흙벽마감을 위한 기름의 발수 특성
Water-repellent Characteristics of Oils for Earth Wall Finishes
지도교수 황혜주
저자 이소유
발행 목포대학교 대학원 건축학과, 2019
주제어 흙벽, 흙벽 마감, 기름, 발수, 천연발수제, 천연마감, 흙건축
<국문 초록>
일반 건축물과는 달리 주재료인 흙을 그대로 노출하여 마감하는 흙건축물은 물이 침입하게 되면, 그 고유의 친수성과 공극으로 인해 물을 그대로 흡수하게 된다. 이로 인해 침식과 균열이 발생하고 건물의 내구성이 크게 저하되는데 이를 방지하고자 외부 마감면에 수지와 실리콘 계열의 발수제를 사용하게 된다. 이러한 화학발수제는 지구환경을 오염시키고, 코팅작용으로 인해 흙의 통기성, 수분조절, 탈취 등의 고유 성능을 잃게 되므로 바람직하지 못하다. 그에 반해 기름은 전통적으로 사용되어 왔던 발수제로서 구입이 용이하고 저렴하며 전문기술 없이 누구나 쉽게 시공할 수 있으면서 흙의 성능도 유지시켜주는 천연 마감제이다. 그러나 기름의 발수 특성에 대한 연구가 부족하여 여전히 흙건축 시공현장에서는 기름을 발수제로 사용하는 것을 기피하고 있는 실정이다.
이에 본 연구에서는 기름의 발수 특성과 효용성을 파악하고자 발수성 실험과 실제건물에 기름마감 적용실험을 실시하였다. 발수성 실험은 기름을 종류별로 구분하고 가열횟수, 도포횟수, 건조기간, 가열시간의 조건에 따라 발수량을 측정하여 발수특성을 도출하는 실험이다. 기름은 요오드값 고저에 따라 건성유, 반건성유, 불건성유로 분류되므로 실험은 각각 이를 대표하는 아마인유, 콩기름, 올리브유를 선택하여 진행하였으며, 추가로 생활에서 쉽게 접할 수 있는 식물성 기름 7종을 선택하여 발수력을 비교하였다. 실험 결과, 5일 건조 시 아마인유와 콩기름의 경우 1회 30분 가열, 3회 도포일 때 발수성 시험기준치를 충분히 충족하는 발수량을 보여, 초기 발수가 필요한 상황에 이러한 특성을 활용하면 좋을 것으로 판단된다. 30일 건조 시 아마인유와 콩기름은 가열횟수, 가열시간과 상관없이 4회 도포이후부터 안정적이고 높은 발수량을 보였는데, 이는 장기적으로 발수가 필요한 상황에 적합한 특성으로 판단된다. 불건성유인 올리브유는 대부분의 실험 조건에서 불규칙적인 양상을 보였다. 기름의 발수력과 요오드값을 비교하는 실험에서는 그 정도가 상호간에 거의 일치하는 것을 확인하였으며, 이를 통해 기름의 요오드값이 발수력과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었다. 실제 건물의 흙벽을 기름으로 마감하고 그 발수도를 측정한 결과, 모두 발수성 시험기준치를 초과하는 것으로 나타나 기름이 천연발수제로서 그 기능을 충분히 발휘하고 있는 것을 확인할 수 있었다.
이러한 기름의 발수 특성을 활용하여 흙집을 짓고자 하는 사람들이 상황에 따라 적절하고 다양한 방법으로 기름을 흙벽마감에 천연발수제로 사용하기를 기대한다. 향후, 흙벽 마감을 위한 기름 적용이 더욱 증가하고 보다 용이하게 사용되기 위해서 천연발수제로서의 기름의 재료적 특성과 시공방법, 발수도 판별기준 등에 관한 심도 있는 연구가 필요할 것으로 생각된다.
Water-repellent Characteristics of Oils for Earth Wall Finishes
Lee So-yu
Department of Architecture
Graduate School of Mokpo National University
(Supervised by Professor Hwang Hey-zoo)
<Abstract>
Different from average buildings, natural earthen buildings absorb water due to the hydrophilic property and the air gaps of the earth. This leads to erosion and cracks undermining the durability of earthen buildings. The water-repellent agents made from synthetic resin and silicone are usually applied on the external surface of earthen buildings in order to prevent this erosion; however, these agents pollute the environment, and their application disturbs the natural quality of the earth in terms of breathability, humidity control, and deodorization.
