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1 석재 |
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1) 종류 |
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① 화성암
ⓐ 화강암(granite) : 강도 내마모성 빛깔 광택 흡수성이 작고 돌결이 치밀하며, 석질이 굳고 내구력이 있으며 큰 재료상태로 얻기 쉽고 가공시 아름다운 면을 가질수 있으나 800℃ 이상의 열을 접하면 균열이 생기고 붕괴하므로 세밀한 조각용으로는 부적합하며, 우리나라에는 많으며 구조용 장식용재이다.
ⓑ 안산암(andesite) : 색깔이 좋지 않고 광택이 나지 않으며, 큰 부재를 얻기가 힘들며, 가공성이 떨어지고 내화력은 화강암보다 크고 강도와 내구성이 크므로 구조용재이며 국내의 분포가 많고 채색하기 쉬운 것이 특색이다.
ⓒ 화산암 : 화산에서 분출된 암장이 급냉각하여 응고한 것으로, 내부에서 기체가 방출되면서 다공질로 되어 있는 부중이 0.7정도의 경석이다. 내화도가 높은 다공질로 경량골재나 내화재 등으로 사용된다.
ⓓ 부석(pumice stone) : 경량이고 다공질인 것이 특색이며, 제주도의 돌은 대부준이 부석이다.
② 수성암
ⓐ 점판암 (clay slate stone) : 진흙의 압력을 받아 응결한 것을 이판암이라 하고, 이것이 더욱 큰 압력을 받아 변질, 경화한 것을 점판암이라 한다. 이것은 얇게 쪼개지므로 지붕재료로 쓰며 온돌의 구들장으로 쓴다.
ⓑ 사암(sand stone) : 내구력이 안산암과 비슷하고 톱으로 켜서 사용할 수가 있다.
ⓒ 응회암(tufa) : 강도가 약하고 흡수율이 놓고 풍하 변색이 되기 쉽고 외관도 좋지 않다. 연질 경량으로 채석이나 가공이 쉽기 때문에 많이 사용한다.
ⓓ 석회석(serpentine) : 치밀하고 견고하나 내화성 내화학성이 없어 분해되어 분말로 된다. 석재로는 도로포장용 자갈에 사용되며, 시멘트 및 석회 등의 주원료이다.
③ 변성암
ⓐ 대리석(marble) : 장식용으로 무늬가 아름답고 연마하면 미려한 광택과 빛깔 무늬가 아름다우며 조각용으로 우수하다. 산 및 열에 약하고 풍화 마멸 내구성이 적으므로 외장용으로는 좋지 않다.
ⓑ 사문석(serpentine) : 암갈색의 짙은 문양이 있어 판석으로 만들어 물갈기를 하면 광택이 나는 부분 등에 특수한 장식효과를 내기 위하여 붙여 쓴다. |
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2)성질 |
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내구 연수는 화강암·안산암이 200년이고, 대리석·사암은 50년이다. 내화성은 석영을 포함하는 것은 변태점을 가지고 있기 때문이다. 또 대리석도 800℃내외에서 타서 생석회가 된다. 안산암·사암·응회암 등은 내화성이 강하고 1200℃정도의 화재에도 견딘다. |
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3)시장형과 강도 |
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① 사장형
ⓐ 잡석(coddle stone) : 200mm정도의 깨어낸 막생긴 돌로서 지정 및 잡석다짐 등에 쓰인다. 200mm 정도의 둥근 돌을 잡석 또는 호박돌이라 한다.
ⓑ 간사 : 200mm - 300mm 정도의 다소 모진 돌로서 간단한 석축 또는 돌쌓기에 쓰인다.
ⓒ 견치돌 : 면 300mm각 정도의 네모뿔형의 돌로서 면에서 뿔 끝까지의 길이를 뒤꾀임 길이라 하며, 석축쌓기에 이용된다. 또 150~200mm각으로서 한식건물, 방화벽에 쓰이는 것을 사고석이라 한다
ⓓ 각석(ashlar) : 단면 각형으로 길게 된 돌을 각석 또는 장대돌이라 하고 채석장에서 용재로 떼낸 돌이다. 석재는 큰 것이 비싸므로 대개 400mm각, 길이는 200mm이하로 한다.
