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CuAz-3처리 리기다소나무 제재목을 이용한 구조용 집성재 성능 평가
Performance of Structural Glulam Laminated with CuAz-3 Preservative Treated Lumber 원문보기

목재공학 = Journal of the Korean wood science and technology, v.39 no.6, 2011년, pp.521 - 530  

김광모 (국립산림과학원 녹색자원이용부 재료공학과) ,  엄창득 (국립산림과학원 녹색자원이용부 재료공학과) ,  이상준 (국립산림과학원 녹색자원이용부 재료공학과)

초록
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구조용 집성재의 시장 수요가 확대되고 다양화되면서 교량이나 파고라와 같이 외기에 노출되는 조건에서 사용하기 위한 고 내구성 구조용 집성재에 대한 시장 요구가 증가할 것으로 예견된다. 따라서 본 연구는 국산 침엽수재로 제조되는 구조용 집성재에 적합한 방부처리 기술 및 기준을 개발하기 위한 목적으로 진행되었다. 본 연구에서는 방부처리된 국산 리기다소나무 제재목을 이용하여 구조용 집성재를 제조하고 제조 단계별 생산수율과 KS 품질기준 충족여부를 평가하였다. 방부집성재의 제조수율은 일반 집성재와 큰 차이를 나타내지 않았으며, 목재자원의 효율적인 활용을 위해서는 집성재 제조수율 향상방안과 함께 부산물에 대한 효율적 활용방안도 함께 검토되어야 한다. 리기다소나무 방부처리재의 경우 불균일한 방부약제 흡수량으로 인하여 구조용 집성재 제조용으로 적합하지 않은 것으로 확인되었으며, 집성재 제조 후에 유용성 방부제를 처리하는 방안에 대한 추가적인 검토가 요구되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Nowadays, market demand of structural Glulam is growing and diversifying. The durability of Glulam should be significantly considered when they are intended to apply for out-door use such as timber bridge and pergola. This study was aimed to develop the manufacturing process of preservative treated ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 수율변화의 원인 중에서 방부처리에 의한 부분만을 정량적으로 분리하는 것은 매우 어려웠으며, 그 차이도 크지 않은 것으로 판단되었다. 따라서 방부집성재의 생산과정에서 각 단계별로 발생되는 수율 저하 원인을 확인하고 해결방안을 제시하는 방향으로 연구의 초점을 맞추어 진행하였다.
  • 따라서 향후 증가될 것으로 예견되는 시장 수요를 대비하기 위하여 구조용 방부 집성재 제조에 관한 적합한 처리기준과 품질관리 제도의 마련이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구는 국산 침엽수재로 제조되는 구조용 집성재에 적합한 방부처리 기술 및 기준을 개발하는 것을 목적으로 계획되었다.
  • 그러나 실제 생산현장에서는 기계응력등급 층재를 사용하면서도 외관적인 이유로 인하여 옹이(특히 가장자리에 옹이가 있는 경우)의 상당부분이 제거되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 최대한 현장 조건과 일치시키기 위하여 육안식별층재 4등급에 해당하는 모인옹이 지름비 50% 이상의 옹이 부분을 제거하였다. 현재 국내에서는 대부분의 집성재가 건축물에 사용되면서 구조적인 역할과 함께 내외장재로써의 역할을 함께 담당하기 때문에 외관이 중요하게 고려되고 있지만 이 부분에 대해서는 기준에 명확하게 제시되어 있지 않다.
  • 이상의 결과들을 바탕으로 본 연구에서는 방부처리 목재를 이용하여 실대 크기의 구조용 집성재를 제조하고, 생산된 방부 집성재가 KS F 3021-2005의 품질 기준을 만족하는지 여부를 확인하였다. 또한 방부처리된 구조용 집성재의 시장 경쟁력 확보 가능성을 평가하기 위한 기초 자료로써 제조 단계에 따른 수율분석을 진행하고 그 결과를 함께 제시하였다.
  • 1%로 거의 유사한 결과를 나타내었다. 본 연구에서는 방부처리목재를 이용하여 구조용 집성재를 생산하는데 따른 생산수율의 변화여부와 그 원인을 확인하고자 하였다. 그러나 수율변화의 원인 중에서 방부처리에 의한 부분만을 정량적으로 분리하는 것은 매우 어려웠으며, 그 차이도 크지 않은 것으로 판단되었다.
  • 실제 크기로 제조된 집성재를 집성 후에 유용성 방부약제로 처리할 수 있는 시설이 국내에는 아직 갖춰져 있지 않기 때문에 본 연구에서는 현재 국내에서 데크나 조경용재로 많이 이용되고 있는 CuAz, ACQ 등의 수용성 방부약제로 처리된 방부목재를 이용하여 구조용 집성재를 제조하는 방안을 검토하였다. 리기다소나무 소시편을 대상으로 진행한 선행연구를 통해 사용환경범주 H3 (국립산림과학원 고시 2009-07) 기준으로 CuAz이나 ACQ, CuHDO 등의 수용성 방부약제를 처리한 목재의 경우 구조용 집성재 제조에 적합한 전단접착력 및 접착내구성이 발현되며, 방부처리된 목재의 접착성능은 처리약제의 종류보다는 방부처리에 의해 목재 내부에 잔류되는 산화구리(CuO)의 양에 의존하는 것으로 확인되었다(Kang et al.
  • , 2011). 이상의 결과들을 바탕으로 본 연구에서는 방부처리 목재를 이용하여 실대 크기의 구조용 집성재를 제조하고, 생산된 방부 집성재가 KS F 3021-2005의 품질 기준을 만족하는지 여부를 확인하였다. 또한 방부처리된 구조용 집성재의 시장 경쟁력 확보 가능성을 평가하기 위한 기초 자료로써 제조 단계에 따른 수율분석을 진행하고 그 결과를 함께 제시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
구조용 집성재의 장점은 무엇인가? 구조용 집성재는 단면이 작은 제재목으로부터 생산되기 때문에 건조가 쉽고, 대단면 장스팬의 구조부재 생산이 가능하며, 공학적인 부재 설계과정으로 성능의 변이가 적고 예측이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 최근 국내에서는 목조건축의 수요가 소형 주택에서 강당이나 교량, 공공건축물과 같은 대형 시설물로 확대/다변화되고 있으며, 이에 따라 구조용 집성재의 수요도 급격하게 증가할 것으로 예견된다.
구조용 집성재의 시장 수요가 확대되고 다양화 되면서 무엇을 예상하는가? 구조용 집성재의 시장 수요가 확대되고 다양화되면서 교량이나 파고라와 같이 외기에 노출되는 조건에서 사용하기 위한 고 내구성 구조용 집성재에 대한 시장 요구가 증가할 것으로 예견된다. 따라서 본 연구는 국산 침엽수재로 제조되는 구조용 집성재에 적합한 방부처리 기술 및 기준을 개발하기 위한 목적으로 진행되었다.
방부처리된 국산 리기다소나무 제재목을 이용하여 구조용 집성재를 제조하고 제조 단계별 생산수율과 KS 품질기준 충족여부를 평가한 결론은 무엇인가? 1) 원목으로부터 구조용 방부집성재를 생산하는데 있어 최종 제조수율은 19.1%로 나타났으며, 원목의 제재 단계부터 생산공정을 효율화하고 관련 기준을 현실에 맞도록 보완함으로써 제조수율의 향상이 가능할 것으로 기대되었다. 2) 구조용 집성재의 수요 확대와 함께 목재 자원을 효율적으로 활용하기 위해서는 집성재 생산과정에서 부산물로 얻어지는 제재 잔재, 낮은 등급의 제재목, 톱밥 등의 활용 방안이 함께 검토되어야 한다. 3) 휨시험 과정에서 핑거접합부가 분리되는 문제점이 나타났는데, 이는 길이 10.2 m의 층재를 생산하는 과정에서 접착층의 경화 이전에 가해진 충격에 기인할 것으로 예상되었다. 생산 현장에서 핑거접합부의 불량 발생 여부 확인과 그에 따른 대책 마련이 요구되었다. 4) 리기다소나무 심변재의 방부약제 주입 용이성 차이로 방부약제가 불균일하게 흡수되었으며, 이는 집성재 접착면의 접착성을 저하시켜 최종적으로 휨강도가 기준에 미달하는 문제점이 확인되었다. 따라서, 리기다소나무 집성재의 내구성을 높이기 위해서는 집성재 제조 후에 유용성 방부제로 처리하는 등의 방법에 대한 추가적인 검토가 요구되었다.
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참고문헌 (8)

