개념 한 쪽
목재는 수분 함량에 따라 물성·무게·부피가 변하는 자연 재료로, 시험에서는 함수율과 비중 등 특정 상태를 기준으로 삼아 비교·계산한다. 건조 상태에 따른 비중 표준과 함수율 계산 공식을 알고 있으면 관련 문제를 해결하기 쉽다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「목재」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 함수율 계산 | 1 | 습윤중량과 절대건조중량으로 함수율을 계산하는 방법 |
| 비중 계산 | 1 | 질량과 부피로부터 목재의 비중을 산출하는 계산 |
| 비중 기준 상태 구분 | 1 | 기건비중 등 목재 비중의 기준 상태를 가리는 지식 |
목재는 원목 상태의 수분을 포함하는 상태와 건조된 상태에서 물성이 달라진다. 함수율이 작아진다는 것은 목재가 건조된다는 의미이며, 일반적으로 함수율이 감소하면 목재 조직이 조밀해져서 강도가 증가한다고 본다. 온도가 상승하면 목재의 강도는 떨어지는 경향이 있으며, 목재의 흠(결)은 구조적 약점으로 작용하여 강도를 저하시키는 요인이 된다.
비중은 단위 부피당 질량으로 정의하며, 목재는 수분 함량에 따라 비중이 변하므로 비교를 위해 특정 상태를 표준으로 정한다. 가장 일반적으로 사용되는 기준은 기건비중이며, 기건비중은 목재가 공기 중의 습도와 평형을 이룬 상태, 즉 함수율 약 15%일 때의 비중을 의미한다. 생목비중은 수분이 많은 상태의 비중이고, 절대건조비중은 완전히 건조된 상태의 비중으로 구분된다.
목재의 건조 방법은 자연건조와 인공건조로 나뉜다. 자연적으로 통풍이 잘되는 곳에 쌓아 두어 수분을 천천히 증발시키는 방법은 공기 건조법으로 분류된다. 침수법은 인공건조법에 속하지 않는 방법으로 문제에서 인공건조법에 속하지 않는 것을 묻는 경우 정답이 될 수 있다.
함수율 계산은 절대건조 상태의 질량을 기준으로 한다는 점이 핵심이다. 함수율은 (습윤중량 - 절대건조중량) ÷ 절대건조중량 × 100의 공식으로 계산한다. 이 공식을 이용하면 여러 실전 계산 문제가 해결 가능하다.
함수율 계산 예시는 다음과 같다. 건조 전 무게가 558.9g이고 절대건조 무게가 500g이면 수분 무게는 58.9g이므로 함수율은 (58.9 ÷ 500) × 100 = 11.78%가 되어 소수점 둘째 자리에서 반올림하면 약 11.8%가 된다. 비중 계산 예시는 질량을 부피로 나누는 단순한 비례 계산으로, 질량 100gf를 부피 200cm3로 나누면 비중 0.5가 된다.
문제 해결 시에는 항상 분자와 분모가 무엇인지, 그리고 주어진 질량이 어느 상태의 질량인지(습윤중량인지 절대건조중량인지)를 확인하여 공식을 정확히 적용하면 쉽게 정답을 찾을 수 있다.
목재의 강도에 관한 기술 중 옳은 것은?
정답 ② · 목재의 함수율이 낮을수록 목재는 더 단단해지고 강도가 증가하는 경향이 있습니다. 반면 온도가 상승하면 강도는 감소하고, 비중이 크면 일반적으로 강도는 증가하며 목재의 흠은 강도를 저하시키는 요인이 됩니다.
목재는 함수율이 낮을수록 수축이 일어나 밀도가 높아지고 강도가 증가하는 물리적 특성을 가진다.
어떤 목재 시험편이 기건 상태에서 무게가 100gf 이고 시험편의 체적이 200cm3 이었다면 비중은?
정답 ④ · 비중은 물질의 질량을 그 물질이 차지하는 부피로 나눈 값입니다. 문제에서 질량이 100(gf), 체적이 200(cm³)이므로, 비중 = 100 / 200 = 0.5가 됩니다.
비중은 질량을 부피로 나눈 값이므로 100gf를 200cm3로 나누면 0.5가 됩니다.
일반적으로 목재의 비중으로 사용되는 것은?
정답 ② · 목재의 비중은 함수량에 따라 변하므로 일반적으로 대기 중의 평형 함수량 상태인 기건상태(함수율 약 15%)에서의 비중인 기건비중을 목재의 비중으로 표준적으로 사용합니다. 이는 목재의 역학적 성질을 비교할 때 가장 일반적인 기준이 됩니다.
목재의 표준 비중은 함수율 약 15%인 기건비중을 사용한다.
건설재료시험기능사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.