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문제 정의
- 또한 Ryu 등(1994)은 1988년 미국과 캐나다에서 도입된 8개 산지의 종자에 대해 유적적인 외형적 생장변이를 조사하여 우리나라에 적합한 우수산지를 규명한 바 있다. 따라서 본 연구에서는 아직 대부분이 미성숙재이나 이들에 대해 그간의 수고 생장과 흉고직경 생장과의 추이를 조사하고, 생장특성과 재질특성의 관계를 규명하여, 추후 성숙재가 되어 벌기령에 도달하였을 시 재질적으로도 우수한 종자의 산지를 규명하는데 필요한 기초자료를 얻는데 연구의 목적이 있다.
- 본 연구는 5개 종자 산지(Carleton, Simcoe, Chat-ham, Bancroft, Unknown)의 루브라참나무를 대상으로 물리 역학적 강도의 관계를 조사하여 생장속도와 목재의 재질관계를 규명하고, 또한 목재의 합리적 이용을 위한 기초 자료를 얻고자 수행하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
제안 방법
- 공시목의 흉고부위에서 두께 10 cm의 디스크 채취 후 수로부터 2(T) × 2(R) × 2(L) (cm)의 시편을 연속 제작하였으며, 이때 변재부의 시편은 Carletont 산지에서만 제작할 수 있었다.
- 공시목의 흉고부위에서 두께 10 cm의 디스크 채취 후 수로부터 2(T) × 2(R) × 2(L) (cm)의 시편을 연속 제작하였으며, 이때 변재부의 시편은 Carletont 산지에서만 제작할 수 있었다. 또한 제작 시에는 측면에 방사단면과 접선단면이 정확하게 노출되도록 하였다. 수축율 시편 제작과 측정은 KS F 2203에 준하였다.
- 압축강도, 휨강도, 전단강도, 충격휨흡수에너지 및 경도는 한국산업규격 목재의 시험 방법 통칙(KS F 2201)에 준하여 재료를 선정한 후 각각의 한국산업규격에 맞게 시료제작 및 측정을 하였다. 시편 제작은 심재부에서는 모든 산지에서 제작되었으며, 변재부에서는 흉고직경이 큰 일부 산지에서만 제작되었다.
대상 데이터
- 공시목은 2012년 8월 29일에 전도되었고 2012년 9월 14일에 흉고부위에서 두께 10 cm의 디스크 채취 후 수로부터 2(T) × 2(R) × 2(L) (cm)의 시편을 연속 제작하였다.
- 본 실험에 사용된 루브라참나무(Quercus rubra) 재료는 원산지인 미국과 카나다로부터 1988년 도입된 8개 산지 종자를 1989년 포지에 산지별 발아하여 포지생장 한 것을 1990년 경기도 수원시 임목육종연구소 시험림에 식재한 것이다. 이들 중 2012년 8월 태풍 볼라멘에 의해 전도된 5개 개체이고, 5개 개체중 1개 개체는 산지를 확인할 수 없었다.
이론/모형
- 또한 제작 시에는 측면에 방사단면과 접선단면이 정확하게 노출되도록 하였다. 수축율 시편 제작과 측정은 KS F 2203에 준하였다.
- 이때 대부분에서 변재부의 시편도 제작할 수 있었다. 이들에 대해 생재함수율 측정은 KS F 2199, 밀도는 KS F 2198에 준하였다. 평균연륜폭은 채취된 디스크에서 함수율 및 비중시편 제작전 디스크 상에서 KS F 2202에 준하여 측정하였다.
- 이들에 대해 생재함수율 측정은 KS F 2199, 밀도는 KS F 2198에 준하였다. 평균연륜폭은 채취된 디스크에서 함수율 및 비중시편 제작전 디스크 상에서 KS F 2202에 준하여 측정하였다.
성능/효과
- 1) 생재함수율은 변재 55.50~74.86%, 심재 64.57~87.68% 범위로 변재보다 심재가 높은 것으로 나타났다. 기건비중은 변재 0.
- 2) 전수축률은 접선방향 3.61~14.58%, 방사방향 1.75~9.20%, 섬유방향 0.44~0.84%을 나타냈고 T/R 값은 1.22~2.35범위를 나타냈고. 산지 간에는 생장이 좋을수록 수축률과 T/R율은 높아지는 관계를 나타냈다.