ⓔ 판돌(plate stone) : 나비 600mm, 길이 1000mm 정도로 한식 건물의 구들 아랫목에 놓는 것을 함실장이라 한다.
② 강도
[표}석재의 허용응력도(kg/cm)
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압축 응력도 |
구부림 응력도 |
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화 강 암 |
110 |
15 |
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경질안산암 |
80 |
9 | |
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2 가공 및 쌓기의 종류 |
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1)돌쪼갬 |
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① 부리쪼갬(wedging) - 돌눈에 따라 얕고 작은 구멍을 1렬로 파서 여기에 부리(철재 쐐기)를 쳐박아 쪼갠다. 벽체의 모서리 또는 둥근 기둥에 붙여대는 석재는 돌 뒤를 직각 또는 원호로 쪼개낼 필요가 있다.이 때는 그 따낼 줄에 따라 잭 해머로 세워 구멍을 나란히 내뚫어 놓고 부리 쪼갬을 한다.
② 톱켜기(sawing) - 화강암 대리석등의 붙임돌 등은 톱으로 캐낸다. 이 때에는 철사를 불과 같이 부어 넣으며 줄톱으로 쓴다. 대리석에는 금강사·카아보랜덤(carborundum) 등을 쓴다.
③ 공장에서 판재 가공시 - 대형판제는 Gang Saw라는 톱날을 사용하며, 일반 판재는 원형 톱날을 사용하고 있다. |
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2) 표면마무리 |
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석재의 표면마무리는 조밀과 형상에 따라 대별된다. 일반 마무리는 날망치 다듬으로 하고, 거친 쌓기가 아닐 때에는 맞댐면 30mm까지는 표면이 물갈기이면 물갈기 정도로 한다.
① 표면 조밀에 의한 종류 : 물갈기면 까지의 과거 손 가공시과정이며, 매 단계가 표면마무리이기도 함
ⓐ 메다듬(knobbing) - 마름돌의 거친 면을 쇠메로 다듬어 면을 보기 좋게 한 것이다. 혹두기라고도 한다.
ⓑ 정다듬 - 정으로 쪼아 평탄한 거친 면으로 한 것으로 조밀의 정도에 따라 구분한다.
ⓒ 줄정다듬 - 정다듬의 일정으로 정으로 일정방향으로 줄지어 쪼아 평탄하게 하는 것으로 줄의 간격으로 대·중·소로 나눈다.
ⓓ 도드락다듬(bush hammered course) - 약 35mm각의 네모 망치형에 네모뿔대의 날이 돋힌 작은 메로써 거친정다듬을 한 면을 더욱 평탄하게 다듬는 것이다. 따라서 도드락망치를 사용한다.
ⓔ 잔다듬(dabbed finish) - 도드락다듬을 한 위를 날망치로 곱게 쪼아 더욱 평탄하게 표면이 균일하게 하는 것이다. 이것을 날망치다듬이라 한다.
ⓕ 물갈기 (rubbing) - 잔다듬 또는 톱켜기면을 철사·금강사·카아보런덤·모래·숫돌 등으로 물주어 갈아 광택이 나게 한다. 거친갈기·증갈기·본갈기·광내기의 순서로 마무리한다. 광내기에는 광내기 가루와 버프(buff)를 써서 닦는다. 현재 외벽 마감용으로 많이 사용되며, 대량생산이 가능하다.
ⓖ 버너마감(burner finish. 화염처리, 버너튀김) - 보통 톱으로 켜낸 돌면을 산소불로 굽고, 물을 끼얹는다. 돌 표면은 엷은 껍질이 벗겨지게 한 면을 마무리 재로 사용하며, 현재 외벽 마감용을 많이 사용되고 있으며, 대량생산이 가능하다.
