개념 한 쪽
목재의 내구성은 건조 방법과 구성 성분, 심재와 변재의 차이 등에 따라 달라진다. 건조는 수분을 제거하여 무게를 줄이고 변형과 부패를 억제하는 한편, 방부 처리(수침법 등)와 구별해야 한다. 목재의 화학 성분과 구조를 이해하면 시험 문제의 핵심을 빠르게 판별할 수 있다.
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출제기준 단원 「목재의 내구성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 건조 효과 판별 | 1 | 건조 결과로 나타나는 물리적·생물학적 이득과 오해된 효과 구분 |
| 건조법 분류 식별 | 1 | 자연건조·인공건조(열·증기·진공)와 수침법 구분 |
| 재료 특성·계산 | 1 | 함수율 계산식 적용 및 불필요 정보 배제 |
목재 건조는 원목에 포함된 수분을 제거하는 과정으로, 주된 목적은 중량 감소와 변형 방지, 균류의 번식을 억제하는 데 있다. 건조로 인해 목재의 수분이 줄어들면 건조 수축이 발생하여 비틀림이나 휨 등의 부정변형을 미리 유도함으로써 사용 중 발생할 변형을 줄인다. 또한 건조는 도료나 방부제의 침투성을 높여 후처리 효과를 증대시킨다.
건조의 효과로는 강도의 증가와 부패 억제 등이 있지만, 건조에 의해 목재가 경화되면 절단 등 가공성은 오히려 저하된다는 점을 유의해야 한다. 따라서 '건조 = 가공성 향상'이라는 설명은 옳지 않다. 인공건조법에는 열기법, 증기법, 진공(끊임)법 등이 있으며, 이러한 방법은 건조 시간을 단축하고 품질을 일정하게 유지하는 데 기여한다.
수침법은 명칭으로는 '물을 잠그는 처리'라는 뜻이 있으나, 시험 자료에서는 수침법을 방부제 주입 또는 방부 처리 과정과 구별하여 설명하고 있다. 즉 수침법 자체는 건조 공정이 아니며, 때로는 방부제 주입을 동반하는 공정으로 이해되어야 한다. 수침법을 건조법으로 오해하면 문제 해결에서 실수하므로 주의해야 한다.
목재의 내부 구성 성분으로 셀룰로오스, 리그닌, 헤미셀룰로오스 등이 있으며, 셀룰로오스가 주요 구성 성분으로서 목재의 강도와 밀접하게 관련된다. 심재는 수지성 추출물이 풍부하여 변재보다 부패에 강하고 내구성이 우수하므로, 심재·변재의 차이를 판별하는 문제가 자주 출제된다.
대표 계산: 함수율 계산 문제를 푸는 방법을 보인다. 문제 예시: 건조 전 중량(습윤중량) 165g, 절대 건조 중량 142g일 때 함수율을 구하라. 풀이: 함수율은 (습윤중량 − 건조중량) ÷ 건조중량 × 100이다. 따라서 (165 − 142) ÷ 142 × 100 = 23 ÷ 142 × 100 ≈ 16.2%이다. 비중 등 다른 제시는 이 계산에 필요 없는 방해 정보일 수 있으므로 공식에 맞추어 필요한 값만 사용한다.
또한 건조와 수침의 구분 문항에서는 수침법을 방부제 주입 공정으로 인식하여 공기건조 시간 단축과 무관하다는 점을 근거로 정답을 판정한다. 건조법 식별 문제는 '열·증기·진공' 등 열을 이용하는 방법을 인공건조로 분류하면 쉽게 해결할 수 있다.
제 3과목: 건설재료 및 시험 목재의 건조에 관한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?
정답 ③ · 목재의 수침법은 목재를 물에 담가 수분을 제거하는 과정이 아니라, 통 내에 방부제를 넣고 압력을 가해 주입하는 방법입니다. 공기건조의 결점인 긴 시간을 보완하기 위한 것이 아니며, 목재의 변형이나 비틀림을 줄이기 위해 킬른 건조 등을 병행합니다.
수침법은 방부제 주입 공정으로 건조 공정이 아니므로 공기건조 시간 단축 효과와 무관하다.
목재에 관한 다음 설명중 옳지 않은 것은?
정답 ① · 문항은 제재 후의 심재와 변재의 부패성, 벌목시기, 결합수 감소에 따른 수축, 건조 시 강도에 대해 판단하도록 요구하고 있다. 목재의 심재는 수지성 추출물이 많아 변재보다 부패에 저항성이 높으므로 제재 후 심재가 더 잘 썩는다는 진술은 잘못되었다.
목재의 썩음은 균류 활동에 의해 발생하며, 심재는 추출물 함량이 높아 변재보다 부패에 훨씬 강하다.
다음은 목재의 장점을 열거한 사항이다. 이 중 틀린 것은?
정답 ④ · 문제는 목재의 장점들 가운데 틀린 것을 고르는 것이다. 목재는 가볍고 취급이 용이하며 가공이 쉽고 외관이 좋은 장점이 있고 방부처리를 통해 내구성을 크게 향상시킬 수 있다.
목재는 천연 재료이므로 재질이나 강도가 균일하지 않으며, 결이나 수분 함량에 따라 강도가 크게 달라질 수 있다.
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