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구조용 집성재 제조 및 이용실태
  • 작성일2001-08-22
  • 작성자국립산림과학원 / 김명숙
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◇ 산림청 임업연구원(원장 서승진)은 국산 낙엽송재에 이어 소나무, 잣나무재의 구조용 집성재의 제조 및 이용에 관한 연구를 실시하여, 이들 수종을 이용한 구조용 집성재의 국산화에 성공하였다. 따라서 지금까지 주로 수입에 의존하던 구조용 집성재의 수입대체가 가능하게 되었다. 또한 이들 수종의 고부가가치 대량수요 창출로 산주의 소득증대가 기대된다고 하였다.

◇ 낙엽송는 일반적으로 통직하게 자라기 때문에 다른 수종에 비하여 비교적 제재 수율이 높다. 시험결과 낙엽송재는 옹이가 작으며 분산되어 있어 재의 표면 품질이 우수하였다. 또한 재의 내구성, 휨강도 및휨영계수 성능 등이 우수하여 구조용 집성재 용재로는 우수한 수종으로 판명되었다.
소나무와 잣나무는 옹이가 집중되어 있고 크기도 크며, 그 숫자도 많아 낙엽송재보다는 재의 표면 품질이 다소 낮았다. 휨강도 및 휨영계수는 낙엽송재보다 다소 낮았으나 구조용 집성재 용재로는 우수한 성능을 나타냈다. 잣나무의 경우는 일반적으로 소나무 보다 강도가 낮은 수종으로 알려져 있으나, 시험결과 소나무와 거의 동등한 휨강도 성능을 나타내 금후 소나무 대체의 구조용 집성재 용재로 이용이 가능하였다.낙엽송은 생장이 빠르고 통직하게 자라기 때문에 60 ~ 70년대에는 대대적으로 조림을 실시하였으나, 건조시 비틀림이 심하고, 수지주머니가 많으며, 못박기가 어렵고 잘 갈라지는 등 수종 고유의 결점 때문에 현재는 거의 조림을 실시하고 있지 않고 있는 실정이다. 그러나 목재 가공기술의 발달로 상기의 문제점은 대부분 해결되었으며, 낙엽송은 국산재 중에서는 구조용 집성재 용재로는 최적의 수종으로 판단되어 금후 대량조림이 필요하였다. 또한 소나무 및 잣나무는 가지치기 등에 의한 우량재 생산으로 가공수율 및 집성재의 강도성능 향상이 필요하였다.

◇ 이들 수종을 이용하여 제조한 구조용 집성재의 품질 시험을 실시한 결과 접착력, 목파율, 접착 내구성, 휨강도 및 휨영계수 등의 품질은 KS 기준 이상으로 매우 우수하였다. 따라서 수입 집성재와의 품질 경쟁력은 충분히 있는 것으로 났다.

◇ 친환경적인 재료인 구조용 집성재는 건축물의 기둥, 보 등의 내력 부재로 이용된다. 구조용 집성재는 도로의 여건상 운반이 가능할 경우 두께, 폭, 길이의 제한이 없는 대형의 치수로 제조할 수 있다. 예를 들 경우 두께 3m, 길이 50m 이상의 집성재 제조도 가능하다. 특히 구조용 집성재는 비강도가 철보다 크기 때문에 기둥이 없는 넓은 공간이 요구되는 체육관, 교회 등의 대형 건축물이나 교량 축조에 적합한 재료이다. 철 구조물은 제반 가스에 대하여 부식이 되는 결점이 있으나, 구조용 집성재의 경우는 대기 가스, 염소가스, 염분 등에 의하여 부식되지 않기 때문에 공해가 심한 도회지의 건축물, 화학약품 공장이나 창고, 실내 수영장, 해안가의 건축물 등에는 최적의 재료이다.

◇ 일반적으로 목조 건축물은 화재에 취약한 것으로 알려져 있으나, 집성재 건축물의 경우는 철 구조물보다 오히려 화재에 안전한 건축물이다. 예를 들어 철의 경우는 열에 의하여 강도가 급격히 저하하기 때문에 철 구조물의 경우는 화재시 건물이 일시에 붕괴된다. 그러나 집성재는 화재시 평균 탄화속도가 0.6mm/분으로서, 구조 설계시 탄화속도를고려하여 설계 할 경우 30분, 1시간 내화구조가 가능하기 때문에 집성재 건축물이 철 건축물보다는 화재시 안전하다.

◇ 구조용 집성재의 가격은 사용수종, 집성재의 크기, 구부러짐의 정도 (곡율반경), 품질등급 등에 따라 매우 다르며, 일반적으로 900,000원/㎥ ~3,600,000원/㎥정도이다.

◇ 우리 나라에서는 현재 1개의 공장에서 구조용 집성재를 생산하고 있으며, 임업연구원에서 제조기술을 개발한 낙엽송, 소나무, 잣나무재가 주로 이용되고 있다. 구조용 집성재는 기둥이 없는 넓은 공간이 요구되는 교회, 박물관, 결혼식장 등의 건축물 축조에 주로이용되고 있다. 현재 국내에 약 50동의 집성재 건축물이 축조되었거나 축조 중에 있다. 또한 보도교 등에 이용되고 있으며, 지금까지 7개의 보도교가 축조되었다. 축조된 건축물의 규모는 250 ~ 1,200㎡였으며, 보도교의 길이는 10 ~ 18m이다.
임업연구원에서는 금후 구조용 집성재 수요증가에 대비하여 개발한 구조용 집성재 제조 및 이용기술을 2 ~ 3개 업체에 기술 이전할 계획이다. 국산재의 효율적 이용과 성능 향상을 위하여 소나무, 잣나무, 낙엽송재의 혼합 집성재의 개발 및 성능평가를 실시하고 있다. 또한 목재와 탄소섬유 복합화에 의한 고성능 집성재를 개발할 계획이다.
임업신문(심상로)

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