② 표면의 형상에 의한 종류
ⓐ 혹두기(rock face finish) - 거친 면을 그대로 두고 심한 요철은 없게 한 것으로 다듬돌면이라 한다
ⓑ 모치기(rustication) - 돌의 줄눈 부분의 모를 접어 잔다듬하는 일로서 면은 거친 면 또는 다듬은 면으로 한다. 모치기의 종류에는 두모치기·세모치기 등이 있다. |
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3)돌쌓기의 종류 |
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① 거친돌쌓기(rubber work) - 잡석·간사 등을 적당한 크기로 쪼개여 쓰고 맞댐면은 그대로 또는 거친 다듬으로 하여 불규칙하게 쌓은 것이다. 중량감이 있고 안전감을 느끼므로 전원건축, 담 등에 적당하다.
② 다듬돌쌓기 - 돌의 모서리, 맞댐면을 일정하게 다듬어 쌓기의 원칙에 따라 쌓는 것으로서 막쌓기와 바른층쌓기가 있고, 석재의 표면 마무리의 여하를 막론하고 다듬돌쌓기라 한다. 외관이 미려하고 가장 튼튼하므로 많이 쓰인다.
③ 줄눈의 외관상 구분
ⓐ 바른층쌓기 - 줄눈의 모서리·맞댄면을 일정하게 쌓는 것을 바른층쌓기라한다.
ⓑ 허튼층쌓기 - 줄눈의 모서리·맞댄면을 하튼 눈으로 쌓는 것을 허튼층쌓기라 한다. |
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3 돌쌓기법
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1)돌나누기(courses in masonry work) |
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돌나누기는 설계도에 따라 돌의 크기 및 줄눈의 위치를 상세히 하는 것으로서 벽돌나누기와 같은 의미의 것이다. 보통 돌나누기는 축척 1/50정도로 한다. 돌의 크기는 뒷벽쌓기를 벽돌이나 블록쌓기로 하였을 때는 높이는 그 치수의 정수곱으로 나누어 맞추고, 길이도 벽돌 또는 블록의 길이에 맞추는 것이 좋다. 뒷벽이 콘크리트조일 때에는 그 크기를 자유로 할 수 있다. 화강석 쌓기일 때에는 쪼개고 다듬는 공정상 그 두께를 150mm이하로는 하지 않는 것이 좋다. |
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2)돌쌓기 설치 붙이기
돌의 가공이 끝난 것은 돌쌓기와 설치 및 붙이기의 방법을 달리하고, 다음과 같이 구별한다. |
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① 돌쌓기·붙이기의 종별
ⓐ 순수한 석조일 때 (돌쌓기) : 촉으로 석재 상호간의 연결을 하여 쌓는 것이다.
ⓑ 뒷벽 벽돌, 블록조일 때 (돌쌓기·붙이기) : 촉과 연결철물로서 석재 상호 또는 뒷벽에 연결하는 것이다
ⓒ 치장벽돌, 블록면에 혼용할 때 (설치)
ⓓ 철근콘크리트 벽체일 때 (돌쌓기·붙이기)
②돌설치
석재를 동시에 축조하는 것이 가장 튼튼한 것이지만 보통 나중쌓기로 하고,설치에는 메나 지렛대를 쓴다
ⓐ 촉구명과 연결철물 홈 : 촉과 연결철물을 장치할 구명과 홈은 설치전에 시공한다.
ⓑ 굄·쐐기
ⓒ 모르터·콘크리트 사춤
ⓓ 돌쌓기 : 돌은 세로 규준틀을 맞추어 수평실을 치고, 먼저 모서리 및 요소에서부터 굄을 설치하여 줄눈 및 돌면의 수직, 수평을 정확히 설치한다. 둘째 켜는 뒤채운 사춤모르터 또는 콘크리트가 굳은 다음 촉과 연결철물로써 벽체와의 연결을 하고 밑켜의 돌에 맞추어 정확히 수직, 수평이 되고 줄눈 바르게 한다. 촉은 좋은 모르터 또는 황을 녹여 채운다.
