석재의 천연색상

대리석시공

석재의 천연색상

saraesil 2010. 1. 22. 21:37

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?

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. 백색 마블이 황색으로 변하는 이유는?

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.

라임스톤 시공에 관한 의견

모든 석재가 마찬가지 입니다만, 그릇된 시공의 문제는 곧바로 석재의 특징적인 외관에 치명적인 손상을 주게 됨은 물론 일상 관리에도 많은 문제점을 야기합니다. 특히 라임스톤은 석재의 특징상 문제의 정도가 더욱 심하게 표출되는 것이 일반적인 현상입니다. 라임스톤을 시공한 후 수 개월내에 발생하는 각종 문제에 대해 건물주나 관리자 심지어 시공사와 설계사들 조차 그 이유를 모르고 있습니다. 그것이 단지 방수문제로 인한 어쩔 수 없는 부분으로 생각하거나 그럴 것이라는 막연한 추측만을 하고 있는 것입니다. 과연 라임스톤은 시공 후 문제점이 발생할 수 밖에 없는 석재일까요? 그렇다면 외국의 수많은 건축물에서는 문제의 발생이 왜 미미한 것일까요? 어째서 국내에 시공된 라임스톤에만 유독 많은 문제가 발생하는 것일까요? 그것은 라임스톤의 특징을 다른 일반석재와 동일시 하는 무지에서 비롯된 것이라 말 할 수 있습니다.

라임스톤의 특징

라임스톤이란 명칭이 의미하듯 라임스톤에는 “라임” 즉 “탄산칼슘”이 다량 함유되어 있습니다. 일반적으로 라임스톤이라 하면 성분 중에 탄산칼슘이 약40%이상 되는 것이 보통입니다. 이런 이유로 인해 라임스톤은 수분에 약한 성질을 갖게 되는 것이며, 산성에 매우 취약한 것입니다. 무엇보다도 라임스톤은 수만 년에 걸쳐 물에 의해 형성된 수성암이라는 사실을 생각해야 합니다. 수성암이 갖는 일반적인 특성상 수분의 흡수율이 다른 석재 즉 화성암 혹은 변성암 등과 비교하여 월등하게 높은 것이 특징입니다. 이런 특징은 화강석을 시공할 때는 없었던 문제가 라임스톤의 시공 시에는 반드시 발생하게 되는 원인인 것입니다.
예를 들어 라임스톤을 바닥용으로 시공할 경우 바닥의 평탄에 사용되는 모르터에 함유된 수분은 라임스톤에 치명적인 얼룩을 형성함은 물론 심한 경우 라임스톤을 파손시키는 원인이 되기도 하는 것입니다. 그만큼 라임스톤의 흡수력은 높은 것입니다.

방수, 발수, 발유의 이유

라임스톤의 시공 시 우선 라임스톤의 배면에 반드시 방수처리를 해야 합니다. 이 때 라임스톤에 적합한 방수재를 선택하여 사용하여야 합니다. 일반적인 방수재는 오히려 라임스톤의 색상을 변색시키는 원인 될 뿐입니다. 시공 당시 아무런 문제가 없다 하여도 시간이 경과하면 반드시 방수재로 인한 문제가 발생합니다. 대표적인 문제가 변색이며 이에 대한 해결책은 교체 시공 뿐 입니다. 따라서 반드시 라임스톤 전용의 방수재를 이용한 방수작업을 해야 합니다. 벽체에 시공되는 라임스톤의 고정은 반드시 스테인레스 스틸의 받침쇠를 사용하여야 하며, 받침쇠 고정 전에 방수 시공이 이루어져야 합니다. 또 받침쇠의 고정은 가소제 성분 등이 잔류하지 않는 본딩재를 사용해야 합니다. 석재의 시공 전에 방수재로 처리하는 것이 일반 화강석 등의 석재만을 취급하던 작업자에게는 이해할 수 없는 부분으로 생각되어지는 것은 당연합니다. 그러나 라임스톤의 시공에는 반드시 배면 및 측면의 방수와 표면의 발수,발유 처리가 석재 시공 전에 이루어져야만 라임스톤 특유의 분위기를 장시간 유지 보존할 수 있는 것입니다. 이 때 시공되는 발수,발유제는 라임스톤의 색상에 영향을 주지않는 제품으로 시공되어야 하며, 완전히 건조된 상태에서 시공 되어야 합니다. 라임스톤을 시공함에 있어 사전에 이루어져야 하는 방수, 발수, 발유 등의 절차가 공사기간을 단축하기 위하여, 혹은 당장의 문제가 아니라는 생각으로 무시하는 설계자나 현장의 감독은 없어야 합니다. 사전에 적합한 제품으로 방수, 발수, 발유의 시공이 행해지지 않은 라임스톤은 반드시 흉물로 변할 수 밖에 없습니다. 많은 비용을 들여 건축되는 건축물이 외장재로 사용된 라임스톤에 의하여 오히려 흉물이 되는 것은 건축물에 관련된 누구도 참을 수 없는 모욕일 것입니다.

