석재(石材)는 건축에 사용되는 재료의 하나로, 산지에서 분리된 개개의 작은 암석 또는 자연 암석에서 채취하여 사용 목적에 따라 여러 형태로 가공한 것이다.
석재는 지질학적인 생성 원인에 따라 분류가 된다. 마그마가 굳어 만들어진 화성암, 광물이 물과 바람에 의해 쌓여 만들어진 퇴적암, 화성암이나 퇴적암이 열과 압력에 의해 변형된 변성암으로 나누어진다. 그 외에도 석재의 특성을 흉내 낸 인조석이 있다. 석의 특징에 따라 구조재, 외장재, 내장재 등으로 구분되어 사용된다.
정의
석재는 암석의 원재(原材) 그대로 또는 여러 가지 가공을 하여 토목 및 건축용 재료로서 이용되는 것이다. 비석·정원석·미술공예품 등에 이용되는 것을 포함하는 경우도 있다. 토목용 석재는 강도와 풍화에 대한 저항력이 큰 것이어야 하며, 건축용 특히 포장용 석재는 외관이나 내화도가 중요한 요소가 된다.
석재의 분류
형상에 희한분류
- 잡석(호박돌) : 부정형의 하천에서 생긴 둥글고 넓적한 돌
- 간사 : 네모지게 생긴 돌로써 돌쌓기에 이용
- 각석 : 장대석, 장석 이라고도 함. 별자리를 각석에 새겨놓은 천문도. 보물 837호
- 견치석 : 네모뿔 형태로 흙막이, 석축 등에 사용
- 사괴석 : 면이 원칙적으로 거의 사각형에 가까운 것으로 길이는 2면을 쪼개내어 면에 직각으로 잰 길이는 면의 최소변의 1.2배 이상인 것. 한식건물의 벽체, 돌담을 쌓는데 사용
- 판석 (현무암 판석): 나비가 두께의 3배이상으로 바닥깔기, 붙임돌에 사용
경도에 의한 분류
- 경석 : 압축강도 500kg/㎠ 이상, 흡수율 5% 미만, 겉보기 비중 2.5~2.7
- 준경석 : 압축강도 100~500kg/㎠, 흡수율 5~15%, 겉보기 비중 2~2.5
- 연석 : 압축강도 100kg/㎠ 미만, 흡수율 15% 이상, 겉보기 비중 2 미만
성인에 의한 분류
| 성인에 의한 종별
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암석의 종류
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건축용 석재 종별
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| 화성암
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심성암
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화강암 섬록암 반려암
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화강석
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| 화산암
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안산암(휘석, 각섬, 운모, 석영)
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안산암, 화산암
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| 석영 조면암
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경석 부석
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| 수성암(퇴적암)
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| 쇄설암
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점판암 이판암 나판암
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점판암
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| 사암 역암
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사암
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| 응회암사질은회암 각력질응회암
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응회암
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| 유기암
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석회암
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석회석, 규조암
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| 침적암
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석고
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석고, 석회암
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| 변성암
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수성암계
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대리암
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대리석
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| 화성암계
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사문암
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사문암, 사회암
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- 화성암 : 지구 내부의 마그마가 굳어서 만들어진 암석, 굳어진 위치에 따라 심성암, 화산암으로 구분(화강암, 안산암, 황화석 등)
- 수성암 : 풍화와 침식에 의해 퇴적물이 만들어지고, 중력에 의해 낮은 곳으로 이동되어 쌓이고 겹쳐져서 고화되어 층상으로 된 암석(사암, 점판암, 석회암, 응회암 등)
- 변성암 : 위의 암석들이 압력 또는 열에 의해 광물의 조성과 조직이 변화된 암석(사문암, 석면, 대리석 등)
용도에 의한 분류
- ※ 장석 : 둑비탈 등의 경사면을 보호하기 위해 덮는 돌
- 마감용 : 외장마감용(화강암, 안산암, 슬레이트 등)
- 내장마감용(대리석, 사문암)
- 골재 : 콘크리트를 만드는데 혼합(자갈, 모래)
종류와 특징
화성암
- - 석영 30%, 장석 65%로 구성, 색조는 장석의 색으로 좌우됨
- - 석질이 견고(1500kg/㎠)하여 풍화 닳음에 강함.
- - 대재를 용이하게 채취할 수 있고, 대형 구조재로 사용 가능
- - 외관이 비교적 아름다워 토목건축에서 장식재로 사용
- - 내화도가 낮아서 고열을 받는 곳에는 부적당
- - 너무 견고하여 세밀한 조각에도 불가능
- ※ 용도 : 외장, 내장, 구조재 건축용으로 경계석,판석,석등,묘비석등에 사용되며 전국에 골고루 분포되어 있다.
- - 산출양이 가장 많고, 성질은 화감암과 비슷하며 빛깔이 좋지 않고, 광택이 나지 않음.