On the other hand, oil, as a natural water-repellent agent, is cheap and easy to purchase and apply without the need of professional skills, and this can maintain the natural quality of the earth. However, insufficient research has been conducted on the water-repellent characteristic of oil; hence, there is a reluctance to use it as a water-repellent agent in the field of construction of earthen buildings.
In this study, water-repellent tests and a test of oil application on real buildings were conducted in order to understand the water- repellent characteristics of oil and its effect. The water-repellent test is an experiment to check the level of water-repellency of each kind of oils based on the number of times it is heated, the number of application, drying period, and heating time.
Oils are classified as drying oil, semi-drying oil, and non-drying oil based on the level of iodine value. Linseed, soybean, and olive oils were respectively chosen as the representative oils, together with another 7 vegetable oils. The results of the experiments indicated that linseed oil and soybean oil meet the requirements of water-repellency of the KCL(Korea Conformity Laboratories) standards when they are heated for half an hour once, and applied three times for a period of 5 days' drying. This will be useful in cases where early water-repellent finishing is required.
Furthermore, linseed oil and soybean oil showed stable and high water- repellency to the test objects which were applied more than 4 times, regardless of their heating times and hours for a period of 30 days' drying Therefore, this method will be effective where long-term water-repellency is necessary. Olive oil, which is a non-drying oil, displayed irregular data inmost experiments.
It was found from the test to compare the level of water-repellency of oils and iodine value that they are corresponding, which suggests that the iodine value of oils is closely related to the water-repellent quality. In the real building application test, it was discovered that oils performed well as a natural water-repellent agent because they satisfied the KS(Korean Industrial Standards).
It is hoped that people, who are interested in building earthen houses, are understanding the water-repellent characteristics of oil and are using oils as natural water-repellent agents with various appropriate methods for each condition. An in-depth study on the characteristics of oils as a natural water-repellent agents, their application methods and the standard of the level of water-repellency is necessary to increase the application of oil as earthen wall finishing and make its convenient use.
흙벽마감을 위한 기름의 발수 특성
Water-repellent Characteristics of Oils for Earth Wall Finishes
지도교수 황혜주
저자 이소유
발행 목포대학교 대학원 건축학과, 2019
주제어 흙벽, 흙벽 마감, 기름, 발수, 천연발수제, 천연마감, 흙건축
<국문 초록>
일반 건축물과는 달리 주재료인 흙을 그대로 노출하여 마감하는 흙건축물은 물이 침입하게 되면, 그 고유의 친수성과 공극으로 인해 물을 그대로 흡수하게 된다. 이로 인해 침식과 균열이 발생하고 건물의 내구성이 크게 저하되는데 이를 방지하고자 외부 마감면에 수지와 실리콘 계열의 발수제를 사용하게 된다. 이러한 화학발수제는 지구환경을 오염시키고, 코팅작용으로 인해 흙의 통기성, 수분조절, 탈취 등의 고유 성능을 잃게 되므로 바람직하지 못하다. 그에 반해 기름은 전통적으로 사용되어 왔던 발수제로서 구입이 용이하고 저렴하며 전문기술 없이 누구나 쉽게 시공할 수 있으면서 흙의 성능도 유지시켜주는 천연 마감제이다. 그러나 기름의 발수 특성에 대한 연구가 부족하여 여전히 흙건축 시공현장에서는 기름을 발수제로 사용하는 것을 기피하고 있는 실정이다.
