|
|
|
|
|
| 강좌 > 석재청소 |
카테고리 총 41개 강좌가 등록되어있습니다. |
|
|
| |
|
|
백화의 발생원인
건축 설계자, 시공자, 건물주, 건물 유지관리자는 주로 벽돌이나 석재를 사용하는 건축물에서 발생 가능한 여러 종류의 백화 모양과 근본적인 발생원인, 성장과정, 제거방법에 대해서 어느 정도 이해하고 있는 것은 매우 중요한 일입니다.
본 기술서에서는 벽돌이나 석재에 나타나는 백화의 여러 가지 발생 원인과 성장 과정에 대해서 간략하게 알아보고자 합니다. 즉, 백화의 근본적인 원인인 수용성 염과 이런 염들에게 활동성을 부여하는 수분의 근원에 대해서 알아보고 벽돌에서 발생하는 다양한 얼룩과 더러움에 대해서 다음과 같이 알아보고자 합니다.
1. 백화란 무엇인가?
2. 어떻게 백화는 발생하는가?
3. 물에 용해될 수 있는 염은 어디에 존재하는가?
4. 염을 녹일 수 있는 물은 어디서 오는가?
5. 물기로 인해 벽돌에 발생될 수 있는 무기염 얼룩은 무엇인가?
1. 백화란 무엇인가?
일반적으로 벽돌 표면에 누적되는 수용성 염들의 결정을 "백화"라고 부릅니다.
이는 단지 보기 흉하고 제거하기 귀찮은 외관상의 문제이지 벽돌이나 석재에 치명적으로 유해한 것은 아닙니다.
백화는 보통 흰색의 얼룩이지만 벽돌에 발생한 흰색 얼룩 모두가 백화는 아닙니다. 또한, 바나듐이나 몰리브덴의 함유량에 따라 녹색이나 황색의 얼룩이 발생할 수 있고 망간의 함유에 따라 갈색의 얼룩이 발생할 수도 있습니다.
특수한 상황이나 조건에서는 벽돌 자체 내부에서 백화가 발생하여 결정이 성장하는 일도 있습니다. 이런 경우에는 벽돌의 구조 결합력이 약해져 벽돌이 쪼개지게 됩니다.
2. 어떻게 백화는 발생하는가?
백화의 발생과정은 매우 많으며 아주 복잡 다양합니다. 그렇지만 한마디로 정리하면 바닷물에서 소금이 만들어지는 것처럼 물에 용해된 염들이 벽돌 표면으로 이동하여 수분은 증발하고 염들이 표면에 석출되는 것입니다.
물에 용해된 염들은 벽돌이나 모르터, 연결부위의 기공을 통해 표면으로 이동되는 것입니다.
백화가 벽돌 표면에 발생하기 위해서는 아래의 조건이 서로 잘 맞아야 합니다.
1) 물에 용해될 수 있는 염들이 있어야 합니다.
2) 장시간 염과 접촉하여 염들을 녹일 수 있는 물이 있어야 합니다.
3) 물에 녹아 있는 염들이 벽돌 표면으로 이동하여 수분은 증발하고 석출된 염들이
표면에 누적되어야 합니다.
상기 세가지 조건에서 알 수 있 듯이 벽돌을 제조하거나 모르터 시공시에 물에 용해 되지 않는 염들을 사용하거나 벽돌에 물이 침투하지 못하게 한다면 백화는 발생하지 않을 것입니다. 하지만 이렇게 하는 것은 거의 불가능하므로 시공하면서 백화의 발생가능성을 최대한 줄이는 것이 백화를 예방하는 최선의 방법입니다.
3. 물에 용해될 수 있는 염은 어디에 존재하는가?
백화는 보통 알카리성이며 화학적 조성은 주로 황화물이나 탄화물이고 간혹 염화물이 발생되기도 합니다. 가장 흔한 것이 나트륨(Na), 칼슘(Ca), 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al)등의 황산염이거나 탄산염들입니다. 염화물은 주로 모르터를 빨리 굳히기 위해서 염화칼슘을 사용하였거나 해사(海沙)를 사용하였거나 벽돌이 해수에 오염되거나 벽돌 세척제로 부적합한 공업용 염산을 사용한 경우에 발생됩니다.
백화는 물에 녹을 수 있는 수 많은 염들의 복합체로 구성되며 이런 염들은 주로 벽돌 자체 성분에, 모르터 성분에, 기타 건축 자재에 존재하며 빗물이나 고여 있는 지표수에도 존재합니다.
