점토란 암석이 오랜 세월에 걸쳐 풍화, 분해된 조밀한 입자를 말하는데 물을 머금으면 끈끈한 점성이 생기는 상태가 되며 건조할 경우 단단해지고 고온에 구우면 딱딱해집니다. 점토는 잔류점토(1차 점토), 침적점토(2차 점토)로 나눌 수 있는데 이 둘의 차이는 입자의 크기 차이라 볼 수 있습니다. 잔류점토는 암석이 풍화된 것으로 처음의 장소에 남아 있는 것을 말하고 침적점토는 물이나 암석이 풍화된 것이 물이나 바람에 의해 다른 장소로 이동해 옮겨진 것으로 가공성이 좋고 물을 섞을 때 원하는 형태로 만들기 쉬워 도자기의 원료로 적당합니다.
점토의 성질
점토의 성질을 이야기 하기에 앞서 점토는 자기용 흙이나 카오린인 순수한 점토는 알루미늄과 규소의 화합물입니다. 천연산출물은 알루미늄과 규소 외에 불순물을 많이 포함하고 있어 고열로 태울 수 없는 것이 많아 고온에서 소성하지 않습니다. 점토의 비중은 알루미늄의 분포가 많을수록 커지고 불순물이 많은 점토일수록 적습니다. 점토의 입자 크기는 아주 가는 입자부터 모래알 크기 정도의 입자까지 함유한 경우도 존재합니다. 양질의 점토일수록 물을 섞어 형태로 만드는 가소성이 높습니다. 성형한 후 물이 마름에 따라 수축하는 성형 수축과 고열로 굽고 난 이후에 수축하는 소성수축이 있습니다. 이와 같은 수축률은 모래를 더해 주면 감소됩니다.
건축용 세라믹 제품
세라믹 제품은 점토를 주원료로 하고 물을 더해 섞어 형태를 만들고 고열에 구운 것을 말합니다. 일반적으로 고온에서 구워내기에 내화성이 높고 내구성이 있습니다. 높은 온도에서 구워진 것은 내수, 방화성이 있지만 탄성이 낮아 충격을 받을 경우 변형이 되는 단점이 있습니다. 세라믹 제품은 크게 토기, 도기, 석기, 자기로 나눌 수 있습니다.
토기는 보통 점토를 원료로 790~1,000도의 온도에서 굽습니다. 토기는 흡수율이 15~20% 이상으로 흡수성이 아주 좋습니다. 단단한 정도가 약한 편으로 벽돌이나 일본식 기와 등이 있습니다.
도기는 유기물이 포함된 점토를 사용해 만들어집니다. 1,080~1,250도 사이에서 구워지며 흡수율이 10% 전후로 토기보다는 흡수성이 낮지만 흡수성이 조금 큰 편입니다. 토기와는 다르게 유약을 시유해 만들어집니다. 토기보다는 단단한 편이며 일반적으로 도기벽돌, 내장타일, 테라코타, 위생도기 등으로 사용됩니다.
석기는 유기물이 포함되어 있지 않은 양질의 점토로 만들어지는데 1,000~1,300도의 온도에서 구워집니다. 흡수율이 1~8%로 흡수성이 적고 강하고 치밀합니다. 석기는 벽돌이나 외장타일, 경질기화, 테라코타로 주로 사용됩니다.
자기는 양질의 점토와 장석의 분말을 섞은 후 유약을 발라 만들어집니다. 1,250~1,435도 사이에서 구워지며 흡수율이 0~1%로 흡수성이 거의 없습니다. 고급 위생도기나 바닥타일, 모자이크 타일 등에 사용됩니다.
점토를 구워 만드는 제품들은 대부분 표면을 보호하기 위한 목적이나 미적인 표현을 위해 겉에 막을 입히는데 피막제의 종류로는 유약, 식염유약이 있다. 유약은 석분과 각족 금속 산화물등을 착색제로서 섞은 후 지정된 비중에 맞춰 물을 섞어 점토로 만들어진 제품 표면에 바르고 구워 점토제품 표면에 유리층을 얻게 합니다. 식염유약은 제품을 굽는 도중 지정된 온도에 가마 속에 소금을 넣어 가마 속 구워지고 있는 제품 표면에 흙갈색 규산소다를 생성시킨 것으로 색조나 광택, 흡수성 등이 유약보다 떨어집니다.
건축용 점토제품은 벽돌, 세라믹블록, 기와, 타일, 테라코타, 위생도기 등이 있고 각각의 종류에 따라 요구되는 성능은 다르지만 일반적으로 색조, 경도, 내마모성, 물리적 강도, 백화현상, 화학적 안정성, 내동결성, 수화 팽창 등의 성능을 요구합니다.