- - 가공성이 떨어지지만 내화력은 화강암보다 크고, 강도와 내구성이 커 주로 구조재로 사용
- - 반상조직으로 석질은 치밀한 것부터 극히 조잡한 종류까지 있음
- ※ 용도 : 구조재, 판석, 비석, 장식재 등 특수 장식재나 경량골재, 내화재로 쓰임
- - 크롬철광 등으로 되 흑색 치밀한 석질로 구성
- - 고운 것은 옥으로 사용되며, 투명한 녹색 감람석은 페리도트라는 보석으로 사용
- - 변질되기 쉬우며 그 둘레나 갈라진 틈을 따라 사문석으로 변함
- ※ 용도 : 변질된 사문석은 건축장식재로 이용
수성암
- - 모래가 교착재(산화철, 규산질물, 탄산석회, 점토 등)와 함께 압력을 받아 경화한 암석
- - 강도는 교착재에 따라 다르며 규산질물, 산화철, 탄산석회, 점토의 순으로 강도가 저하됨
- - 내화성이 크고 흡수량이 많으며 가공에 편리함
- ※ 용도 : 구조재(규산질 사암), 장식재(연질 사암)
- - 슬레이트라고도 하며, 점토가 압력을 받아 응결한 것을 이판암이라 하고, 이것이 더욱 큰 압력을 받아 변질, 경화된 것이 점판암임
- - 편리를 나타내고, 편리를 따라 박판상으로 쪼개짐
- - 엄밀히 말하면 변성암에 속하지만, 재결정 작용이 매우 약하여 세립인채로 있어 퇴적암으로 분류하기도 함
- ※ 용도 : 얇은 조각으로 잘 잘려져 기와나 석판등 지붕재료로 사용
- - 화산회, 화산사 등이 퇴적응고 되거나 풍력, 수력에 의하여 운반되어 암석분쇄물과 혼합, 퇴적, 응고된 암석
- - 치밀도의 차가 심하여 조잡한 것은 다공질이어서 강도, 내구성이 부족해 용도가 일정치 못함
- - 흡수율이 높아 풍화, 변색되기 쉬우며, 외관도 좋지 못함
- - 무르고 가벼워서 채석, 가공이 용이하고, 가격이 저렴하여 흔히 사용
- ※용도 : 구조재(기초석, 조적석재, 석축재 등), 실내외 장식재
- - 유기질 혹은 무기물질 중에서 석회질이 용해 침전된 암석
- - 대리석과 같은 화학적 성분을 갖고 있으나, 석회질 성분을 많이 함유하고 있어 흡수성이 있고, 광택효과가 크지 않음.
- - 치밀 견고하나 내산, 내화성이 부족
- ※용도 : 주로 건물 내부의 인테리어용으로 사용, 그밖에 도로포장용이나 석회, 콘크리트의 원료
변성암
- - 지표면의 암석, 화산 분출물이 퇴적하여 굳어졌거나, 지각변동 또는 지열의 작용 등으로 변화된 암석으로 편상구조를 가짐
- - 주성분은 탄산석회질, 점토, 산화철, 규산등으로 구성되어 치밀한 조직으로 형성
- - 연마효과가 뛰어나나, 산과 열에 약하고 옥외에서는 탈색 및 광택이 지워지는 현상이 나타남
- - 이태리, 프랑스, 스페인, 그리스, 영국 등지에서 우수한 대리석이 생산
- ※용도 : 실내 장식재, 조각재료로 가장 우수
- - 대리석의 일종으로 다공질이며 황갈색의 얼룩얼룩한 무늬가 있음
- - 연한 흙색 또는 밝은 색조이며, 거의 조약돌 크기의 공극이 다량으로 관찰되는 - 인상적인 외관때문에 고급 건축용 석재로 각광받음
- - 가공성이 뛰어나 장식용 석재 원료 또는 수많은 기념비적 건축물에 사용
- - 로마 인근도시인 티볼리의 광대한 트레버틴 퇴적지역에서 채굴하며, 이 지명을 따 이름이 붙여짐
- ※ 용도 : 실내장식재로 이용
- - 석질이 치약한 것부터 치밀한 것까지 여러가지가 있음
- - 원암 중에 Fe의 함량이 많을수록 암색을 띠며, 치밀하고 윤기있는 광택이 남
- ※ 용도 : 암록색으로 된 것은 연마하여 장식용으로 쓰이고, 붙임돌이나 바닥 포장등에 사용
기타 석재료
- - 암석섬유라고도 함. 안산암, 사문암 등을 원료로하여 이를 고열로 녹여 작은 구멍을 통하여 분출시킨 것을 고압 공기로 불어 날리면 솜모양의 것이 되는데 이것을 암면이라 함.
- - 성분상으로 보면 알칼리에는 강하나 강한 산에는 약함.내화성이 우수하며, 흡음, 단열, 보온성 등이 우수한 불연재로서 단열재나 음향의 흡음재로 사용
※ 용도 : 보온재나 흡음재로서의 용도가 넓고, 고온 보온재로서도 사용. 암면 펠트, 암면판, 보온통 등의 제품이 있음.