이에 본 연구에서는 기름의 발수 특성과 효용성을 파악하고자 발수성 실험과 실제건물에 기름마감 적용실험을 실시하였다. 발수성 실험은 기름을 종류별로 구분하고 가열횟수, 도포횟수, 건조기간, 가열시간의 조건에 따라 발수량을 측정하여 발수특성을 도출하는 실험이다. 기름은 요오드값 고저에 따라 건성유, 반건성유, 불건성유로 분류되므로 실험은 각각 이를 대표하는 아마인유, 콩기름, 올리브유를 선택하여 진행하였으며, 추가로 생활에서 쉽게 접할 수 있는 식물성 기름 7종을 선택하여 발수력을 비교하였다. 실험 결과, 5일 건조 시 아마인유와 콩기름의 경우 1회 30분 가열, 3회 도포일 때 발수성 시험기준치를 충분히 충족하는 발수량을 보여, 초기 발수가 필요한 상황에 이러한 특성을 활용하면 좋을 것으로 판단된다. 30일 건조 시 아마인유와 콩기름은 가열횟수, 가열시간과 상관없이 4회 도포이후부터 안정적이고 높은 발수량을 보였는데, 이는 장기적으로 발수가 필요한 상황에 적합한 특성으로 판단된다. 불건성유인 올리브유는 대부분의 실험 조건에서 불규칙적인 양상을 보였다. 기름의 발수력과 요오드값을 비교하는 실험에서는 그 정도가 상호간에 거의 일치하는 것을 확인하였으며, 이를 통해 기름의 요오드값이 발수력과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었다. 실제 건물의 흙벽을 기름으로 마감하고 그 발수도를 측정한 결과, 모두 발수성 시험기준치를 초과하는 것으로 나타나 기름이 천연발수제로서 그 기능을 충분히 발휘하고 있는 것을 확인할 수 있었다.
이러한 기름의 발수 특성을 활용하여 흙집을 짓고자 하는 사람들이 상황에 따라 적절하고 다양한 방법으로 기름을 흙벽마감에 천연발수제로 사용하기를 기대한다. 향후, 흙벽 마감을 위한 기름 적용이 더욱 증가하고 보다 용이하게 사용되기 위해서 천연발수제로서의 기름의 재료적 특성과 시공방법, 발수도 판별기준 등에 관한 심도 있는 연구가 필요할 것으로 생각된다.
Water-repellent Characteristics of Oils for Earth Wall Finishes
Lee So-yu
Department of Architecture
Graduate School of Mokpo National University
(Supervised by Professor Hwang Hey-zoo)
<Abstract>
Different from average buildings, natural earthen buildings absorb water due to the hydrophilic property and the air gaps of the earth. This leads to erosion and cracks undermining the durability of earthen buildings. The water-repellent agents made from synthetic resin and silicone are usually applied on the external surface of earthen buildings in order to prevent this erosion; however, these agents pollute the environment, and their application disturbs the natural quality of the earth in terms of breathability, humidity control, and deodorization.
On the other hand, oil, as a natural water-repellent agent, is cheap and easy to purchase and apply without the need of professional skills, and this can maintain the natural quality of the earth. However, insufficient research has been conducted on the water-repellent characteristic of oil; hence, there is a reluctance to use it as a water-repellent agent in the field of construction of earthen buildings.
In this study, water-repellent tests and a test of oil application on real buildings were conducted in order to understand the water- repellent characteristics of oil and its effect. The water-repellent test is an experiment to check the level of water-repellency of each kind of oils based on the number of times it is heated, the number of application, drying period, and heating time.
Oils are classified as drying oil, semi-drying oil, and non-drying oil based on the level of iodine value. Linseed, soybean, and olive oils were respectively chosen as the representative oils, together with another 7 vegetable oils. The results of the experiments indicated that linseed oil and soybean oil meet the requirements of water-repellency of the KCL(Korea Conformity Laboratories) standards when they are heated for half an hour once, and applied three times for a period of 5 days' drying. This will be useful in cases where early water-repellent finishing is required.
Furthermore, linseed oil and soybean oil showed stable and high water- repellency to the test objects which were applied more than 4 times, regardless of their heating times and hours for a period of 30 days' drying Therefore, this method will be effective where long-term water-repellency is necessary. Olive oil, which is a non-drying oil, displayed irregular data inmost experiments.
It was found from the test to compare the level of water-repellency of oils and iodine value that they are corresponding, which suggests that the iodine value of oils is closely related to the water-repellent quality. In the real building application test, it was discovered that oils performed well as a natural water-repellent agent because they satisfied the KS(Korean Industrial Standards).
It is hoped that people, who are interested in building earthen houses, are understanding the water-repellent characteristics of oil and are using oils as natural water-repellent agents with various appropriate methods for each condition. An in-depth study on the characteristics of oils as a natural water-repellent agents, their application methods and the standard of the level of water-repellency is necessary to increase the application of oil as earthen wall finishing and make its convenient use.