화강석 마블 샌드스톤 라임스톤 슬레이트 천연 석재의 색상
화강석 마블 샌드스톤 라임스톤 슬레이트 천연 석재의 색상
천연
석재는 그 색상이 아름답고 견고하여 수 천년에 걸쳐 건축재로 사용되고 있습니다. 그러나 천연 석재의
기본적인 특성이 주변 환경의 변화로 인해 변색과 손상을 입고 있습니다. 천연 석재의 "다양하고 아름다운 색상의 비밀과 그 색상의 변화 원인, 그리고
색상의 보존 방법등에 관해 간략하게 알아보겠습니다.
1. 천연 석재의 색상은 어떻게 만들어
지는가?
2. 천연 석재의 색상은 왜 흐려지거나
없어지는가?
3. 백색 마블이 황색으로 변하는 이유는?
4. 검정색 마블이 회색이나 백색으로
변하는 이유는?
5. 어떻게 하면 장기간 석재의 천연
색상을 유지할 수 있을까?
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1. 천연 석재의 색상은 어떻게 만들어 지는가?
천연 석재는 광물질로 구성되며 여기에
미량 함유된 무기질 산화물이 석재의 색상을 결정합니다. 그러나 퇴적암 종류는 무기질 산화물이 아닌 유기물에
의해서 색상이 결정 됩니다. 천연 석재의 종류별 색상 결정 요인은 다음과 같습니다.
1) 화강석 (Granite)
화강석은 마그마가 지표면에서 굳어
형성된 암석으로 주로 장석과 석영으로 구성되어 실리카(Si), 칼륨(K),
나트륨(Na)성분이 주종을 이룹니다. 그러나
칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 철(Fe)성분은 거의 없습니다. 이런 화강석의 색상은 장석의 함량 비율에
따라 결정되며 부속광물의 함량이 여러 가지 짙은 색상을 나타냅니다.
* 화강석 색상에 영향을 미치는 부속광물:
회색 : 사장석과 철성분이 함유된 마그네슘광물
핑크/적색 : 적철광이 있는 정장석
2) 마블 (Marble)
마블은 퇴적암(라임스톤)이 높은 온도와 압력을 받아 변성된 암석으로 주로 방해석과
백운석으로 구성됩니다.
* 마블 색상에 영향을 미치는 부속광물:
검정 : 석탄질 (주로 유기물로 석유, 타르
등)
녹색 : 투휘석, 각섬석, 사문석, 활석
적색 : 적철광
황색/갈색 : 갈철광
3) 샌드스톤 (Sandstone)
샌드스톤은 진흙, 실리카, 탄산염, 산화철
등이 퇴적, 압축, 결합의 과정을 거쳐 형성된 암석으로 구성
성분의 기본 색상이나 양에 의해서 1차적으로 색상이 결정되고, 함유된
광물 입자의 전체적인 색상에 의해서 샌드스톤의 최종 색상이 결정됩니다. 그래서 샌드스톤은 색상이 매우
다양하며 여기에 방해석이나 석영이 결합되면 더욱 밝은 색상을 나타냅니다.
* 샌드스톤 색상에 영향을 미치는 부속광물:
담황색, 갈색, 적색 : 갈철광, 적철광
녹색 : 그라우코나이트(glauconite = greensand)
4) 라임스톤 (Limestone)
라임스톤은 물에 녹아 있던 무기광물이
침전되거나 퇴적되어 형성된 암석으로 각종 조개류나 갑각류 등이 퇴적되어 탄산염의 함량이 매우 높습니다. 특히, 라임스톤은 해저 층이나 동굴에서 높은 온도와 압력에 의해 퇴적물들이 녹아 형성되기 때문에 그 형태와 종류가
다양하며, 색상은 보통 백색, 회색, 검정, 갈색, 황색 등이
있습니다.
* 라임스톤 색상에 영향을 미치는 부속광물:
회색/검정 : 유기물질 (석유, 타르 등)
황색/갈색 : 산화철
5) 슬레이트 (Slate)
슬레이트는 물리적인 열화 작용으로
장석과 석영이 분해되어 만들어진 미세한 진흙 입자가 퇴적, 압축되어 결합된 암석으로 주로 백운모와 녹니석으로
구성됩니다.
* 슬레이트 색상에 영향을 미치는 부속광물:
회색 : 유기물질 (석탄, 흑연)
적색, 갈색 : 산화철 (적철광, 갈철광)
녹색 : 녹니석 (철, 마그네슘, 알루미늄)
2. 천연 석재의 색상은 왜 흐려지거나 없어지는가?
석재는 손상되지 않는 단단한 물질이라고
생각하고 있으나 암석이나 건축용 석재는 주변 환경에 의해 변색과 손상의 과정을 거쳐 다양한 형태로 변화 됩니다.
특히, 다음의 일반적인 조건에 의해 다양하게 변할 수 있는 광물이며 화합물인 것입니다.