ⓔ 깨진 돌 : 가공 또는 설치 중에 모서리가 깨어지는 것은 교착제로 마이어스토운 스멘트(meyer stone cement)또는 합성수지 제품이 있다.
ⓕ 물씻기 및 줄눈 마무리 : 줄눈에 끼운 헝겊은 모르터가 굳기 전에 제거하고, 돌면에 붇은 모르터 흙, 먼지 등은 와이어 브러시 등으로 잘 긁어내어 충분히 맑은 물씻기를 한 다음 치장줄눈을 한다. 치장 줄눈은 보통 잔다듬에서 6mm 정도로 한다.
③ 판돌붙임
판돌이 두꺼운 것은 맞댐 면에 촉을 꽂아 넣고, 뒷벽에 철선으로 연결한다. 이때 뒷벽에는 미리 연결철물을 설치하여 연결한다. 대리석과 같이 얇은 판은 그 줄눈 자리에서 뒷벽에 촉구멍을 파고 나무촉을 쳐 박으며, 이에 가는 철사를 못박아 대고 메뚜기를 대어 탕개틀어 (cramping) 고정하고 사춤 모르터를 한다. 모르터가 완전히 경화된 다음에 메뚜기와 내민 철근을 잘라내고 청고하고 치장줄눈하여 마무리하고 보양한다. |
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① 맞댐면 - 돌면 서로가 접촉되는 면을 맞댄면이라고 하고, 보임 틈서리를 줄눈이라 한다. 맞댄면은 약 30mm까지 다듬기를 그 표면마무리 다듬기와 같은 정도로 한다. 돌며의 국부적 접촉은 하중이 집중되어 균열이 생기게 되며 사춤모르터가 잘 채워지지 않고, 모르터의 접착도 좋지 않으므로 다서 낮게 다듬고 두드러진 곳이 없도록 정다듬기를 한다.
② 줄눈(joint) - 돌쌓기의 줄눈은 맞댄줄눈은 1-2mm, 잔다듬 정도는 3-6mm, 정다듬일때는 6-9mm, 거친돌 막쌓기는 10-20mm정도로 한다.
③ 접합 - 석재의 접합은 단순히 맞댐으로 하고 줄눈에 깔 모르터 사춤모르처로 접촉시키는 것이 좋다
ⓐ 촉(dowel) - 맞댄면 양쪽에 구멍을 파고 철제의 촉을 꽂아 납·황 또는 좋은 모르터를 채워 고정한다. 촉의 크기는 돌의 중량과 연결 정도에 따라 정하지만, 보통 15 ~ 20mm각 또는 원형 단면길이 40 ~ 80mm로 한다.
ⓑ 꺽쇠·은장(clamp) - 이음에는 꺽쇠 또는 은장자리를 파고 모르터 또는 납·황 등을 고정한다.
ⓒ 반턱이음 - 양쪽의 접합면을 반씩 잘라내고 집합시킨 것.
ⓓ 제혀이음 - 한쪽 맞댄면에 홈을 파고 다른쪽의 제혀 부분을 끼운 것.
ⓔ 장부이음 - 한쪽의 촉은 다른 쪽의 촉구명에 끼운 것.
