석고(石膏, gypsum)는 황산칼슘(CaSO₄)을 주성분으로 하는 매우 부드러운 황산염 광물로, 황산칼슘의 2수염을 주로 일컫는다.
미세한 알갱이의 석고가 큰 덩어리를 형성하고 있는 것은 설화석고라 하고, 섬유 모양을 이루는 것은 섬유석고라 한다. 석고를 가열하여 결정수를 줄일때, 황산칼슘 1분자당 물이 1/2분자 남아 있을 때 소석고가, 완전히 물을 뺐을 때 경석고가 만들어진다.
개요
석고는 물을 포함하는 수화 황산염 광물(CaSO₄·2H₂O)로 황산염 광물 중 가장 흔하게 산출된다. 석고는 단사정계 (monoclinic)의 결정 구조를 가진다. Ca에 강하게 결합된 SO₄ 사면체들은 평행하게 배열되며 연속되는 층은 H₂O 분자에 의해 약하게 결합되어 있다. 이는 석고에 잘 발달되는 벽개(cleavage)의 생성 원인을 잘 설명해준다. 석고에서 물 분자가 빠져나가게 되면 경석고의 준안정상으로 구조가 바뀌게 된다. 굳기는 1.5-2이고, 비중은 2.2∼2.4 사이로 상당히 가볍고 부드러운 편이며, 복굴절도는 0.010이다. 주로 무색 또는 백색, 회색인데, 때로는 포함된 불순물에 의해 노란색, 황갈색, 적색, 파란색, 분홍색, 암회색 등을 띠기도 한다. 쪼개짐면에서는 진주광택이 나는데, 그 밖의 결정면은 유리 광택 또는 밀랍질 광택이 있다. 그 밖의 물리적 성질로는 열의 전달이 잘 되지 않는 절연 특성을 갖는다.
석고는 토양 내에서 흔히 볼 수 있는 광물로 분포 범위가 굉장히 넓은데 주로 물이 많이 증발한 곳에서 증발암들과 함께 많이 발견된다. 대표적 증발암인 암염(NaCl) 등과 함께 대규모의 광상으로서 산출되는 경우도 있다. 석고에서 물이 빠져나가 구조 내의 결정수가 감소할 때, 황산칼슘 1분자당 물이 1/2분자 남아 있을 때 소석고 (calcined gypsum)가 형성되며, 물이 완전히 탈수되었을 때 경석고 (anhydrite)가 만들어진다. 따라서 석고는 일반적으로 소석고, 경석고와 같이 혼재되어 분포한다.
석고는 분쇄하여 시멘트의 혼재, 백색 안료, 비료 등으로 사용되며, 불로 가열하여 소석고로 만들어 의료용 깁스, 석고벽, 주물의 모형 제작 재료 등에 사용된다. 또한 석고 중에 무색투명한 것은 투석고(selenite)라고 하여 질이 좋은 것은 광학(光學) 기재에 쓰인다. 이밖에도 산출상에 따라 섬유상의 병행집합체를 이룬 것을 섬유석고라고 하며, 세립의 치밀질 집합체를 설화석고(雪花石膏)라고 부른다.
석고의 분포
석고는 흔히 볼 수 있는 광물로 분포 범위가 넓다. 물이 많이 증발한 곳 등에서 많이 볼 수 있다.
석고는 과거에 큰 호수 또는 바다였던 곳이 지각변동으로 육지가 되어 증발하면서 마를 때, 화산연기나 온천에서 나온 아황산가스(SO₃)와 물속의 칼슘이 결합하여 생겨났다고 한다. 그래서 대부분의 석고는 퇴적층을 이루고 있으며, 퇴적 두께는 2~3m 정도이다.
석고는 자연 상태에서 석회동굴 같은 곳에 결정상으로 존재하기도 한다. 결정상 석고는 투명한 것도 있고, 어떤 것은 결정의 크기가 놀랍게도 12m나 된다.
용도
소석고로 만들어 깁스 붕대, 모형제작, 석고보드로 사용하기도 하며, 분필을 만드는데 사용하기도 한다. 미술쪽에선 안료와 석고상을 만드는데 쓰인다. 건축자재로 잘 쓰이는 석회와는 다른 물질이다. 석회는 탄산칼슘과 소석회(수산화칼슘)를 지칭한다.
석고를 다룰 때 주의해야 할 점 중 하나가 물과 석고 가루가 교반되면, 굳기 시작하는 초기에 열이 난다는 것. 석고 가루와 물이 섞인 뒤 굳는 과정에서 열이 생기기 때문에 오래 접촉하면 저온화상을 입을 수도 있는데, 웬만하면 그 정도로 온도가 올라가진 않으니 그럴 수도 있다 정도로만 알아두자. 실제 작업상황에선 손 쑥넣어서 교반상태를 확인하기도 하고, 뜨뜻하다고 손을 대기도 한다.
저온화상이 일어나는 경우는 보통 석고안에 직접 신체의 일부를 넣는 경우인데, 석고에서 나는 열은 약 60도 정도로 대단하지는 않지만 만약을 위해 조언하자면 다음과 같은 수칙을 지켜야 한다.
- 아마포 같은 얇은 천이나 팩 같은 것들을 신체 위에 덧씌워 주자. 특히 털이나 손톱이 긴 사람. 고리처럼 손이나 발가락, 몸의 일부를 굽힐 사람이라면 반드시 취해줘야 한다. 그래도 천이 덧씌워져 있으면 보다 탈형하기가 편해진다.
또한 털이 석고에 끼어서 뽑혀 나올 확률도 줄여주며, 신체를 굳는 초기의 석고 위에 찍는 형태로 만드는 경우에는 작게나마 분할선같은 역할도 해준다.
- 석고와 석고는 들러붙기에, 윗몰드와 아랫몰드의 경계. 즉 분할선을 섬세히 만들어주어야 한다. 분할선을 제대로 못 만들면 아차 싶을 때 쉽게 못 빼게 된다. 그렇게 되면 망치로 내려치거나, 경계를 끌로 긁어내야 한다. 특히 고리같은 형태로 몸을 굽힐 경우, 분할선대로 안 만들면 십중팔구 파묻히고 꺼내기도 더럽게 어려워진다.
- 석고끼리 붙지 않게 하려면, 칼륨 비누(카리 비누)를 사서 석고면에 거품이 잔뜩 날 정도로 붓칠해야 한다. 석고가 더이상 칼륨 비누를 빨아들이지 않고, 한눈에 봐도 번쩍번쩍 거린다면 준비는 끝. 그 위에 석고를 부으면, 석고끼리 붙지 않게 된다. 카리 비누가 없다면 주방세제를 써도 되긴 하다.
한편 석고는 수분을 흡수하는 성질이 있는데, 이를 도예에 응용한 것이 대량생산 기법인 슬립 캐스팅 기법이다. 이러한 흡수성은 도예 뿐만 아니라 다양한 분야에서 널리 쓰이고 있다. 유리 캐스팅도 실리카와 섞어서 활용하기도 한다. 전문적인 기법으로 로스트왁스 캐스팅.
중국 일부 지방에서는 두부를 만드는데 응고제로 소량의 석고를 사용하기도 한다.
참고자료
- 〈석고〉, 《나무위키》
- 〈석고〉, 《위키백과》
- 〈석고〉, 《두산백과》
같이 보기
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