- - 대리석, 석회암의 세밀한 쇄석을 골재로 하여, 시멘트로 혼합해서 평평히 발라서 굳히고 표면을 갈아서 광택을 낸 것.
- ※ 용도 : 골재인 쇄석과 시멘트 ·안료에 의해, 여러 가지의 색채 ·광택을 낼 수가 있기 때문에 예전에는 대리석 대용품으로서 건축 ·공예 등에 널리 사용되었으나, 현재는 낮은 가격이나 견고성이 요구되는 곳에 한정적으로 쓰임
- - 질석은 원광이 운모계와 사문암계의 광석으로 원광을 800~1000도로 가열하면 부피가 5~6배로 팽창되어 비중 0.2~0.4인 다공질 경석이 됨.
- - 사문암 지대에서 산출된다. 다공질이며, 흡수능력이 좋음. 명칭은 가열했을 때 지렁이와 비슷하여 지렁이를 뜻하는 라틴어 'vermiculare'에서 유래.
- - 가볍고 단열(차단)성이 뛰어나고 아름다운 금은색을 띔
- ※ 용도 : 단열, 흡음, 보온, 내화성이 우수하므로 내열재료 및 방음재로 사용. 질석 제품으로는 질석을 혼합하여 만든 콘크리트 블록, 콘크리트 판, 벽돌등이 있음.
- - 진주암, 흑요석, 송지석 등을 분쇄하여 입상으로 된것을 소성팽창시켜 경골재로 이용. 제법이나 용도는 질석과 거의 동일
- - 섬유상으로 된 암석으로서 보통의 석재와는 성질과 용도가 전혀 다름.
- - 사문암 또는 각섬암이 열과 압력으로 변질된 것으로 변성암의 일종으로 직경이 0.02~0.03㎛ 정도의 유연성이 있고 광택이 특이한 극세섬유상의 광물
- - 석면은 내화성, 단열성, 내구성, 절연성, 유연성 등이 뛰어나 석면가스켓(단열재), 석면시멘트(내열재), 석면직물(방화재), 석면브레이크라이닝(마찰재) 등에 이용
- - 하지만, 석면을 흡입하게 되면 호흡기 질환은 물로 10~30년의 잠복기를 거쳐 폐암, 중피종, 석면폐 등 모두 치명적인 질병을 유발하는 것으로 알려져 있으며 특히 폐암은 석면에 직접적으로 노출된 사람들 중에서 상당히 많이 발견되고 있어 사용이 금지되고 있음.
표면가공
- 손다듬기 : 혹두기(쇠메)→정다듬(날매, 정)→도드락다듬(도드락망치)→잔다듬(날망치)
- 갈기 및 광내기 : 표면가공 중 가장 가공시간이 많이 걸리며 가공원가도 높음. 손다듬기가 끝난 돌을 기준으로 거친 갈기, 물갈기, 본갈기, 정갈기 순서로 이루어짐.
- 화염처리 : 보통 제트 버너 처리라고 하는데 대리석에는 이용되지 않고 주로 화성암계열의 표면처리에 이용되며 분사되는 고열 불꽃에 의하여 독특한 가공면을 형성함.
시공법 종류
- 습식공법 : 구체콘크리트와 판석을 Anchor, 하지철물, 연결철물등으로 긴결하고 중간부를 Mortar로 채움. 고층건물에 부적당함.
- 건식공법 : 구조체와 판석을 철제지지철물 (Fastener, 촉, Anchor Bolt등)로 긴결 고정하는 공법. 구조계산에 의한 설계 · 시공으로 풍압, 지진등을 견디며, 습식 공법의 단점인 백화현상, 얼룩짐등의 결함을 방지할 수 있다.
- STEEL FRAME 공법 (GPS) : 형강으로 제작된 STEEL FRAME에 마감된 판석을 건식으로 긴결 고정하는 공법. 철골재의 내화피복과 단열처리가 필요
- GPC공법 : 공장에서 판석을 선붙임한 PRECAST CONCRETE CURTAIN WALL을 제작하여 현장에서 구체에 부착하는 공법
석재의 적용 사례
- 월대
- 덕수궁 석조전
- 전 구형왕릉
- 박수근미술관
- 제주기당미술관
- 아트월
- 산호석아트월
참고자료
- 〈석재〉, 《위키백과》
- Builder, 〈석재의 종류와 특징 (수정)〉, 《다음카페》, 2008-10-17
- 까느, 〈석재의 종류 2편, 변성암과 인조석 (대리석, 점판암, 규암, 트레버틴, 사문암, 인조석)〉, 《티스토리》, 2021-01-06
- 〈석재 종류 및 가공 - 건축자료〉, MAHRU, 2010-11-01
같이 보기
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