구조용 복합재 (Structural Composite Lumber)

구조용 복합재 (Structural Composite Lumber)

 

 

목재제품도 변한다. 자원의 한계와 재료로써의 신뢰성 증대 등 필연적 요구에 의해서 가공되어 사용된다.
대량생산, 안정성, 신뢰성, 성능증대, 가격경쟁력 확보라는 개념들이 적용된 목재로 다시 태어난다.
제재목을 건축에 사용하는 시대는 얼마나 갈지 궁금해 질 수밖에 없다.

구조용 복합재(SCL)는 제재목과 같은 형태의 구조용재를 제조하기 위해 단판이나 스트랜드(strand) 또는 다른 소형 목재요소를 구조용 외장 접착제로 결합한 공학목재를 설명하는 포괄적 개념이다.
단판적층재(LVL, Laminated veneer lumber), 평행스트랜드제재(PSL, Parallel strand lumber)와 적층스트랜드제재(LSL, laminated strand lumber)는 목리의 배향을 일반목재와 같은 방향이 되게 배열한 것이다.
이들 구조용 복합재는 제재목의 일반 수율이 40%에 반해 LVL은 52%, PSL은 64%, LSL은 76%의 수율을 나타낸다. 따라서 제재목과 구조재보다 더 효율적으로 목재를 사용한다. 이들 구조용 복합재는 제재목에 비해서 균일한 강도적 성질을 나타내므로 보다 신뢰성 있는 건축시공이 가능해 진다.

 

통상 구조용 복합재는 큰 보, 헤더, 장선, 샛기둥 및 기둥 용도에 사용된다. 만판이 사용되는 집성재나 단판이 사용되는 합판 그리고 스트랜드가 사용되는 OSB는 역시 목질요소를 접착제로 붙여 제조되지만 구성요소가 구조용 복합재에 해당하지 않거나 직교적층하여 덮게부재로 사용되기 때문에 구조용 복합재와 차별화 된다.

SCL는 ASTM D5456 구조용 복합재의 평가에 관한 표준규정과 다른 산업표준 성능기준을 만족시키는 부재로 규정할 수 있다. SCL 제품은 1960년대 초에 출시되어 새로운 개념은 아니다. 그 당시에는 SCL이라 부르지 않았으나 2차대전에 앞서 항공산업 초창기에 사용되기 시작하였다.
목재의 무게에 대한 높은 강도비의 장점을 취하여 기술자들은 비행기 날개와 비행기의 다른 구조용 부재로 사용하기 위해 접착제로 가문비나무 단판을 평행적층시켜 제조한 바 있다.

단판은 우선 접착제에 침지시킨 다음 접착제를 경화시키기 위해 고온에서 평행적층 시킨다. 때로는 단판은 컴프레그(compreg)라 불리는 고밀화된 팽행적층재를 만들기 위해 압착되기도 하였다.
압체되지 않은 제품은 임프레그(impreg)로 간주되었다. 이 SCL 관련기술은 2차대전기간 동안 미국과 유럽에서 비행기 프로펠러에서부터 시작하여 각종 전쟁 군수물자에 사용되었다.
침지와 평행적층시킨 단판은 제품의 강도를 높이고 치수안정성을 현저히 개선하였다.
비행기 갑판, 해군보급창과 냉동창고의 바닥지지재, 비행기 몰딩부분, 절연구조물, 초고속 비행기의 용발 냉각재 등 각종 군사용으로 고려되거나 사용되었다.
이 기술은 이후에 플라스틱 강화목재와 종이제품의 몰딩기술의 개발을 이끌었다. -오늘날 상업적인 SCL 제품의 긴 역사인 것이다.