벽돌
벽돌을 형태, 크기, 치수, 용도, 만드는 법 등에 따라 나누어보면 일반형, 유공형, 공동형으로 나눌 수 있습니다. 벽돌의 치수는 길이 210mm, 폭 100mm, 두께 60mm로 사용할 때 필요에 따라 잘라서 사용할 수도 있습니다.
일반형 벽돌은 겉에서 보이는 면처럼 속도 실제로 보이는 것처럼 속이 가득 차 있거나 아주 작은 구멍이 나 있어 비어 있는 공간이 전체의 20%가 되지 않는 것을 말합니다.
유공형 벽돌은 벽돌의 속에 구멍이 20% 이상의 면적을 차지하는 벽돌로 구멍의 단면적이 300㎟일 경우 구멍 하나의 단면이 10mm 미만인 작은 크기의 구멍이 여러 개 나 있는 벽돌을 말합니다.
공동형 벽돌은 유공형 벽돌처럼 벽돌의 속에 구멍이 20% 이상 차지하는 벽돌을 말하는데 각 전체 구멍의 단면적이 300㎟이상이고 구멍 하나의 면적이 10mm 이상인 벽돌을 말합니다.
과거에는 벽돌을 구조재로도 많이 사용했지만 벽돌을 구조재로 사용하면 지진에 견디기 불리하므로 요즘은 주로 미적으로 건물의 디자인을 고려해 부분적으로 사용되고 있다.
보통 벽돌보다 더 높은 온도로 구운 벽돌을 과소벽돌이라 부르는데 이는 보통 벽돌보다 견고하고 흡수율이 낮아 바닥의 포장에 사용됩니다.
공동벽돌은 소리, 열의 차단을 목적으로 사용되었으나 현재에는 거의 사용되지 않아 많이 생산되지 않습니다.
내화벽돌의 경우 고열을 견디는 것뿐 아니라 여러 화학작용에도 견딜 수 있도록 만들어진 특수벽돌입니다. 내화벽돌의 경우 1,580도를 견딥니다.
세라믹 블록
도기질, 석기질로 된 가운데 구멍이 있는 블록으로 철근으로 보강하여 건축물의 벽체를 만듭니다. 콘크리트 블록보다 강도가 높고 흡수성, 투수성이 없고 아름답습니다. 콘크리트 블록과 같은 방법으로 시공합니다. 하지만 단가가 비싸기 때문에 콘크리트 블록을 주로 사용하며 세라믹 블록의 경우 디자인상 필요할 경우 부분적으로 사용합니다.
기와
점토로 만들어진 기와는 아름다움과 내구성을 지닌 좋은 지붕재료로 과거부터 현재까지 오래 사용되어 왔습니다. 점토기와는 한식기와와 양기와 등으로 구분됩니다. 점토기와는 내화성, 단열성, 내후성이 좋고 양질의 기와는 내수성, 내설성까지 좋습니다. 하지만 태풍 등 강한 바람이 몰아칠 경우 바람에 날아가거나 파손되는 경우가 많습니다. 또한 무게가 무거워 건물의 하중을 늘리게 되 구조적으로 경제적이지 못합니다. 기와는 각각의 기와가 고르고 균일한 성질을 띄게 구워진 것을 선택해야 하며 시공 시 주의가 필요합니다.
타일, 테라코타
타일은 점토를 얇은 판 형태로 만들어 구운 것으로 바닥이나 벽에 붙이는 재료입니다.
테라코타는 타일과 정의하자면 타일과 큰 차이는 없지만 치수나 형태에 대해 특정한 규격을 사용하는 주문생산 형태의 대형타일을 말합니다.
타일은 자기질 타일인 외장타일, 내장타일과 석기질 타일인 바닥타일, 도기질 타일인 모자이크 타일로 크게 나눌 수 있습니다. 내, 외장타일의 경우 흡수성이 작고 바닥타일의 흡수성은 보통이며 도기질 타일의 흡수성이 가장 큽니다. 타일은 재질과 색이 잘 변하지 않고 내수성과 내약품성을 가지지만 시공할 때 시공자의 숙련도에 따라 시공결과가 크게 나뉠 수 있고 굳는 시간까지 고려되어야 합니다. 또한 시공 후 신축성이 없어 금이 가거나 파손되는 경우가 발생합니다. 따라서 타일을 선택할 때는 타일의 품질 외 부착강도와 붙이는 방법, 비용 및 파손 시 수습에 대한 것을 고려하고 선택해야 합니다.
위생도기
위생도기는 변기, 세면기, 욕조 등 위생설비에 사용되는 것들을 말합니다. 위생도기는 사용과 목적에 맞춰 필요조건이 있을 수 있습니다.
