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흙의 건축 002

: 첨단 기술, 흙공법

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품목정보

품목정보
발행일 2023년 11월 24일
쪽수, 무게, 크기 180쪽 | 150*224*20mm
ISBN13 9791198503510
ISBN10 1198503513

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저자 소개 (1명)

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우리나라 흙에는 실트처럼 가는 모래 성분이 많고, 모래와 자갈 같은 굵은 모래 성분이 적다. 실트는 입자가 작고 비표면적이 커서 많은 물을 함유하고 있다. 그래서 실트는 점토와는 달리 반응에 참여하지 못하고, 함유하고 있는 물을 그대로 증발시켜서 균열이나 강도에 악영향을 미친다. 따라서 모래를 섞거나 점토분이 많은 흙을 골라 상대적으로 실트의 비율을 낮추는 게 중요한데, 점토분이 많은 흙을 구하기는 쉽지 않으므로 모래를 섞는 것이 일반적이다.
---p.15

적절한 입도 분포를 구할 수 있도록 만들어진 것이 표준 입도 분포 곡선이며, 나라별로 차이가 있다. 나라별로 흙의 구성이 다르기 때문인데, 우리 연구진이 십여 년간 실험하여 제안한 입도 분포는 그림1,2, 3과 같다. 입도를 분석한 결과값이 그림에서 보여지는 점선 안에 분포해야 알맞은 입도 분포가 된다.
---p.15

석회 반응은 결합재 이론matrix theory의 대표적인 것으로서, 입자와 입자 사이를 엮어 주는 결합력이 강한 물질의 존재에 의해 응결 현상이 일어나게 한다. 점토분과 외부로부터 투입되는 석회가 반응하는 이온 반응과 포졸란 반응에 의해 나타나는 응결 현상으로서, 회다지가 대표적으로 이 원리를 이용한다. 흙에 석회와 같은 외부 물질이 투여되어야 하는 단점이 있지만, 강도가 높고 물에 강하다. 전통적으로 흙을 단단하게 하기 위해 사용해 왔던 삼화토三和土 원리를 이용하여 흙을 콘크리트만큼 단단하게 만들어 쓰는 방식이다. 주로 구조부나 외부에 사용되며 이러한 고강도 기술은 한국이 강한 분야이기도 하다.
---p.30

흙에 모래와 석회를 적정한 비율로 섞어서 사용하는 방법으로, 왕릉을 조성하거나 집터를
만들 때 사용했다. 석회:흙:모래 비율은 1:1:1을 주로 사용했고, 더 높은 강도를 필요로 하는 곳이나 왕릉 같은 경우는 3:1:1로 석회를 다량 사용하기도 했다. ‘조선 콘크리트’라고 불릴 만한 기술이다. 중국은 흙에 석회와 찹쌀풀을 더해 만리장성에 사용했다. 요즈음에는 고강도 석회의 개발로 인해 1:2:4 비율로 사용하며 더 높은 강도를 필요로 하는 경우에는 1.5:2:4나 2:2:4 비율로 사용한다.
---p.30

포졸란 반응은 흙 속의 실리카(SiO2)나 알루미나(Al2O3)가 석회의 알칼리와 반응하는 것으로서, 고대 로만시멘트나 우리나라의 회다지 등에 쓰였던 반응이다. 그러나 그 반응에 관한 구체적인 분석은 없었는데, 우리 연구진이 다음과 같이 규명했다.
---p.31

흙을 굽게 되면(fusing) 흙의 결합을 이루는 구조가 변하게 되고, 흙이 아닌 전혀 새로운 물질(ceramic)이 된다. 참고로 시멘트도 흙과 석회석을 원료로 하여 만드는데, 높은 온도로 구워서 만들면 흙이 아닌 새로운 물질이 되는 원리와 유사하다. 흙을 구우면, 고온 소성에 의한 흙용융 고착으로 강도가 발현된다. 이런 방식으로 만든 구운 벽돌은 오랫동안 폭넓게 이용되어 왔다. 강도가 높고, 제조 시 흙만을 이용하는 장점이 있다. 반면에 많은 에너지가 소모되고, 흙의 고유 특성이 상실되는 단점이 있다.
---p.37

석회나 천연 유기물질은 흙의 기본 성질을 해치지 않는다. 시멘트나 합성수지는 수화 반응으로 수화 반응 물질을 생성하고 그에 의한 강도 발현(Cementation), 또는 수지막 형성에 의한 코팅 효과로 강도 발현(Imperviousness)이 되어 강도가 높은 장점이 있다. 하지만 결합재에 흙이 둘러싸임으로써 흙의 고유 성질을 잃어버리고, 또 시멘트나 합성수지가 갖는 문제점을 그대로 드러내는 단점이 있어서 되도록 사용하지 않는 게 좋다.
---p.37

최근에는 빗물이 시멘트 보도블록을 통과하여 토양을 오염시키는 문제가 발생해서 이를 해결하기 위해 투수 흙벽돌이 개발되었다. 또한 흙벽돌을 대형화하여 토목 자재로 이용하는 사례도 늘고 있는데, 빗물저류조가 대표적이다.
---p.62

구조체를 이 공법으로 짓게 되면, 그 동안 겪었던 흙의 제약에서 벗어나 다양한 형태와 크기를 갖춘 흙건축을 지을 수 있어서, 흙건축이 획기적으로 발전할 계기가 될 것이다. 이러한 고강도 흙 재료를 써서 일반 시멘트 콘크리트처럼 만든 게 황토 콘크리트이고, 시멘트 콘크리트와 같은 방식으로 타설하여 구조체를 만들 수 있다.
---p.81

실외에 적용되는 흙패널은 기존에 사용되던 시멘트 패널과 같이 사용될 수 있으며, 다양한 색상이나 질감의 표현이 가능하다. 건식 공정으로서 공기 절감의 효과가 있고, 시멘트 사용량을 줄인다는 점에서 지구환경적 측면의 친환경 재료 공법이라고 볼 수 있다. 향후
활발하게 적용이 될 것으로 전망된다.
---p.90

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