ⓕ 접착 - 에폭시수지 등의 접착제로 모서리 파손부를 접합한다. |
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4)돌구조 |
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원척도에 따라 모형을 만들어 가공하며 쇠시리(moulding)등은 원척도의 형판을 만들어 가공해야 한다 |
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5)돌연장 공구 |
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석공구에는 쇠메·정·부리·도드락망치·날망치 등이 있다. 도드락망치의 날은 36mm각에 이빨이 25, 64, 100개 등이 있다. |
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4 아아치 및 각부 돌쌓기 |
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1)아아치 틀기 |
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아아치돌의 줄눈은 아아치 중심에 모이게 하고, 접합은 촉·꺽쇠등을 쓰고 특히 튼튼하게 해야 한다. 단순한 돌아아치는 작은 간사이에 쓰고, 간사이가 클때에는 뒤에 인방보를 넣어야 한다. |
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2) 문끝 갓둘레 |
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① 인방돌(lintel stone) - 인방은 창문등의 문꼴 위에 결쳐 대어 상부의 하중을 받는 수평재이다. 석재는 문꼴의 간사이가 크면 뒤에 감추어진 부분에 쇠보·철근콘크리트보 또는 벽돌아아치 등을 혼용하고, 상부 하중을 부담시키며 인방돌은 단지 치장으로 1개의 부재로 하거나 평아아치로 한다.
② 창대돌 (window sill stone) - 창밑에 대어 빗물을 처리하고 정식적으로 하는 것이다. 따라서 그 윗면, 밑면, 옆면에는 물끊기· 물돌림 등을 두어 빗물의 침입을 막고 물흘림이 잘 되게 한다. 창나비가 크면 2개이상을 이어 쓰기도 하지만, 외관상이나 방수상 하나의 돌을 사용하는 것이 좋다.
③ 문지방돌(door sill stone) - 출입문의 밑에 대는 돌로서 경질의 석재를 잔다듬 또는 물갈리를 한다.
④ 쌤돌(jamb stone) - 창문의 벽두께 면에 대는 것으로 벽돌조에도 쓰인다. 면을 적거나 쇠시리를 하고, 촉과 연결철물로써 벽체에 긴결한다.
⑤ 두겁돌 (capping stone) - 담·박공벽·난간 등의 꼭대기에 덮어 씌우는 것으로 그 윗면에는 물흘림· 밑면에는 물끊기를 둔다. 두겁돌은 밑의 촉으로 연결하고, 두겁돌 상호간의 촉·꺽쇠 또는 은장으로 연결하다. |
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3) 각부쌓기 |
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① 돌림띠(string coures) - 벽면에서 내밀어 가로 길게 두른 장식·채양 또는 물끊기의 작용을 하는 것이고, 각층의 중간에 있는 것을 허리돌림띠, 상부에 댄 것을 처마돌림띠라 한다.
② 난간벽(parapet wall) - 난간벽은 처마위 옥상에 벽으로 된 난간이다. 나간의 높이는 낮게 하고, 하부 벽체에서 볼트를 길게 내어 세로 줄눈 사이에 넣고 보강하는 것이 좋다.
③ 부란 - 부란은 난간동자를 세워 댄 난간이다. 부란이 길때는 수본 걸름으로 두겁에서 난간 동자를 통하여 밑받침돌과 긴 볼트로 연결하는 것이 좋다.
④ 계단돌 바닥돌깔기 - 돌계단은 내수·내구적으로 외부의 층층대에 흔히 쓰인다. |
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4)견치돌쌓기 사고석쌓기 |
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① 견치돌쌓기
- 흙막이 또는 호안에 쓰인다.
- 기초는 충분한 깊이와 나비로 이동이나 부동침하 등이 없게 한다.
- 중량과 토압의 합력이 기초나비 안에 들게 하는 중량식 흙막이 벽이다.
- 석축에는 건성쌓기(메쌓기:day bond)과 사춤쌓기(찰쌓기 : wet bond)가 있다.
- 건성쌓기는 맞댐면을 잘 다듬어 모르터르 쓰지 않고, 뒤에는 잡석이나 자갈들을 다져 넣는 것이나,
- 사춤쌓기는 맞댐면에 모르터를 깔고, 뒤에도 모르터 또는 콘크리트로 사춤쳐 놓는 것이다. 사춤쌓기는 배수에 주의하여 출수량에 충분한 배수구멍을 설치하여야 한다. 보통 1㎡에 1개 정도가 적당하다.