1) 벽돌류에 존재하는 염
벽돌(주로 점토벽돌) 자체에 문제가 있어 백화가 발생하는 것은 아주 보기 드문 경우이고 대부분은 벽돌과 함께 사용되는 다른 건축 재료에 염들이 다량으로 존재하기 때문에 백화가 발생되는 것입니다. 벽체를 구성하는 세부 자재별로 염들을 확인하면 아래와 같습니다.
가) 벽돌(점토벽돌)
벽돌 재료 중에는 물에 용해될 수 있는 염들이 일부 있으며 또한 높은 열로 소성되기 때문에 일부 조성이 물에 용해될 수 있는 상태로 변할 수도 있습니다. 이런 벽돌에 물이 침투하면 염들이 물에 녹아 벽돌 표면으로 이동하고 표면에서 물은 증발한 후 염들이 석출되어 누적됩니다.
나) 브럭(백업재로 사용)
내부 벽체를 구성하는 백업재 브럭에는 물에 용해될 수 있는 다량의 염들이 포함되어 있습니다. 물기가 충분하기만 하면 이런 염들은 용해된 상태로 벽돌 표면 으로 이동되어 석출됩니다.
다) 내부 장식재
주로 캡, 갓돌(카핑스톤), 턱, 종석(키스톤) 등이 여기에 해당되며 이런 것들은 내화 점토질이 아닌 프리케스트콘크리트나 케스트스톤, 천연석으로 물에 용해될 수 있는 염들이 많이 함유되어 있습니다. 물기를 만나면 염들이 용해되어 백화를 발생시킵니다.
2) 모르터에 존재하는 염
모르터는 백화 발생의 주 원인입니다. 백화가 없는 벽돌을 사용한다고 해도 모르터에 의해서 대부분의 백화가 발생됩니다. 벽돌 조적시 벽돌의 네면이 모르터에 접촉되어 모르터의 물기가 벽돌에 흡수됩니다. 이때 모르터에 있던 용해된 염들도 함께 벽돌에 흡수되어 백화가 발생됩니다.
즉, 모르터의 기본 성분인 시멘트와 석회, 모래, 기타 외부에서 유입되는 염들에 의해서 백화가 발생하고 이런 현상은 단순한 메카니즘으로 진행되는 것은 아니지만 신축되는 모든 벽돌 건물에서 종종 발생되는 일반적인 현상으로 "신축백화" 라고 부르기도 합니다.
가) 시멘트
모르터에 흔히 있는 염성분은 주로 나트륨염과 칼륨염으로 포트랜드시멘트 경우에는 염성분이 시멘트 무게비의 0.02~0.9%에 해당하며 모르터 전용 시멘트의 경우에는 시멘트 무게비의 0.03~0.27%에 해당됩니다. 또한, 80년대 이후의 제품에는 에너지를 보존하기 위해 제조 공정중에 황산염성분을 많이 가해 이것도 백화를 발생시키는 염으로 점점 중요하게 인식되고 있습니다.
나) 석회
일반적으로 모르터에 추가되는 석회, 점토, 모래는 시멘트의 높은 알카리 독을 희석시키는 첨가제로 직접 백화를 발생시키지는 않지만 석회는 물에 잘 용해되어 벽돌 내부에서 형성된 황산 성분을 중화시켜 불용성 염으로 되고 염산을 함유한 세척제와 접촉하면 물에 잘 용해되는 염화칼슘을 형성하여 벽돌 내부로 침투하게 됩니다. 모르터에 혼합된 석회는 벽돌간의 접착력을 증가시켜 물기 침투에 대한 저항력이 증가하므로 매우 증요한 첨가제입니다.
다) 모래
모르터에 첨가되는 모래는 주로 실리카 성분으로 물에 녹지 않지만 모래에 섞여 있는 불순물들이 백화를 발생시킵니다. 이런 불순물들은 주로 해수나 오수, 폐수 등에서 유입되며 이런 불순물들이 물에 녹아 백화를 발생시킵니다.
라) 기타
모르터 이외의 기타 외부의 조건에 의해서도 백화가 발생될 수 있으며 아래와 같습니다.
(1) 모르터 혼화제
벽돌이나 석재시공에 있어서 많은 종류의 모르터 혼화제가 사용되고 있으며 대부분의 혼화제는 성질이 비슷하지만 각 업체마다 그 종류가 다양합니다. 일반적으로 분산제, 보조제, 발수제, 습윤제, 경화제로 구성된 이들 혼화제를 모르터에 잘 혼합하면 모르터의 유동성, 보습성, 강도는 향상되지만 결합력이 저하되어 외부의 물기 침투가 보다 쉽게 침투되어 백화가 발생됩니다.