1) 산(acid)에 의한 공격
건축용 석재의 오염을 제거하기 위해
각종 화학약품을 사용해 왔으며 그 중에서도 여러 종류의 산(acid)을 무분별하게 사용해 왔습니다. 현재도 건축물의 준공청소와 석재의 오염을 제거하는데 산이 가장 좋은 세척제라고 생각하는 사람들이 많이 있습니다. 산을 무분별하게 사용하여 도시의 건축물들이 흉물화 된 사례를 우리는 주변에서 얼마든지 볼 수 있으며 이렇게
산에 의해 손상된 석재는 회복이 불가능해 교체 공사를 할 수 밖에 없습니다.
산(acid)은 석재의 천연적인 결합 물질인 탄산염을 공격해 석재에 심각한 손상을 주며 석재 고유의 색상을 나타내는
각종 부속광물을 녹여 천연의 색상이 흐리게 하거나 심하면 없어지게 합니다. 또 산성비와 같은 자연의 변화는 수 년에 걸쳐 석재의 색상 및 외관을 손상시켜 도시의 건축물들을 흉물화 시키는
것입니다.
2) 자외선에 노출
태양광선의 자외선(UV)은 석재에 포함된 많은 종류의 광물들을 퇴색시킵니다. 석재는
금속광물에 의해 색상을 나타내기 때문에 잘 퇴색되지 않지만 예외의 경우가 있습니다.
검은색
마블은 퇴적된 유기물로 검은색을 나타내는데 자외선은 이 유기물 들을 분해시켜 색상을 흐리게 합니다. 또한
예로, 복숭아 빛의 마블이 옥외에 설치되어 태양광선에 노출된 경우 자외선에 의해 수개월 안에 백색의
마블로 변색되는 경우도 있습니다.
3.
백색의 마블은 산화철 성분에 매우 민감합니다. 마블에는 아주 미량의 철 성분이 함유 되어 있는데 시간이 경과하면 산화되어 표면으로 자연히 베어 나와 노랗게 변색되며 심한 경우에는 백색 마블 본래의 느낌이 완전히 상실됩니다. 또 하나의 원인은 대부분 수분의 직접 접촉에 의한 것으로 일상 관리시 걸레의 세탁등에 사용하는 물이 지하수인 경우 지하수가 센물이어서 철 성분이 함유되어 있어 황변의 원인이 됩니다. 또 수돗물은 자체에는 철 성분이 없으나 낡은 배관 내부의 녹물이 변색을 초래하는 원인이 됩니다. 따라서 백색의 마블은 반드시 보호제로 시공해서 최대한 표면을 보호해야 하며
일상관리시 전용의 세척제를 사용하여 관리하여야 합니다.
4. 검정색 마블이 회색이나 백색으로 변하는 이유는?
색상이 짙은 석재에 스크레치가 발생하면 하얗게 변하게 되고, 광택 처리된 석재 바닥이 보행에 의한 마모로 광택의 손실과 함께 색상이 흐려집니다. 또 광택 있는 검은색 석재로 된 바닥에 미세한 스크레치가 발생하면 석재 본래의 색상을 알아볼 수 없고, 분말 상태의 찌꺼기와 회색이나 백색의 거친 표면만을 볼 수 있습니다. 또 레몬 주스 등의 음료수나 음식물에 의해서도 쉽게 변색되며 산성비도 변색의 주요 원인이 됩니다.
5. 어떻게 하면 장기간 석재의 천연 색상을 유지할 수 있을까?
가장 최상의 방법은 색상이 변하지 않는 석재를 사용하는 것입니다. 유기물이 아닌 금속 광물에 의해 색상이 결정되는 석재를 선택하여 건축하면 석재의 변색을 방지할 수 있는 가장 이상적인 방법입니다. 그러나 현실적으로 이런 방법의 선택은 불가능합니다. 석재의 성분은 너무나 다양하고 건축적인 완성도가 너무나 많은 종류의 석재를 원하기 때문입니다. 그래도 색상의 변화를 예방하는 최상의 방법은 색상의 안전성입니다.
또 하나의 방법은 석재를 세척하고 재생하는데 필요한 화학약품을 최소한으로 사용하는 것입니다. 혹시 강한 약품을 사용해야 한다면 화학약품에 대한 반응과 예기치 못한 결과에 대비하여 작업 전에 반드시 예비테스트를 실시해야 합니다.
마지막 방법은 실리콘 성분의 발수제와 같은 보호제로 표면을 보호처리 하는 것으로 석재 시공시나 재생세척 후 석재에 적합한 제품으로 보호하여 석재의 주된 오염원인이 되는 수분의 흡수를 최대한 줄이고, 변색을 유발하는 산성비등의 접촉을 막아 장기간 석재 고유의 특성을 지키는 것입니다. 또 실록산계 보호제는 석재에 함유된 일부 불안정한 무기광물을 서로 결합시켜 좀 더 치밀한 조직으로 만듭니다. 이런 보호제를 사용함에 있어 기본적으로 보호제 자체가 석재의 고유 색상에 전혀 영향을 주지 않는 제품이어야 합니다.
아르떼 건축 설계 사무소 이메일 문의: arteczs@gmail.com
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