것으로 사료된다. 표면경도의 측정은 미장재료의 균열 제어가 이루어진 적정배합의 것을 실시하였으며, 실험결과 적정배합으로 확인된 5:5 배합의 표면경도를 측정하였다. 그 결과는 <표 8>와 같이 B까지 견디는 것으로 나타났다.
- 플로우는 가장 넓게 퍼진 부분의 지름과 그것에 직각되는 지름을 측정하여 표시하였으며, 측정한 플로우 값에 의해 시공 능력 정도를 설정하였으며, 과 같이 시공정도를 A, B, C, D, E로 나타낸다.
- 황토와 모래를 실험인자에 의해 각기 다른 배합(1:9~9:1)으로 배합하여 45×50×0.9cm로 미장한 후 7일 경과 후 미장면을 일부 절취 하여 표면 경도를 과 같이 표면경도 측정기를 사용하여 연필심을 일정하게 깎아 5회씩 긁어 실험체의 경도를 실험하여 결과를 측정한다.
- 황토와 모래의 비율을 1:9～9:1까지 9수준으로 하여 황토와 모래의 적정 배합을 찾은 다음 볏짚의 길이를 3cm～0.25cm, 첨가량을 0%～5%로 하여 볏짚의 적정 길이와 첨가량을 도출하는 실험을 실시하였으며, 균열길이, 최대 균열폭, 표면경도, 시공성(부착정도)의 측정 실험을 하였다. 실험 인자 및 수준은 <표 6>와 같다.
- 황토의 입도 분포는 황토미장에 있어서 강도, 균열 등과 많은 상관관계를 갖는 것으로 사료되므로 실험에 앞서 황토, 마사토, 모래의 입도를 파악하였다. 마사토는 모래 질의 함유량이 높은 흙으로 모래에 대한 입도 비교를 위해 실시하였다.
대상 데이터
- 전남 무안군 현경면 일대 도자기 체험장 내에 위치한 3m×3m 크기의 방에 내부 마감을 황토 : 모래 (5:5)의 기본 배합에서 볏짚 2cm, 3%의 적정 배합으로 미장을 실시하였다.
- 전라도 무안군 일대의 볏짚을 사용하였으며, 화학적 성질은 와 같다.
- 전라도 무안에서 채취한 황토를 사용하였으며, 화학적 성분은 과 같다.
- 전라도 해남에서 채취한 강사를 사용하였으며, 물리적 성질은 과 같다.
이론/모형
- KSF 2502(골재의 체가름시험방법)에 의거하여 재료의 입도분포 실험을 실시한다.
성능/효과
- 1) 황토와 모래의 적정 배합을 도출하는 실험결과는 압축강도의 경우 황토의 첨가량이 증가함에 따라 강도는 증가하는 것으로 나타났으며, 균열 또한 황토의 첨가량과 비례하여 증가하는 것으로 나타났으며 시공성의 경우 7:3 배합 이후 시공성이 저하되는 것으로 나타났다. 이를 종합해 보면 황토와 모래의 첨가비가 5:5 배합이 가장 적당한 것으로 나타났다.
- 1cm의 경우 또한 볏짚의 첨가량이 증가함에 따라 균열이 감소하는 것으로 나타났으나 2cm의 경우와 비교해 균열이 증가하는 것으로 나타났다. 첨가량이 3%이상의 경우 균열이 발견되지 않으며, 시공성의 경우 5%이상 첨가시 시공성이 매우 저하되는 것으로 나타났다.
- 2) 기본 배합에 균열 제어를 위한 적정 볏짚 첨가량을 도출하는 실험을 한 결과는 황토 : 모래(5:5)의 기본 배합에서 볏짚의 길이는 0.5cm ~ 2cm에서 3% 이상의 볏짚을 첨가하였을 때 균열은 발생하지 않았다. 하지만 균열 제어에 있어서는 길이가 긴 볏짚을 사용하는 것이 미장재를 보강하는 역할에 적합하므로 2cm의 볏짚이 가장 적당할 것으로 사료되며, 볏짚 첨가량은 3%가 적당한 것으로 나타났다.
- 3) 대형면적 미장 실험 결과 시공적인 측면에서 부착성 및 마감성은 충분한 성능을 나타내었고 또한 황토 미장에 따르는 균열 및 박리 현상을 적절히 제어하였다. 다만 시공상 기상 변수(눈, 강풍, 온도변화)에 따른 약간의 미세 균열이 발생하였으나 이러한 균열들은 재벌, 정벌을 거듭하면서 제어할 수 있을 것으로 사료된다.