물리력에 대한 보호

라임스톤은 물리력에도 매우 취약합니다. 따라서 각이 발생하는 부분은 가급적 피해야 합니다. 가급적 라운딩 형태의 디자인 개념을 도입해서 모서리 부분이 파손되는 것을 최대한 방지해야 합니다. 외곽의 전체적인 모서리, 계단의 포서리 부분 등은 디자인 개념을 도입해 라운딩을 하는 것이 파손을 예방하는 중요한 방법입니다. 또 많은 화물이 운반되는 곳이라면 바닥은 라임스톤을 사용하는 것을 피해야 합니다. 라임스톤으로 이루어진 바닥위로 화물용 운반카 등이 이동하거나 화물을 끌고 다니거나 하면 라임스톤은 손상됩니다. 또 벽체의 경우 별도의 보호조치를 해야 합니다. 인테리어 개념을 적절히 반영하여 라임스톤 특유의 분위기를 유지하면서 파손을 방지하는 지혜가 필요합니다.

외부의 라임스톤

건물의 출입구 외곽에 계단이나 바닥을 라임스톤으로 시공하는 것은 관리에 있어서 어려움이 있습니다. 실외바닥을 구성하는 라임스톤은 물리력과 겨울철 눈과 얼음을 녹이기 위해 사용하는 염화칼슘, 습기 및 각종 오물로 인하여 쉽게 오염되거나 파손될 확률이 매우 높습니다. 따라서 실외바닥을 라임스톤으로 시공하는 것은 피해야 합니다.

라임스톤의 보양

라임스톤의 시공 시 보양에 관하여 특별한 주의가 필요합니다. 보양을 하기 위해 일반적인 테이프 등의 접착성 재료를 사용해서는 안됩니다. 테이프의 접착제 성분이 쉽게 라임스톤에 스며들어 얼룩을 형성합니다. 또 시공하고 나서 통풍을 방해하는 비닐 등으로 덮거나, 골판지 혹은 나무 등의 재질을 석재에 직접 접촉시켜 보양하는 것은 혹시 존재할 수 있는 습기와 결합하여 석재의 표면에 심각한 얼룩을 형성할 수 있습니다. 따라서 보양 시 통풍이 이루어 질 수 있도록 충분히 고려되어야 하며, 얼룩이 스며 나올 수 있는 재질로의 보양은 피해야 합니다.

라임스톤의 줄눈 작업

라임스톤의 줄눈 작업은 세심한 주의가 필요합니다. 우선 외곽의 경우 대부분 실리콘 계통의 씰링재를 사용하는 것이 보통인데 이 때 사용되는 씰링재는 반드시 생산업체에서 보장하는 제품을 사용해야 합니다. 짧은 기간이라도 충분히 실험을 한 후 설계에 반영하는 것이 이상적 입니다만, 모든 상황이 여의치 못할 경우 “생산업체에서 얼룩이 발생하지 않는 제품”으로 보장한 제품을 사용해야 하며, 시공 방법이나 시공상의 주의점을 반드시 확인한 후 시공에 임해야 합니다. 가급적 라임스톤의 시공이 결정되면 충분한 시간 동안 시험한 후 시공하는 것이 가장 안전합니다. (참고 : 씰링재에 의한 석재의 오염)
실내의 줄눈은 대개 시멘트 계통의 접착제 함유 제품으로 줄눈 작업을 하는 것이 일반적 입니다만, 백색의 시멘트를 이용하여야 하며, 줄눈을 중심으로 양쪽에 보양 작업을 하고 줄눈 작업에 임해야 합니다. 이 때 보양을 하지 않으면 줄눈 작업 시 이용된 줄눈제가 줄눈을 중심으로 작업도구가 지나간 자리에 줄눈제가 스며들어 번들거림이 발생합니다. 정면에서는 잘 보이지 않습니다만, 측면에서 보면 심각한 얼룩이 나타나게 됩니다. 이 얼룩은 제거가 곤란하며 영구적인 성질을 갖게 됩니다. 줄눈 작업이 끝나면 바로 보양재를 제거하여 보양제로 인한 얼룩의 발생을 방지하여야 합니다.

