Recently, as people's interest in wood has increased, the use of wood as household and landscape decking materials has increased. As the deck material, imported wood such as synthetic wood, Ipe, and Malas was used in addition to the existing preserved wood, but recently deck use has been activated a...
Recently, as people's interest in wood has increased, the use of wood as household and landscape decking materials has increased. As the deck material, imported wood such as synthetic wood, Ipe, and Malas was used in addition to the existing preserved wood, but recently deck use has been activated as part of the activation of domestic materials. As an important quality factor in the selection of such decking materials, various durability along with weatherability for long - term use is required for maintenance. Generally used tropical hardwoods have excellent weatherability and durability without additional preservative treatment. However, the domestic larch is a wood species with a higher specific gravity and durability than ordinary conifers. However, it has not yet been used as a deck material due to lack of comparative studies on its characteristics. Therefore, hardness and durability of wood were measured using six specimens of Ipe, Massaranduba, Malas, Douglas-fir, Larch and Torrefied-Larch. Density Profile was used to measure the density, and Brinell hardness test and resistance test against momentary impact were carried out for the test of resistance to static load. Also, The hardness and durability of wood were measured by castor test with resistance test against dynamic load, as well as, nail down test by experiment on surface hardness and durability. As a result of the experiment, the hardness was increased in proportion to the density, and it was confirmed that the imported lumber was harder and durable than the domestic larch.
Recently, as people's interest in wood has increased, the use of wood as household and landscape decking materials has increased. As the deck material, imported wood such as synthetic wood, Ipe, and Malas was used in addition to the existing preserved wood, but recently deck use has been activated as part of the activation of domestic materials. As an important quality factor in the selection of such decking materials, various durability along with weatherability for long - term use is required for maintenance. Generally used tropical hardwoods have excellent weatherability and durability without additional preservative treatment. However, the domestic larch is a wood species with a higher specific gravity and durability than ordinary conifers. However, it has not yet been used as a deck material due to lack of comparative studies on its characteristics. Therefore, hardness and durability of wood were measured using six specimens of Ipe, Massaranduba, Malas, Douglas-fir, Larch and Torrefied-Larch. Density Profile was used to measure the density, and Brinell hardness test and resistance test against momentary impact were carried out for the test of resistance to static load. Also, The hardness and durability of wood were measured by castor test with resistance test against dynamic load, as well as, nail down test by experiment on surface hardness and durability. As a result of the experiment, the hardness was increased in proportion to the density, and it was confirmed that the imported lumber was harder and durable than the domestic larch.
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문제 정의
따라서 내구성 실험을 통해 낙엽송을 이용한 데크와 기존의 열대 활엽수재 데크 간의 내구성과 경도를 측정하고 특성을 비교하여 국산재 낙엽송 데크재를 활용하기 쉽게 하는 데에 목적을 두었다.
제안 방법
본 연구에서는 목재의 표면경도를 측정할 표준 안을 연구하고자 현재 목재의 표면경도를 측정하는 방법에 한계가 있는 것으로 사료된다. 그리하여, 정적하중시험(Brinell hardness test), 충격하중시험(Steel ball falling impact test), 동적하중시험(Castor wheel test)을 실시하였으며, 표준시험방법 및 규격에 포함되어있지 않은 방법으로서 ‘표면에 하중을 가하여 못이 들어가는 깊이에 따라 표면경도를 측정방법’ 즉, ‘못박기시험’을 추가 실시하였으며, 아울러 비중(밀도 경사, Density profile)도 측정하였다.
목재의 밀도와 표면 경도⋅내구성의 관계를 검토하기 위해 S사의 독일 GreCon사 DAX5000을 사용하여, 각 시편의 밀도를 측정하였다. 실험 결과는 Table 2와 같이 나타났다.
목재의 순간적 충격에 대한 저항성을 검토하기 위하여, 지름 35 mm, 중량 200 g의 쇠구슬을 1 m 높이에서 시험편 위로 떨어뜨린 후 깊이 표시(depth gage)를 이용하여 깊이를 측정하였다. 시험편의 크기는 길이(L) 300 mm, 너비(W) 80 mm 이상, 두께(D) 20 mm로 제작하였다.
목재의 표면경도와 내구성에 대한 실험으로 만능재료시험기(universal testing machine)를 이용하여 못을 박는 실험(못박기시험, Nail down test)을 실시하였다. 시험편은 길이(L) 80 mm, 너비(W) 50 mm, 두께(D) 20 mm로 제작하였고, 지름 2.
밀도의 측정 방법은 비중은 비중시험편을 별도로 만들어 측정하였고, 경도의 측정방법은 정적하중시험(Brinell hardness test), 충격하중시험(Steel ball falling impact test), 동적하중시험(Castor wheel test), 못박기시험(Nail down test)으로 구분 배치하여 수종 간 비교 실험을 하였다. 모든 실험의 측정 위치는 데크재로 사용될 때 노출되는 접선방향에서 실시하였다.
본 시험은 목재의 기초 조사로서 밀도를 검토하기 위한 방법으로서 일반적으로 MDF 및 PB의 밀도경사를 측정하는데 사용하는 Fig. 1과 같은 비중시험 설비를 S사의 장비를 사용하여 측정하였다.
본 연구에서 정적하중시험(Brinell hardness test), 충격하중시험(Steel ball falling impact test), 동적하중시험(Castor wheel test), 못박기시험(Nail down test)을 통하여 수종별 목재 데크재의 내구성에 대해 측정하였으며, 그 결과는 다음과 같다.
