개념 한 쪽
단열재는 가볍고 공기층이 많은 재료다. 가열 팽창시켜 만드는 광물계 제품과 섬유상 재료, 그리고 단열재가 갖춰야 할 조건이 이 영역의 축이다.
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질석입니다. 800~1000℃ 가열로 체적이 5~6배가 된 다공질 경석으로, 시멘트와 배합해 경량·보온·방음·결로 방지용으로 씁니다. 진주석을 800~1200℃에 팽창시킨 구상입자는 펄라이트입니다.
출제기준 단원 「단열재의 종류 및 특성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 제조·변질 설명으로 재료명 고르기 | 1 | 열처리·변질 과정을 보고 광물성 단열재 이름 묻기 |
| 제품 설명의 진위 판별 | 1 | 광물·합성 단열재에 대한 설명의 옳고름 판단 |
| 용도 적합성 고르기(덕트 감김) | 1 | 송풍 덕트 감김에 적합한 무기질 단열재 선택 |
단열재의 조건은 열전도율의 반대 방향으로 외운다. 열전도율이 낮고 흡수율이 적으며 기계적 강도와 내화·내부식성을 겸비해야 하는데, 비중이 크면 밀도가 높아 열이 잘 전달되므로 「비중이 클 것」은 단열재의 조건이 아니라 오답이다. 가볍고 공기층이 많을수록 단열 성능이 좋아진다는 원리가 모든 조건 문제의 기준선이다.
가열 팽창으로 만드는 광물계 단열재가 두 개 나란히 있다. 질석은 운모계 광석을 800~1000℃로 가열해 체적이 5~6배로 팽창시킨 다공질의 경석으로, 경량·보온·방음·결로 방지 목적으로 시멘트와 배합해 각종 형상과 공동품을 만든다. 펄라이트는 진주석 등을 800~1200℃로 가열 팽창시킨 구상입자 제품으로 단열·흡음·보온에 쓰인다. 암면은 용융시켜 만든 인공 섬유, 카세인은 단백질계 접착제라 원료부터 구분된다.
섬유상 무기질 단열재의 대표는 유리면이다. 유연성이 뛰어나 송풍 덕트 등 곡면에 감아 열손실을 막는 용도에 적합하고, 셀롤로즈 섬유판·연질 섬유판은 유기질이며 경질 우레탄 폼은 무기질이 아니고 딱딱한 판재라 감싸기에 부적합하다. 석면은 사문암이나 각섬암이 열과 압력을 받아 변질해 섬유 모양 결정질이 된 것으로 단열·보온재로 쓰였으나 인체 유해성으로 사용이 규제되고 있다.
나머지 특성들도 짝지어진다. 경질우레탄폼은 발포 경화 후 치수가 안정되어 시간이 지나도 부피가 팽창하지 않으며, KS 규격이 정해져 있고 현장 발포 시공이 가능하며 초저온 장치의 보냉제로도 쓰인다. 목재가공품 중 연질섬유판·코르크판·코펜하겐 리브판은 단열·흡음용 기능 판재이지만 플로어링블록은 바닥 마감재 전용으로 용도가 다르다.
출제 패턴은 ① 단열재의 조건에서 옳지 않은 것(비중이 클 것), ② 운모계 광석의 가열 팽창 제품(질석), ③ 진주석 가열 팽창 구상입자(펄라이트), ④ 덕트에 감는 무기질 단열재(유리면), ⑤ 사용이 규제되는 섬유상 광물(석면), ⑥ 경질우레탄폼의 틀린 설명(시간 경과에 따른 부피 팽창), ⑦ 용도가 다른 목재가공품(플로어링블록)이다. 「가열해 부풀린 것은 질석과 펄라이트, 감아서 쓰는 것은 유리면」으로 묶는다.
운모계 광석을 800∼1,000℃정도로 가열 팽창시켜 체적이 5∼6배로 된 다공질의 경석으로 각종 형상 및 공동품의 경량, 보온, 방음, 결로방지의 목적으로 시멘트와 배합하여 제조, 사용되는 석재는?
정답 ② · 운모계 광석의 가열 팽창으로 만들어지는 석재를 묻는 문제이다. 질석은 운모계 광석을 800에서 1000도로 가열하면 결정수가 증발하면서 체적이 5에서 6배로 팽창하여 다공질의 경석이 되는 재료로, 경량성과 보온성, 방음성, 결로 방지 효과가 있어 시멘트와 배합하여 각종 경량 콘크리트 제품에 사용된다.
운모계 광석을 고온에서 가열 팽창시켜 만든 경량 보온재는 질석이다.
다음 석재제품에 대한 설명 중 옳은 것은?
정답 ① · 석재 및 석재제품의 특성과 제조 방법에 대한 옳은 설명을 고르는 문제이다. 펄라이트는 흑요석을 분쇄하여 고온으로 가열 팽창시킨 다공질의 경량골재로서 단열재나 경량 콘크리트용 골재로 쓰이므로 1번은 옳은 설명이다.
무기질 단열 재료 중 송풍 덕트 등에 감아서 열손실을 막는 용도로 쓰이는 것은?
정답 ③ · 무기질 단열재 중 송풍 덕트를 감아 열손실을 막는 용도의 재료를 묻는 문제이다. 유리면은 무기질 섬유상 단열재로 유연성이 뛰어나 곡면인 덕트 표면을 감싸는 데 가장 적합하다.
유리면은 섬유상 무기질 단열재로, 유연성이 뛰어나 송풍 덕트 감싸기 등 곡면 포장에 가장 적합합니다.
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