- 실험 결과 압축강도의 경우 황토의 첨가량이 증가함에 따라 강도는 증가하는 것으로 나타났으며, 시공성의 경우 5:5～6:4 배합에서 좋은 작업성을 보였고, 균열의 경우 황토의 첨가량이 증가함에 따라 균열의 발생은 증가하는 것으로 나타났으며 6:4 배합 이후에 균열의 발생이 증가하는 것으로 나타났다. 결과를 종합해 보면 균열 제어 측면에서 4:6배합도 가능하나 마감면 처리 등의 시공성을 고려할 때 5:5 배합이 기본 미장 배합으로서 가장 적당할 것으로 사료된다. 표면경도의 측정은 미장재료의 균열 제어가 이루어진 적정배합의 것을 실시하였으며, 실험결과 적정배합으로 확인된 5:5 배합의 표면경도를 측정하였다.
- 볏짚의 첨가량이 증가함에 따라 균열은 감소하는 것으로 나타났으며 3%이상 첨가시 균열은 발견되지 않았다. 그러나 시공성의 경우 볏짚을 첨가량이 증가함에 따라 시공성이 저하되는 것으로 나타났으며, 4%이상 첨가시 시공성이 매우 저하되는 것으로 나타났다.
- <그림 8>는 기존의 단순한 황토 미장과 적정배합 미장을 비교하여 나타낸 것이며 균열이나 면의 마감성 등에서 우수한 결과를 나타내었다. 대형면적 미장 실험을 통하여 미장 전문공의 의견을 수렴해 본 결과 미장재의 점착력이 우수하여 시멘트 미장 때와는 약간 다른 면모를 보이나 극히 미세한 부분이었고 시공성 면에서 부착성과 마감성 등에서 시멘트 미장과 크게 다른 점을 느끼지 못하는 것으로 판명되었다. 일반 황토 미장에서 발생하는 갈라짐 및 터짐에 의한 균열은 초벌 상태에서 완벽히 제어하였으며 기상 변수(눈, 강풍, 온도변화)에 따른 미세 균열은 덧 먹임 작업으로 완전 보수하였다.
- 25cm 볏짚을 1~3%까지 첨가한 미장재가 아주 좋은 결과로 나타났다. 따라서 2cm 볏짚의 3%, 1cm 볏짚의 3%, 0.5cm의 3%가 균열 제어와 시공면에서 우수한 것으로 판명되어 미장재로서 사용 가능함이 판명되었다. 결과적으로 균열 제어에 있어서 보다 긴 볏짚 사용을 사용하는 것이 미장재를 보강하는 역할에 적합하므로 2cm 3%볏짚을 볏짚 첨가실험의 결과로 도출시키고 이 결과를 토대로 하여 대형면적 미장 실험을 실시하고자 한다.
- 다만 시공상 기상 변수(눈, 강풍, 온도변화)에 따른 약간의 미세 균열이 발생하였으나 이러한 균열들은 재벌, 정벌을 거듭하면서 제어할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 물 첨가량을 높일수록 처짐에 의한 균열이 다수 발생하는 것으로 판명되어 물의 첨가량은 최대한 적정 배합 비에 맞추는 것이 좋을 것으로 사료된다.
- <표 9>를 보면, 황토의 첨가량이 증가함에 따라 균열의 발생은 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 6:4 이후의 배합에서 균열 발생이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이는 황토의 첨가량이 증가함에 따라 가소성을 갖기 위한 필요수량이 증가하여 건조시 수분증발에 의한 빈 공극의 발생으로 균열이 생성되는 것으로 사료된다.
- 볏짚의 첨가량이 3%이하일 경우 첨가량이 증가함에 따라 균열은 증가하는 것으로 나타났으며 첨가량이 4%일 경우 균열이 가장 작은 것으로 나타났다. 시공성의 경우 모든 배합이 좋은 시공성을 갖는 것으로 나타났다.
- 볏짚의 첨가량이 증가함에 따라 균열은 감소하는 것으로 나타났으며 3cm의 경우와 비교해 균열길이가 짧게 나타났다. 첨가량이 3%이상일 경우 균열이 발견되지 않았 으며, 시공성의 경우 5%이상 첨가시 시공성이 매우 저하 되는 것으로 나타났으며, 3cm의 경우와 비교해 시공성이 좋은 것으로 나타났다.