(2) 염화칼슘
모르터를 빨리 굳히기 위해 포틀랜드 시멘트의 2% 이내로 혹은 모르터용 시멘트의 1% 이내로 염화칼슘을 사용하는데 이 정도의 함량으로는 백화가 발생되지 않지만 많은 양의 염화칼슘을 사용하면 백화가 발생됩니다.
(3) 고인 물
흙 속에는 물에 용해될 수 있는 많은 종류의 염들이 있으며 이 염들은 지표면의 고인 물에 용해된 후 벽돌이나 석재가 지표면에 접촉될 때 삼투압에 의해서 벽돌 내부로 흡수됩니다. 높이 90~120 센티미터까지 흡수된 물기는 벽돌 표면에서 증발하고 염들이 석출되어 백화가 발생됩니다.
(4) 대기
대기중의 아황산가스나 질소가스는 벽돌이나 모르터를 부식시키는 오염원으로 점차 그 심각성이 커지고 있습니다.
4. 염을 녹일 수 있는 물은 어디서 오는가?
백화의 발생 과정에서 말한 것처럼 백화가 발생되려면 기본적으로 염들을 용해시킬 수 있는 물이 충분히 있어야 합니다. 이런 물들은 아래의 경우처럼 강우, 응축수, 작업 공정수 등으로 구별됩니다.
1) 강우
벽돌에 침투되거나 접촉되어 백화를 발생시키는 물의 원천은 강우입니다. 건축물 기본설계나 세부설계가 잘못되었거나 시공시 세부적으로 불충분한 경우에는 조금만 비가 와도 벽체로 물기가 침투되어 백화를 발생시킵니다. 특히, 줄눈 부분이나 창문 접촉부, 조인트 부분에 대한 실링이 완벽해야 합니다.
2) 응축수
강우나 지표수 이외에 수증기 응축수으로 인한 물기를 주의해야 합니다. 강우에 대해서는 잘 보호하였어도 응축수가 모여 결국에는 백화가 종종 발생됩니다. 응축수는 보통 건물내의 습기에 의해서 발생되며 외부 기온이 낮은 상태에서 건물 내부의 주방이나 욕실, 세탁실, 보일러실 등에서 방출된 고온 다습한 증기가 벽체를 통해 외부로 전달되는 과정에서 찬 벽체 내부로 수증기가 응축되어 물이 모이게 됩니다. 이렇게 모인 물이 백화를 발생시킵니다.
3) 작업 공정수
신축 공사 현장에서 사용되는 작업 공정수를 부주의로 벽체에 침투하면 모르터와 접촉하여 단기간내에 벽체 전체적으로 백화가 발생되며 심한 경우에는 더 큰 문제를 야기시킵니다. 이때 발생되는 백화를 "신축백화"라고 부르며 신축 공사 현장에서는 작업 공정수에 대하여 각별히 주의하여야 합니다.
5. 물기로 인해 벽돌에 발생될 수 있는 무기염 얼룩은 무엇인가?
벽돌 건물에 있어 백화를 제외하고 물기로 인해 발생될 수 있는 무기염 얼룩은 탄산칼슘얼룩(라임런), 실리카얼룩(화이트스컴), 바나듐얼룩(녹/황색얼룩), 망간얼룩(갈색얼룩) 등이 있으며 이들은 벽돌 제조시 사용되는 원재료 조성 때문에 발생된다.
1) 탄산칼슘얼룩(라임런)
건물 벽체에서 아래로 흘러 내리는 모양으로 발생되는 흰색, 회색의 두꺼운 탄산칼슘 층을 보통 "라임런"이라고 부르며 벽체에 작은 구멍이 발생하였거나 금이 간 경우에 주로 발생합니다. 라임런 발생과정은 석회 동굴의 종유석 생성 과정처럼 장시간에 걸쳐 일정한 방향으로 물이 흐르면서 염들이 석출되어 쌓이는 것입니다. 즉, 모르터나 브럭, 내부 장식재에 포함되어 있는 여러 가지 칼슘 성분들이 물에 녹아 벽체의 갈라진 틈이나 작은 구멍을 타고 표면으로 이동되어 대기 중의 이산화탄소와 반응하여 불용성 탄산칼슘염으로 쌓이는 것입니다. 이런 탄산칼슘 얼룩은 전용의 산성 세척제로 쉽게 제거할 수 있으만 특히, 밝은 색상의 벽돌에 발생한 라임런은 주의하여 제거합니다.
