글라스톤{Glastone}
본 발명은 내외부의 치장용 건축재료인 인조석의 장점과 투명성으로 인하여 채광 및 내외부를 볼 수 있도록 해주는 유리의 장점을 결합하여 건물의 미적 요소를 높이고 창호에 들어가는 건축비를 다소 절감하는데 목적이 있다. 또한 기존 인조석이 단순히 벽에 붙여서 시공하여 미적 치장만을 목적으로 하는 것에 반해 글라스톤은 두께를 높이고 강도를 강화하여 벽돌과 같은 구조재료로서의 역할을 할 수 있도록 하였다. 기존의 인조석은 벽돌과 같은 건물의 구조재료로 사용되기 보다는 조적벽 및 콘크리트 옹벽의 내외부 치장용으로 주로 사용되었다. 따라서 비교적 두께가 얇게 제작되어(통상 50mm 이하) 벽에 붙이는 방식으로 시공하였으며 고가의 가벼운 재료를 사용하므로 두껍게 만들어서 구조용으로 사용할 필요성이 크게 부각되지 않았다. 유리는 투명성은 있지만 깨지는 특성 때문에 창문틀이 함께 사용되어야만 구조체로 역할을 할 수 있다. 12mm 이상의 후판 유리나 강화유리는 강도가 우수하기는 하지만 가격적 부담 때문에 일반 건축물에 쉽게 적용할 수 없다. 또한 창문틀이 없이 유리를 시공하는 것은 기존 건축기술이 극복해야 할 문제라고 본다.
글라스톤은 창호의 틀과 같은 두께로 제작하고 배합비 및 양생조건을 개선하여 벽돌 이상의 강도를 발현하게 하면 충분히 구조재료로 사용될 수 있으며 내부에 삽입되는 유리 또한 최소 12mm에서 20mm 정도의 유리를 한 장 또는 두 장 이상 사용하므로 강도에는 지장이 없을 것으로 사려된다. 깨지는 특성을 보완하기 위하여 아릴 등의 플라스틱이나 도자기 등이 유리 대신 사용될 수도 있다. 만에 하나 유리가 깨졌을 경우나 유리 내부의 사진 등을 교체하고자 할 경우에는 시공부위를 들어내고 규격화된 새로운 제품으로 대체한다. 건축물에서의 글라스톤의 응용범위는 향후 다양한 규격으로의 몰드 기술 개발 및 창문 설치가 용이하지 않은 건물에서의 적용 등 시험되어야 할 분야가 많을 것으로 본다.
글라스톤의 제조를 단계별로 살펴보면 1. 마스터몰드(Master mold)의 제작 글라스톤으로 제작되길 희망하는 자연석 또는 벽돌등의 형상물을 준비하고 유리가 안장될 위치에 희망크기만큼 홈파기를 한다.(도3A) 매끈한 판상의 재료 위에 홈파기를 한 형상물을 부착시켜 우레탄, 실리콘 등의 재료를 붓거나 바를 수 있도록 만든다.(도3B) 2. 몰드의 제작 우레탄, 실리콘 등의 재료를 마스터몰드에 붓거나 발라서 일정시간 경화시킨 후에 마스터몰드로부터 경화된 몰드를 떼어낸다. 완성된 몰드는 몰드 하부에 유리가 안장될 다양한 형태의 돌출부위를 갖는다.(도4) 3. 1차 몰탈 주입 몰드 표면의 유리가 안장될 돌출부위 상단까지 1차의 인조석 재료를 주입한다.(도6A) 4. 유리 안장 적정하게 절단된 유리를 돌출부위 상단에 올려 놓는다. 이때 유리가 몰탈에 살짝 묻히도록 한다.(도4, 도6B) 5. 2차 몰탈 주입 유리가 완전히 묻히도록 2차 인조석 몰탈을 주입한다.(도6C) 6. 상부유리 표면의 몰탈 제거 시멘트 몰탈의 경우 주입후 약 2-3시간이 지나면 케익상태가 되며 이 때 돌출부위와 같은 형상을 갖는 지그를 사용하여 유리 상단의 몰탈을 제거한다. 또는 안장을 위하여 준비된 유리에 미리 그 형상의 고무 몰드를 붙여 놓고 제조가 완료된 후에 유리 상부의 고무몰드를 탈형할 수 있다. 7. 