- 25cm를 제외한 나머지 인자에서는 토분대비 3% 이상의 볏짚을 첨가 하였을 때 균열은 발생하지 않았다. 시공면에서는 토분대비 3cm 볏짚을 1%첨가한 것과 2cm 볏짚을 1%~3%까지 첨가한 것, 1cm 볏짚을 1%~3%까지 첨가한 것, 0.5cm 볏짚을 1~3%까지 첨가한 것, 0.25cm 볏짚을 1~3%까지 첨가한 미장재가 아주 좋은 결과로 나타났다. 따라서 2cm 볏짚의 3%, 1cm 볏짚의 3%, 0.
- 실험 결과 압축강도의 경우 황토의 첨가량이 증가함에 따라 강도는 증가하는 것으로 나타났으며, 시공성의 경우 5:5～6:4 배합에서 좋은 작업성을 보였고, 균열의 경우 황토의 첨가량이 증가함에 따라 균열의 발생은 증가하는 것으로 나타났으며 6:4 배합 이후에 균열의 발생이 증가하는 것으로 나타났다. 결과를 종합해 보면 균열 제어 측면에서 4:6배합도 가능하나 마감면 처리 등의 시공성을 고려할 때 5:5 배합이 기본 미장 배합으로서 가장 적당할 것으로 사료된다.
- <그림 4>에서 보는 바와 같이 황토의 첨가량이 증가함에 따라 시공성은 향상되는 것으로 나타났으며 7:3배합 이후부터는 시공성이 저하되는 것으로 나타났다. 이는 황토의 첨가량이 증가함에 굵은 모래 입자들 사이를 미세한 황토 입자가 채움으로써 볼베어링 역할을 하게 되어 작업성이 좋아지는 것으로 사료되며, 황토의 첨가량이 너무 많을 경우 배합의 성질이 액상에 가까워짐에 따라 유동성은 좋아지나 접착력이 감소하여 시공성은 저하되는 것으로 사료된다.
- 1) 황토와 모래의 적정 배합을 도출하는 실험결과는 압축강도의 경우 황토의 첨가량이 증가함에 따라 강도는 증가하는 것으로 나타났으며, 균열 또한 황토의 첨가량과 비례하여 증가하는 것으로 나타났으며 시공성의 경우 7:3 배합 이후 시공성이 저하되는 것으로 나타났다. 이를 종합해 보면 황토와 모래의 첨가비가 5:5 배합이 가장 적당한 것으로 나타났다.
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4) 0.5cm 볏짚 첨가실험
첨가량이 1%일 경우 균열이 증가하나 2%이상일 경우 균열은 감소하는 것으로 나타났다. 첨가량이 3%일 경우 균열이 발견되지 않았으며 시공성의 경우 1cm와 비슷하게 나타났다.
- 1cm의 경우 또한 볏짚의 첨가량이 증가함에 따라 균열이 감소하는 것으로 나타났으나 2cm의 경우와 비교해 균열이 증가하는 것으로 나타났다. 첨가량이 3%이상의 경우 균열이 발견되지 않으며, 시공성의 경우 5%이상 첨가시 시공성이 매우 저하되는 것으로 나타났다.
- 볏짚의 첨가량이 증가함에 따라 균열은 감소하는 것으로 나타났으며 3cm의 경우와 비교해 균열길이가 짧게 나타났다. 첨가량이 3%이상일 경우 균열이 발견되지 않았 으며, 시공성의 경우 5%이상 첨가시 시공성이 매우 저하 되는 것으로 나타났으며, 3cm의 경우와 비교해 시공성이 좋은 것으로 나타났다.
- 5cm ~ 2cm에서 3% 이상의 볏짚을 첨가하였을 때 균열은 발생하지 않았다. 하지만 균열 제어에 있어서는 길이가 긴 볏짚을 사용하는 것이 미장재를 보강하는 역할에 적합하므로 2cm의 볏짚이 가장 적당할 것으로 사료되며, 볏짚 첨가량은 3%가 적당한 것으로 나타났다.
후속연구
- 이러한 실내오염의 원인은 경화한 시멘트에서 발생하는 암모니아, 마감재로 사용되는 벽지나 바닥, 페인트 등의 주원료와 접착제 등에서 뿜어져 나오는 포름알데히드 등에 기인한다. 또한 이러한 재료에서 배출되는 유해가스는 오염된 공기와 더불어 실내에 확산되고, 적절한 환기가 이루어지지 않는다면 그 심각성은 더할 것이다.
- 이상의 결과들로부터 전통 미장의 성능을 개선하기 위한 황토 미장재의 적정 배합 산출을 위한 기초 자료를 마련하였다. 앞으로 황토 미장재의 다양한 표면처리를 위한 기술력 및 시공성을 향상시킬 수 있는 방안의 모색이 필요할 것으로 보이며 추후 심도 있는 연구가 계속 진행되어야 될 것으로 사료된다.
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