2) 실리카얼룩(규산염얼룩, 화이트스컴)
일반적으로 "스컴"이라고 부르는 흰색, 회색의 규산염 얼룩은 벽돌 표면이나 프리케스트 콘크리트, 내부 장식재 주변에 주로 발생합니다. 비정상적인 세척 작업이나 불순물이 많은 공업용 염산이나 부적합한 산성의 세척제를 직접 벽돌 표면에 사용하면 실리카얼룩이 발생하며 한번 발생된 실리카얼룩은 여러 종류의 산에도 용해되지 않으므로 제거하기가 무척 어렵습니다. 때문에 한번 발생된 실리카얼룩은 코팅제로 눈에 잘 보이지 않게 한 후 세월이 흘러 퇴색되어 버리게 처리하는 방법도 종종 있습니다.
벽돌 세척시 산성 세척제를 사용하기 전에 벽돌 표면에 물을 충분히 뿌려 주고 전용 세척제로 세척한 후 다량의 물로 린스하면 실리카얼룩을 방지할 수 있습니다.
3) 바나듐얼룩 (녹/황색얼룩)
점토벽돌에 물이 접촉되면 황색이나 녹색의 얼룩이 발생하는 경우가 있는데, 이를 바나듐얼룩이라고 말합니다. 벽돌 제조시 사용되는 바나듐 성분에 의해서 발생되는 것으로 밝은 계통의 벽돌에서 주로 발생됩니다. 황색이나 녹색의 바나듐염은 주로 황화물이나 염화물 혹은 수화물 형태로 구성됩니다.
벽돌에 흡수된 물은 오산화바나듐이나 황산바니듐을 용해시켜 벽돌 표면으로 이동하고 표면에서 물은 증발되고 바나듐염들이 석출되어 색상을 나타냅니다.
특히, 공업용 염산으로 세척하면 염화바나듐이 쉽게 생성됩니다.
바나듐에 의해서 발생되는 녹색얼룩을 세척하면 갈색의 불용성 염으로 변할 수 있는데 이를 제거하기는 매우 어렵습니다.
아래와 같이 조치하여 녹색 얼룩의 발생을 최대한으로 방지하여야 합니다.
가) 벽돌을 지표면에 직접 접촉되지 않게합니다.
나) 벽돌 세척시 전문 세척제를 사용합니다.(특히, 밝은 색 계통의 벽돌)
다) 벽돌 제조회사나 전문 세척회사의 세척 방법을 따라 작업합니다.
4) 망간얼룩(갈색얼룩)
모르터 연결부나 벽돌에 갈색이나 황갈색 혹은 회색의 얼룩이 발생하는 경우가 있는데 이는 벽돌에 색상을 주기 위해 사용한 이산화망간에 의해서 발생되는 것으로 일반적인 백화 현상과 유사하게 발생되며 벽돌 표면에서 발생되어 모르터 부분에 쌓이게 되는 것입니다. 이산화망간 안료는 벽돌 소성 공정에서 여러 가지 화학적인 변화를 거쳐 물에는 용해되지 않고 약산성의 용액에는 쉽게 용해되는 구조로 변형됩니다. 환경오염에 의한 산성비가 벽돌에 흡수될 수 있으며 벽돌 세척시 사용한 산성의 세척제가 벽돌에 흡수되어 시공된 벽돌 내부에는 약산성 용액이 있을 수 있습니다. 이런 약산성의 용액은 망간염을 쉽게 용해시켜 벽돌 표면으로 이동하고 표면에서 물은 바로 증발하고 불용성 염들이 석출되는 것입니다.
또한, 벽돌 조적작업시 모르터가 건조되는 동안에 벽돌 내부의 황산망간이나 염화망간의 약산성 용액이 모르터로 이동되지만 모르터의 알카리성분으로 중화되어 불용성 수산화망간으로 됩니다. 이 수산화망간은 건조되면서 갈색의 산화망간으로 변형되어 얼룩이 됩니다.
망간에 의한 갈색얼룩을 제거하는 것은 간단할 수도 있지만 얼룩이 발생하지 않도록 예방하는 것이 최상의 조치입니다. 망간에 의한 갈색얼룩을 최소화하기 위해서는 아래의 방법으로 예방 조치합니다.
가) 망간 안료가 포함된 벽돌인 경우, 산성 세척제를 사용하고 바로 중화합니다.
나) 벽돌을 발수처리하여 수분의 침투를 방지합니다.
다) 세척작업 하기 전에 벽돌 제조회사나 전문 세척회사의 자문을 받습니다.
|
|
| |
|
|
 |
|
|
| |
 |
|
| 테스트요 |
| |
| 2007/01/01 ~ 2008/01/01 |
| |
|
|
|
|
|
| |
|
|
메인홈 