② 사고석 쌓기 - 한식건물 밖벽에 사고석을 진흙으로 쌓고 벽체의 외(猥)에 새끼로 얽어매어 쌓는 것이고 화를 목적으로 한 것이다. 벽의 높이까지 다 쌓는 것을 화방장이라 하고, 반만 쌓은 것을 반화방장으라 한다. |
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5 건식공법 |
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3절에서의 쌓기법은 과거 사용하던 습식공법이나 현재 습식은 외벽공사시에는 잘 사용되고 있지 않다. 주로 내부 벽체. 바닥, 계단실, 외부화단 및 바닥등에 주로 쓰이고 있다. 외벽 공사시에는 주로 건식공법을 이용하고 있으며 종류는 크게 세가지로 나뉘어지고 있으며, 부분들의 Detail이 계속 신기술·신공법으로 개량되어 가고 있다. |
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1)앙카 긴결 공법 |
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건식공법중 가장 초기에 사용하던 공법으로 초기에는 대규모 고층건물의 외벅에도 사용되었으나, 현재는 가설공사비나 안전문제로 잘 쓰이고 있지 않으나 중·소규모에는 많이 사용되고 있다.
종래의 습식공법은 돌의 지중으로 인한 구조적인 문제, 장기공사일 경우 공기의 문제, 이로 인한 시공의 난이성 등올 재 부탁하여 한계성이 있으며, 특히 철골구조물일 경우 R.C조에 비하여 확실한 적재지지 방법이 확보되기 어렵기 때문에 석재부착이 관란하다.
이를 보완할 수 있는 공법의 하나가 그림과 같은 건식공법이며 몰탈(습식공법)이나 Precast Concrete(화강석 P.C)대신 앙카 시스템을 이용하여 구조체의 골조에 석제를 부탁시키는 방법이다. |
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2) 강제 트러스 지지공법(Paneling System, 메탈 트러스공법) |
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앙카 긴결공법이 비계위에서 석판제 1판씩을 내·외벽면에 설치해 나감에 비해 미리 조립된 강제 트러스에 여러장의 석판제를 지상에서 짜 맞춘 후 이를 현장에서 조립식으로 설치해 나가는 공법이다.
현재 고층건물에서 많이 사용되고 있으며, 특징은
① 앙카 긴결공법과 비교하여 비계가 필요없어 지상에서 석판재 긴결작업 및 줄눈부 실링재 채움 작업을 할 수 있다.
② 현장 설치시 타워 크레인(tower crane) 및 흡착판을 이용하여 설치작업이 신속하다.
③ 화강석 지지철물로서 알루미늄계 연결철물(부착면이 로 되어있다.)을 사용하여 볼트와 연결철물을 확실히 긴결시켜준다.
④ 공장에서 제작 되어온 트러스에 따라 현장에서 물을 전혀 사용하지 않으므로 동절기에도 시공할 수 있는 전천후 공법이다.
⑤ 패널 하나의 크기가 9-14m x 1.5 - 1.8m의 대형도 가능하므로 한장한장 설치하는 경우보다 균질한 외관을 갖출수 있으며 시공속도도 빠르다. |
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3) 화강석 Precast concrete 공법 (G.P.C공법; Granite Veneer Precast Concrete)
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본 공법은 화강석을 외장에 사용하는 경우 석재를 얇고 확실히 붙이기 위하여 석재 뒷면에 철근을 조립한 후 콘크리트를 타설하여 일체화 시킨 것이다.
그 설치과정으로는 화강석 원석을 석산에서 채취, 석재가공 공장에서 판재로 할 석 후 Jet-burner 등으로 표면 처리하고 P.C공장에서 판재 뒷면에 P.C를 제작하여 현장에서 그림과 같이 Curtain-Wall로 외장에 부착 시킨다.
이 공법은 습식공법에 비해 석재를 얇게 할 수 있고 구조체에의 설치가 확실하며 백화현상, 얼룩짐 등은 거의 없다는 장점이 있는 반면 건식공법에 비해 설치기간이 길고 건물이 중량화 되기 쉬운 단점이 있다 |
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