양생, 탈형, 세척 30-40℃의 자연양생 혹은 몰탈의 특성에 따라 60℃ 정도의 스팀 양생을 하며 양생이 완료된 글라스톤은 탈형하여 유리표면에 묻은 몰탈 잔존물을 제거하고 세척한다. 인조석 제조에 사용되는 몰드는 통상 우레탄 고무, 실리콘, FRP 등을 자연석 또는 벽돌의 표면에 붓거나 발라서 제조하며 이때 몰드의 표면은 자연석의 질감을 그대로 나타낸다. 도1은 일반적인 인조석 몰드를 제조하는 공정을 단면으로 도시한 것이다. 몰드재료를 붓거나 바를 때 종석의 모양이 다르다. 이러한 몰드 내부에 미리 규격에 맞게 절단된 유리가 놓일 수 있도록 몰드 표면에 돌출부위가 생기도록 종석을 제조하는 방법을 단면도로 도시한 것이 도3A, 도3B이며 이 때 홈파기를 한 크기가 결국 인조석 내부의 투명한 부위로 결정되는 것이다. 인조석의 재료가 되는 몰탈은 주로 시멘트+골재+모래+각종 혼화재료(감수제, 발수제 등)으로 구성되며 또는 석분+수지접착제로 구성 될 수 있다. 도6은 인조석 몰탈을 주입하는 공정 및 유리 안장에서 탈형까지의 공정을 단면으로 도시한 것이며 이때 표면의 강화 및 발수성능을 위하여 적정한 혼화재료가 사용될 수 있으며 산화철 등의 무기물 안료를 사용하여 자연석과 같은 색상을 연출할 수 있다. 여기에서 1차 몰탈은 2차몰탈보다는 고급의 재료를 사용하면 원가를 낮출 수 있으므로 경제성이 고려될 수 있다. 특히 1차 몰탈에는 방수/발수/탈취/항균/원적외선 방출/습도조절 등의 다양한 기능을 부여할 수 있다.
도7은 다양한 형상으로 제조된 글라스톤의 예를 보여주며 돔형으로 제조할 경우 이글루 등의 천정에도 시공이 가능하고 벽돌 모양으로 제작할 경우 조적시에 벽돌과 함께 시공이 가능하다. 창틀처럼 시공하고자 한다면 조적시나 콘크리트 타설시에 글라스톤의 형상대로 목형을 시공하고 나중에 끼워 넣는 식으로도 시공이 가능하다. 조적벽돌 이상의 압축강도를 가지므로 벽돌 대용으로 한 벽 전체를 시공 및 치장할 수도 있다. 중간에 삽입할 수 있는 유리 또한 맑은 유리, 색유리, 무늬유리, 반사유리, 강화유리 등의 모든 유리를 사용할 수 있으며 규격이 다양하여 현장에서 파유리로 폐기되는 유리를 수거하여 재활용이 가능하다. 두 장 이상의 유리를 사용할 경우 그 사이에 사진이나 필름, 건물 연혁, 가계도 광고물 등을 삽입할 수 있어서 그 용도는 매우 다양하다 할 수 있겠다. 이외의 효과를 살펴보면 창호의 사용이 부적절한 반지하방 등의 적은 공간의 채광 창호보다는 시공이 용이하고, 후판유리를 한 장 또는 여러장 사용하므로 파손의 위험이 적으며, 인조석으로 인한 미적요소가 높으므로 인테리어 활용에 좋다.
도1 인조석 몰드의 일반적 제조공정을 도시한 단면도이다. 도2 기존 인조석 몰드의 단면도이다. 도3 유리의 삽입을 위하여 제조된 마스터몰드 및 몰드 제법의 단면도이다. 도4 유리의 삽입을 위하여 개조하여 제조한 몰드의 단면도이다. 도5 빈 몰드에 유리가 놓이는 현상을 보인 단면도이다. 도6 몰드에 몰탈 주입 및 유리 삽입의 공정을 도시한 단면도이다. 도7 완제품의 여러 형태를 위에서 바라본 평면도이다. 도8 유리의 사이에 여러 종류의 삽입물을 넣었을 때의 단면도이다. |