대상 데이터
본 시험의 공시재료는 목재 데크재로서 시중에 유통되고 있는, 이페(Ipe, Tabebuia ipe Standle), 말라스(Malas, Homalium foeti dum Bth), 마사란두바(Massaranduba, Manilkara huberi Ducke), 더글라스퍼(Douglas-fir, Pseudotsuga menziesii), 낙엽송(Larch, Larix leptolepis), 고열처리낙엽송(Heating/200°C, Larix leptolepis)을 사용하였으며, 공시재료의 준비는 국내의 H사로부터 분양받았으며, 공시재료의 성상은 상단 Table 1 및 2와 같이 조사되었다.
이론/모형
목재의 동적하중에 대한 저항성을 확인하기 위해 KS K 4918 및 ISO 2011에 각각 규격과 규정을 준용한 동적하중시험(Castor wheel test)을 실시하였다. 측정기계는 마찰시험기(rubbing tester)를 이용하였고, 바퀴의 이동거리는 200 mm이다.
목재의 정적하중에 대한 저항성을 검토하기 위해 주로 많이 사용해온 방법으로서 KS F 2212에 준용하여 정적하중시험(Brinell hardness test)을 실시하였다.
성능/효과
1. 밀도 측정 결과, 이페(Ipe), 마사란두바(Massaranduba), 말라스(Malas), 고열처리낙엽송(Heating Treatment Larch), 낙엽송(Larch), 더글라스-퍼(Douglas-fir) 순으로 경도의 경향을 나타냈다.
4. 국산목재 나무를 이용한 데크재의 개발을 위해서 고열처리낙엽송(Heating Treatment Larch)과 낙엽송(Larch)에 대한 경도를 측정한 결과, 기존 수입목재들에 비해 높은 경도를 보였으나, 수입목재들에 비해 낮은 경도를 보이고 있어, 차별성을 보이지 못하였다.
후속연구
2. 충격하중시험(Steel ball falling impact test)에서 더글라스-퍼(Douglas-fir)가 밀도가 낮았으나, 쇠구슬에 파인 깊이가 작은 것에 대한 고찰 및 결과에 대해서는 추가검토가 필요한 것으로 사료된다.
본 연구에서는 목재의 표면경도를 측정할 표준 안을 연구하고자 현재 목재의 표면경도를 측정하는 방법에 한계가 있는 것으로 사료된다. 그리하여, 정적하중시험(Brinell hardness test), 충격하중시험(Steel ball falling impact test), 동적하중시험(Castor wheel test)을 실시하였으며, 표준시험방법 및 규격에 포함되어있지 않은 방법으로서 ‘표면에 하중을 가하여 못이 들어가는 깊이에 따라 표면경도를 측정방법’ 즉, ‘못박기시험’을 추가 실시하였으며, 아울러 비중(밀도 경사, Density profile)도 측정하였다.
일반적으로 목재 데크의 수종을 비교할 때 사용자들은 날카로운 물체 또는 손톱으로 목재의 표면에 힘을 가해서 비중과 함께 표면경도를 측정하는데 좀더 수치적으로 수종별 표면경도를 측정하는 연구의 필요성이 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
데크재는 주로 어디에 사용되나?
최근 목재에 대한 국민들의 관심이 증가하면서, 가정용 및 조경용 데크재로써 목재의 사용이 증가하고 있다. 데크재는 야외 테라스나 공원 산책로에 설치되는 일종의 옥외형 마루로써 많이 사용된다. 국내 천연목재 데크재의 시장규모는 14년 기준 약 734억 원이며, 방부목 데크재는 1276억 원, 합성목재 데크재는 526억 원이다(NewTechWood, 2014.
국산재 이용의 활성화 정책으로 낙엽송의 데크재 적용이 활발한 이유는
이러한 데크재의 선택에 있어 중요한 품질요소로는 장기사용에 대한 내후성과 더불어 다양한 내구성이 유지관리 차원에서 요구되고 있다. 일반적으로 사용되고 있는 열대산 활엽수재의 경우 별도의 방부처리 없이 우수한 내후성과 내구성을 가지고 있지만, 국산 낙엽송은 일반 침엽수에 비해 비중과 내구성이 좋은 수종이지만 아직 데크재로써 그 특성에 관한 비교 연구가 부족한 실정이다.
데크재의 선택에 있어 중요한 품질요소는?
이러한 데크재의 선택에 있어 중요한 품질요소로는 장기사용에 대한 내후성과 더불어 다양한 내구성이 유지관리 차원에서 요구되고 있다. 일반적으로 사용되고 있는 열대산 활엽수재의 경우 별도의 방부처리 없이 우수한 내후성과 내구성을 가지고 있지만, 국산 낙엽송은 일반 침엽수에 비해 비중과 내구성이 좋은 수종이지만 아직 데크재로써 그 특성에 관한 비교 연구가 부족한 실정이다.
참고문헌 (10)
KS F 2212. 2004. Hardness test method of wood, General method, Korea Standard.
KS F ISO 9087. 2004. Test method for resistance to drawing nails or screws of wood, General method, Korea Standard.
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KS K ISO 4918. 2011. Elastic, textiles and laminated flooring - castor chair test, General method, Korea Standard.
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Murat KILIC, Erol BURDURLU, Ilker USTA, Umut Ozgur BERKER, Pelin ODUNCU. 2007. Comparative Analysis of the Nail and Screw Withdrawal Resistances of Fir (Abies Mill.), Cherry (Prunus Avium L.), Walnut (Juglans Regia L.) and Oak (Quercus L.) Wood, European Coatings Journal., page: 106 (2007).
Seiji Hirata, Masamitsu Ohta, Yasuo Honma. 2001. Hardness distribution on wood surface, J Wood Sci 47:1-7.
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