현대 인공 건축 재료의 종류와 특징

철은 수천 년 동안 다른 재료와 결합하여 쓰여 왔습니다. 화학이나 야금학, 물리학의 지식이 증대해지면서 과거 100년 동안에 구조재료의 성질은 본질적으로 개량되었습니다. 이제 현대에 인공 건축 재료들에 대해 알아보도록 하겠습니다. 

 

철이 사용된 인공 건축 재료들

 

첫 번째로 스테인리스 강철은 녹이 슬 우려가 없습니다. 두 번째로 녹슬기 방지 강철은 2, 3년 후에 녹슬기가 멈추고, 녹막이 도장을 필요로 하지 않습니다. 세 번째로 알루미늄 합금은 구조용 강철의 강도를 가지고 있으며, 그 무게는 3분의 1이기 때문에 대단히 가볍고도 튼튼합니다. 

 

철근 콘크리트

 

철근 콘크리트는 콘크리트의 압축강도와 강철의 인장강도가 결합한 재료로서 건축물과 이에 작용하는 하중에 접합시킬 수 있게 여러 가지 모양으로 성형될 수 있습니다. 그래서 구조 설계가 훨씬 자유스럽게 되었는데, 이것은 압연 철강의 단면에서와 같은 기준형의 보와 기둥 고유의 조립보다 훨씬 자유스럽습니다. 보강근은 인장 힘줄의 짜임새처럼 골고루 퍼져서 모래, 시멘트, 물, 자갈을 한 덩어리로 결합합니다. 그리고 그 덩어리는 응결, 경화화여 구조물을 하나의 단일체로 만들게 됩니다. 최근에는 보강근을 짧은 유리나 강철 섬유로 대체되었는데, 이러한 강철 섬유는 콘크리트에 혼합되며, 때로는 자기적으로 인장 응력 방향으로 자리를 잡게 하여 인장에 대하여 균등하게 저항할 수 있는 부재를 만듭니다. 

 

콘크리트는 혼합의 변화에 매우 민감하기 때문에 대건설 사업에 쓰일 때는 전문적인 연구실에서 주의 깊게, 또한 과학적으로 설계가 되어야 합니다. 현장에서 쓰이는 콘크리트는 매회 혼합 때마다 그 배합이 연구실 설계와 일치함을 보증하기 위하여 시험 됩니다. 왜냐하면 사용되는 자갈과 모래의 입도분포와 시멘트의 품질, 물의 분량이 콘크리트의 강도와 경화시간에 실질적인 영향을 주기 때문입니다. 

 

콘크리트가 적절히 보양 되지 않으면, 적절히 응결되지 않아 균열이 생기든지, 극한 강도가 설계강도보다 낮아지기도 합니다. 그럴 경우 수축 균열로 습기와 물이 보강 철근에 도달하여 녹이 슬게 되고, 결국 분해가 됩니다. 

그렇기 때문에 콘크리트의 제조는 다른 화학적인 제조 못지않게 많은 주의를 필요로 하는 정교한 과정이라 할 수 있습니다. 

 

콘크리트의 성질은 혼합조합비와 혼합방법에 따라 매우 달라지기 때문에 여러 가지 종류의 콘크리트가 각기 특정 목적에 맞도록 만들어질 수 있습니다. 예를 들어, 압축강도 843kg/㎠인 콘크리트, 경량골재의 콘크리트, 조강콘크리트 등이 시종일관하게 생산이 됩니다.  

 

P.S. 콘크리트

P.S.콘크리트는 구조부재로 조립한 공장 건물에 많이 사용되는데, 매우 강한 피아 노선을 사용하여 콘크리트가 타설될 철제 형틀의 양쪽 끝에서 잡아당겨집니다. 일단, 굳어진 콘크리트가 텐던을 꽉 쥐고 형틀 양쪽 끝에서 텐던은 풀어지고 내재하여 있던 인장력은 콘크리트를 압축하게 됩니다. 

 

페로 시멘트

 

페로 시멘트는 네르비(Nervi)에 의하여 최초로 성공적으로 사용된 구조재료로서 시멘트 모르타르와 강철망의 결합체입니다. 페로 시멘트에 있어서는 한 변이 0.5인치(1.3cm) 이하의 네모나 구멍이 있는 몇 겹의 철망이 얇은 부재를 가로질러 임의로 채워져 시멘트, 물, 그리고 모래로 된 모르타르 속에 묻히게 됩니다. 그 결과로 된 재료는 우수한 콘크리트의 압축력과 강철의 인장강도를 가집니다. 

 

구조용 플라스틱

 

대부분의 구조용 플라스틱은 보강 유리(glass-reinforced) 재 입니다. 최고 42,000kg/㎠의 인장 강도를 가지는 그라스 파이버가 비행기 부품과 그 밖의 구조부재를 주조하는 에폭시 수지를 보강하는 데 일반적으로 사용이 됩니다. 글라스 패브릭은 구조용 패널을 제조하는데, 사용되는 에폭시와 폴리에스테르 수지에, 그리고 폴리비닐과 큰 공기 지탱 지붕의 막을 구성하는 플라스틱 재료에 인장강도를 부여합니다. 우레탄과 폴리스타이렌 폼은 압축 고가 인장강도가 낮지만 충분한 전단강도를 가지고 있어서 합판이나 석고, 알루미늄 또는 플라스틱의 샌드위치판의 속심으로 쓰이는데, 훌륭한 하중 강도 비와 차열 특성을 가지고 있습니다.