  1. 한국표준협회. 2005. 구조용집성재. KS F 3021. 

  2. 국립산림과학원. 2006. 방부방충처리 목재의 침윤도 및 흡수량 측정 방법. 국립산림과학원 고시 2006-04호. 

  3. 국립산림과학원. 2009. 목재의 방부?방충처리 기준. 국립산림과학원 고시 2009-07호. 

  4. 김광모, 심국보, 박주생, 김운섭, 임진아, 여환명. 2007. 리기다소나무의 구조용 집성재 이용기술 개발 - 낙엽송 층재와의 혼합 구성을 통한 집성재의 휨성능 향상. 목재공학 35(6): 13-22. 

  5. American Institute of Timber Construction. 2007. Standard for Preservative Treatment of Structural Glued Laminated Timber. AITC 109-2007. 11p. 

  6. American Plywood Association Engineered Wood Systems. 2006. Preservative Treatment of Glued Laminated Timber. APA EWS Technical Note Number S580C. 12p. 

  7. Kang, S. M., G. N. Kim, K. M. Kim, W. M. Koo, D. J. Jung, and K. M. Kim. 2011. Effect of copper contents on bonding strength of preservative treated glulam. 2011 Proceedings of the Korean Society of Wood Science and Technology Annual Meeting: 174-175. 

  8. Lee, S. J., C. D. Eom, and K. M. Kim. 2011. Structural Performance of Finger -Jointed Lumber with Different Joint Configurations. Journal of the Korean Wood Science and Technology 39(2): 172-178. 

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