건축 시공(금속 공사)

개요

금속공사는 기성 철물이나 가공 제작한 철물을 장식 · 도난 및 손상 방지 등을 위해 다른 부분에 고정하는 공사를 말한다. 설치방법에는 선 설치와 후 설치 방법이 있다. 선 설치할 때에는 위치를 정확히 하여 이동이 생기지 않도록 견고하게 붙여야 하며, 후 설치할 경우에는 올바른 위치에 가설치하고 붙임용 철물, 용접 등으로 고정시키고 다른 공사에 지장이 없도록 한다. 금속공사에 사용되는 재료는 광택을 가지고 있으며 비중이 크고, 전성(展性, malleability)과 연성(延性, ductility)이 풍부하며 대체로 다음과 같은 특징을 갖고 있다.

● 강도 및 탄성계수가 크고 균질한 재료의 대량생산이 가능하다.

● 재질, 형상 등이 다양하다.

● 불연재료이다.

● 전연성이 크고 가공 성형이 용이하다.

● 녹이 슬기 쉬워 녹막이 도장이 필요하다.

● 불에 가열 시 연화되기 쉽다.

● 비중이 높고 색상이 다양하지 못하다.

 

금속재료의 종류

금속공사에 사용되는 재료는 철강재, 비철금속재 및 2차 금속재 등으로 나뉜다.

(1) 철강재

강은 철과 탄소를 주성분으로 하는 탄소강 또는 보통강과 그 외의 다른 합금 원소를 첨가한 합금강이나 특수강이 있다. 스테인레스강은 대표적인 합금강이다.

 

1) 탄소강(보통강)

강은 탄소함유량이 증가함에 따라 비중, 팽창계수, 열전도율이 떨어지고 비열, 전기 저항 등은 커지는 특성을 가지고 있다. 강재는 가설용, 구조용, 접합용, 철선용 등으로 사용되고 있으며, 강재의 단점인 부 식(녹) 방지를 위해 내식성이 강한 아연 · 크롬도금 등으로 방식(防蝕) 처리하여 사 용 된다.

 

① 부식방지를 위한 사용상 대책

● 이종(異種) 금속을 인접 또는 접촉시켜 사용하지 않는다.

● 균질한 것을 선택하고 사용 시 큰 변형을 주지 않도록 한다.

● 큰 변형을 준 것은 풀림(annealing) 2)하여 사용한다.

● 표면을 평활하고 깨끗이 하며 건조상태로 유지한다.

● 부분적으로 생긴 녹은 즉시 제거한다. ② 방식방법

● 페인트, 바니시, 아스팔트 등 경질고무, 합성수지 등으로 도포한다.

● 인산염 용액에 금속을 담가서 금속 표면에 피막을 입힌다.

● 철재의 표면에 SiO2를 주성분으로 하는 유약을 바른다.

● 철판 표면을 황산으로 씻고 아연 또는 주석 용액에 담가서 도금한다.

● 모르타르 또는 콘크리트로 피복한다.

 

2) 스테인레스강(stainless steel)

공기 중, 수중 등에서 비교적 녹이 슬지 않는 것을 스테인레스강이라 하며, 탄소 이 외에 일정 비율의 크롬과 니켈 등의 원소를 함유한 특수강이다. 저탄소인 것 일수 록 녹이 잘 슬지 않지만 연질이고, 고탄소인 것은 약간 녹이 슬기 쉽지만 강도는 크다. 또한 크롬강(크롬 18~20%), 니켈크롬강(크롬 18%, 니켈 8% 등)은 연질이나 거의 녹이 슬지 않으므로 건축장식, 전기기구, 식기 등에 널리 사용된다. 최근 건축 공사용 자재로서 지붕재, 난간대 등에 적용이 점차 늘어가고 있지만 다른 금속재료에 비해 가격이 고가이므로 경제성을 검토하여야 한다.

 

(2) 비철금속재

비철금속재에는 알루미늄 및 알루미늄 합금, 동 및 통합급, 아연, 주석, 납 등이 포함된다.

 

1) 알루미늄(aluminum)

비중이 칠에 비해 가벼우며, 열, 전기의 전도성 및 반사율이 뛰어나다. 대기 중에서 포면에 자연산화피막을 형성하므로 내식성이 우수하고, 연질이기 때문에 가공성이 뛰어나 창호재 및 커튼윌, 지붕재 등에 사용된다. 그러나 산, 알칼리 및 해수에는 침식되기 쉬워 콘크리트나 모르타르에 직접 접하거나 흙 속에 매몰되는 경우에는 부식된다.

 

2) 동(copper)

동은 가공성과 내식성이 우수하고 색상이 미려하여 지붕재, 장식철물, 창호철물 등의 건축재료로 많이 사용된다. 합금으로는 황동과 청동이 많이 사용되는데, 황동 (brass)은 동과 아연이 주성분으로, 가공이 용이하고 내식성이 뛰어나 계단 논슬립. 창문의 레일, 장식 철물 등에 쓰인다. 청동(bromze)은 동과 주석을 주성분으로 하며, 황동과 비교하여 내식성이 좋고, 주조성이 우수하며, 청록색을 띠고 있어 건축 장식물 및 미술공예품에 많이 사용되고 있다.

 

3) 아연(zinc)

아연은 대기나 수중에서 표면에 염기성 탄산염의 안정된 막이 형성되어 부식이 거의 진행되지 않고, 동보다 내식성이 뛰어난 장점이 있으나 이온화 경향이 크고, 산. 알 칼리. 철 등에 의해 침식된다. 아연은 철제의 내식 도금이나 도료로 사용된다.

 

4) 주석(tin)

주석은 미관, 방청 및 방습을 목적으로 사용된다. 주조성이 양호하여 각종 금속과 합금화가 용이하다. 공기 중이나 중성 수용액에서 내식성이 풍부하지만 주석 표면을 보호하는 산화피막이 불완전하게 되면 공식을 일으킨다.

 

기성제 철물 시공

기성제 철물은 건축물 공사에 사용하기 전에 견본품을 제출하여 재질, 모양, 치수, 색 깔, 마무리 정도 및 구조, 기능 등을 승인받아야 한다.

 

(1) 논슬립(non-slip, 미끄럼막이) 계단 디담판의 끝에 설치하여 미끄러지지 않게 하는 철물로 황동제, 타일 제품, 석 재. 접착 시트(sheet) 등이 있다. 연결철물은 미끄럼막이와 동질의 것을 사용한다 미끄럼막이 밑에 직접 발을 달아 모르타르 속에 고정하는 방법과 정착철물을 미리 묻어두고 고정하는 방법이 있다. 수평을 정확하게 유지하고 상하로 줄 바르게 설치하여 뜨지 않게 하여야 한다.

 

(2) 계단난간(hand rail) 스테인리스제. 철제 파이프. 각관 등을 용접 또는 소켓(socket)으로 접합한다. 난간기둥은 도면에 따라 간격을 나누고, 두겁대 및 연결재 용접, 납땜, 소켓 접합, 나사, 볼트를 사용하여 고정한다. 각 접합부 납땜 부분이 치장되는 곳은 그라인더(grinder) 줄, 연마지나 버프(buff) 문지르기 등으로 평활하게 마무리한다.

 

그 외 줄눈대, 코너비드 등이 있다.