- 3) 압축영계수, 휨강도와 휨영계수 및 충격강도는 산지 간 차이를 보였으며, 생장이 좋을수록 낮아지는 경향을 보였다. 전단강도는 산지 간 차이를 보였으며, 생장이 좋을수록 커지는 경향을 보였다.
- 함수율의 경우 Simcoe, Carleton이 높게 나타났고, Chatham, Bancroft가 중간 값, Unknown이 낮은 값을 나타냈다. Fig. 1은 산지 간 평균연륜폭(생장속도)과 기건비중의 관계를 나타낸 것으로, 심재는 생장이 좋을수록 작아지는 경향을 보였고, 변재는 생장이 좋을수록 커지는 경향을 나타냈다. 생장속도와 비중과의 관계는 Paul(1963)은 환공재의 경우 생장속도가 빠를수록 목재의 밀도가 커진다고 하였고, John 등(1989)은 같은 연령의 나무가 생장속도가 빠른 나무와 생장속도가 느린 나무는 비슷한 비중을 보이는 경향이 있다고도 보고하였다.
- 55 kgf/mm2로 나타났다. 각 단면 간 산지 간에 경도 값의 차이 유무를 알기 위해 던컨테스트를 실시한 결과 경도 값은 삼단면 모두에서 산지 간 유의차가 있는 것으로 나타났다. 횡단면의 경도 값의 경우 Chatham (9.
- Table 3은 산지 간 기건수축률과 전수축률을 나타낸 것이다. 기건 상태까지의 수축률은 접선방향은 3.20~4.78%의 범위로 평균 4.06%, 방사방향 1.27~3.86%의 범위로 평균 2.59%, 길이방향 0.29~1.04%의 범위로 평균 0.75%, 접선방향과 방사방향 수축이방도인 T/R 값은 1.02~2.52의 범위로 평균 1.72를 나타냈고, 전건 상태까지인 전수축률은 접선방향 3.61~14.58%의 범위로 평균 8.27%, 방사방향 1.75~9.20%로 평균 5.24%, 길이방향 0.44~0.84%로 평균 0.61%, T/R 값은 1.22~2.35로 평균 1.76을 나타냈다. 산지 간의 수축률 값에 대한 차이 유무를 알기 위해 던컨테스트를 실시한 결과 기건수축률은 모든 방향에서 유의차를 보이지 않았고, 전수축률은 접선방향과 방사방향에서는 유의차를 나타냈고 섬유방향에서는 유의차를 나타내지 않았다.
- 80으로 루브라참나무는 한국산 참나무보다 기건비중이 약간 낮은 것으로 나타났다. 산지 간에 생재함수율과 비중의 차이의 유무를 알기 위해 던컨테스트를 실시한 결과 생재함수율은 유의차가 있었고 비중도 유의차가 있는 것으로 나타났다. 함수율의 경우 Simcoe, Carleton이 높게 나타났고, Chatham, Bancroft가 중간 값, Unknown이 낮은 값을 나타냈다.
- 35범위를 나타냈고. 산지 간에는 생장이 좋을수록 수축률과 T/R율은 높아지는 관계를 나타냈다.
- 79의 범위를 나타냈다. 산지 간에는 생재 함수율, 비중 모두 차이를 보였으며, 비중의 경우 심재는 생장이 좋을수록 작아지는 경향을 보였고, 변재는 생장이 좋을수록 커지는 관계를 나타냈다.
- 산지 간의 각 강도 값의 차이 유무를 알기 위해 던컨테스트를 실시한 결과 압축강도와 압축비례한도에서는 유의차가 없는 것으로 나타났고, 압축영계수에서는 산지 간 유의차가 있는 것으로 나타났다. 압축영계수의 경우 Bancroft가 가장 높은 값을 나타냈고 Carleton, Simcoe, Unknown이 중간 값을 나타냈고 Chatham은 가장 낮은 값을 나타냈다.
- 휨영계수는 심재부가 61,531~102,323 kgf/cm2의 범위로 평균 82,829 kgf/cm2, 변재부가 67,566~73,678 kgf/cm2의 범위로 평균 70,622 kgf/cm2였다. 산지 간의 각 강도 값의 차이를 확인하기 위해 던컨테스트를 실시한 결과 휨강도, 휨비례한도 및 휨영계수에서 산지 간 유의차가 있는 것으로 확인됐다. 휨강도의 경우 Bancroft (1,240 kgf/cm2), Unknown (1,237 kgf/cm2)가 높은 값을 보였고 Simcoe, Carleton, Chatham이 낮은 값을 나타냈다.
- 76을 나타냈다. 산지 간의 수축률 값에 대한 차이 유무를 알기 위해 던컨테스트를 실시한 결과 기건수축률은 모든 방향에서 유의차를 보이지 않았고, 전수축률은 접선방향과 방사방향에서는 유의차를 나타냈고 섬유방향에서는 유의차를 나타내지 않았다. T/R비는 기건 및 전수축율에서 유의차가 있는 것으로 나타났다.
- 22%로 모든 산지에서 심재의 생재함수율이 변재의 생재함수율보다 높게 나타나는 것으로 나타났다. 생재비중은 변재 0.85~1.01의 범위로 평균 0.97, 심재 1.12~1.16의 범위로 평균 1.14, 전건비중은 변재 0.63~0.68의 범위로 평균 0.65, 심재 0.70~0.76의 범위로 평균 0.72, 기건비중은 변재 0.65~ 0.73의 범위로 평균 0.70, 심재 0.74~0.79의 범위로 평균 0.76을 나타냈다. Park 등(2004)은 한국산 참나무과인 굴참나무의 기건비중이 심재 0.
- Table 2는 루브라참나무의 산지 간 생재함수율, 생재비중, 전건비중, 기건비중을 나타낸 것이다. 생재함수율은 변재 55.50~74.86%의 범위로 평균 67.65%, 심재 64.57~87.68%의 범위로 평균 77.22%로 모든 산지에서 심재의 생재함수율이 변재의 생재함수율보다 높게 나타나는 것으로 나타났다. 생재비중은 변재 0.
- 6은 생장과 휨강도와의 관계를 나타낸 것이다. 앞의 휨강도와 흉고직경과의 관계에서 분석한 것과, 또한 압축강도의 분석과 같이 생장이 빠르면 강도가 낮아지는 경향이 있는 것을 확인할 수 있었다. Fig.
- 휨영계수는 Bancroft (102,323 kgf/cm2), Unknown (100,860 kgf/cm2)가 높은 값을 보였고 Simcoe (84,943 kgf/cm2)가 중간정도의 값을 나타냈으며 Carleton (64,490 kgf/cm2), Chatham (61,531 kgf/cm2)이 낮은 값을 나타냈다. 이들을 Table 1의 흉고직경 값과 연계해 분석하면 흉고직경이 작은 Bancroft와 Unknown산지의 개체가 높은 값을 보였고 흉고직경이 큰 산지의 개체가 낮은 값을 나타내는 경향을 보였다. Fig.
- 3) 압축영계수, 휨강도와 휨영계수 및 충격강도는 산지 간 차이를 보였으며, 생장이 좋을수록 낮아지는 경향을 보였다. 전단강도는 산지 간 차이를 보였으며, 생장이 좋을수록 커지는 경향을 보였다. 경도는 세 단면에서 산지 간 차이를 보였으며 생장이 좋을수록 커지는 경향을 나타냈다.
- 종자 산지가 다른 루브라참나무 중 Bancroft산이 가장 좋은 수고생장을 보이고, 세 번째의 흉고직경을 나타내며, 압축, 휨, 경도, 전단, 충격강도 모두 우수하여 생장과 재질면을 고려했을 때 현시점에서 가장 우수한 품종으로 판단된다.
후속연구
- Cho 등(1990)은 루브라참나무의 전단강도는 147 kgf/cm2라고 보고하여 본 조사와는 많은 차이를 보이고 있다. 이것에 대해서는 좀 더 조사가 있어야 할 것으로 생각된다.
- 이상의 결과를 종합하면 본 실험에 이용된 산지가 다른 루브라참나무(24년생으로 대부분 미성숙재 부분) 중 Bancroft산이 가장 좋은 수고생장을 보이고, 세 번째의 흉고직경을 나타내며, 압축, 휨, 경도, 전단, 충격강도 모두 우수하여 생장과 재질면을 고려했을 때 현시점에서 가장 우수한 품종이라고 할 수 있으며, 추후 성숙재의 경우에도 우수한 품종이 그대로 유지되고 있는지를 판단하기 위해서는 이러한 일련의 조사가 앞으로 더 필요할 것으로 생각된다.
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