라임스톤의 준공청소

가급적 라임스톤의 시공은 모든 작업이 끝난 후 최종적인 공정을 통해 작업하는 것이 이상적 입니다. 그러나 작업 공정상 불가능한 경우 반드시 세심한 보호 조치를 취한 후 작업에 임해야 합니다. 그리고 라임스톤의 가공은 실외에서 이루어져야 합니다. 라임스톤을 일부 시공한 실내에서 현장 가공작업을 하면 물과 먼지 등에 의해 심각한 오염이 발생합니다. 반드시 라임스톤에 수분과 먼지가 묻지 않도록 주의하여 작업에 임해야 합니다. 만약 현장에서 오염이 발생하면 즉시 적당한 조치를 취해 오염의 고착이나 확산을 방지하여야 합니다.

라임스톤의 건축이 완성된 후 준공 청소는 실내의 먼지를 건식으로 털어내고, 바닥의 먼지는 진공청소기로 흡입하는 수준의 청소가 이루어지는 것이 당연합니다만, 장시간의 공사로 인해 먼지 등이 어느 정도 흡착된 경우 세척작업을 실시할 수도 있습니다. 이 때 사용되는 세제는 물을 사용하지 않는 세제이어야 하며, 산성이나 알카리성의 세제와 일반 가정용 세제는 절대 사용해서는 안됩니다. 라임스톤 전용의 세척제를 이용한 세척작업을 해야 하며 철저하게 작업이 이루어져야 합니다.

“라임스톤 취급 및 유지관리에 관하여”

(라임스톤 시공 방법에 따라 발생되는 얼룩 및 흠집)

라임스톤을 사용하기 위해서는 라임스톤의 성질을 이해하는 것이 중요합니다. “Stonepia의 자료뱅크” 에 관련 자료를 참조하시고, 나아가 라임스톤의 사용 경험을 갖고 있는 외국의 자료를 많이 연구하여야 할 것입니다. 모든 건축의 전 과정이 마찬가지 입니다만, 석재의 시공에는 시행착오를 통한 깨달음은 존재하지 않습니다. 잘못 시공되면 그것은 부실인 것입니다. 특히 라임스톤은 그 부실의 증명이 다른 석재에 비해 단기간에 선명하게 나타나는 특성을 갖고 있습니다. 준공 직후 나타나는 부실의 증후는 설계사와 시공사의 명예에 치명적인 손상을 입게 됨은 물론 하자 보수를 위한 경제적 손실과 시간 등을 부담하지 않으면 안됩니다. 라임스톤으로 건축물을 건축하고자 하는 건축주, 설계사, 시공사는 각각 한국적 환경에서 라임스톤을 이용하는 가장 좋은 방법이 무엇인지에 대해 정확한 인식이 필요합니다. 단지 색상과 시공 비용만을 생각해서는 안됩니다. 관리에 따른 부담과 관리방법 등에 대해서도 세심한 확인이 필요합니다.
라임스톤을 주방이나 화장실에 시공할 경우 그 관리는 어떻게 할 것인지? 비용은 어느 정도 소요되는지? 등을 반드시 확인 하여야 합니다. 어떤 석재든지 제대로 관리하기 위해서는 석재에 적합한 관리방법을 통해 관리가 이루어져야 합니다. 라임스톤은 이런 이유에서 일반석재와는 전혀 다른 관리방식이 있으며, 그 비용이 매우 많이 소요되는 특성이 있습니다. 관리 비용이 부담스러운 건축주는 라임스톤의 사용을 회피하여야 합니다. 특히 특정장소에 라임스톤의 시공은 많은 비용의 부담을 초래할 수 있음을 인식하여야 합니다. 설계사나 시공사가 이런 라임스톤의 특성을 이해하고 설계나 시공에 라임스톤의 특성을 제대로만 반영한다면 관리비용의 절감은 물론 장기간 라임스톤 특유의 이미지를 보존할 수 있을 것입니다.

1. 설계시 고려사항
2. 벽체에 내재된 물기
3. 지표면으로부터 수분흡수
4. 외부로부터 수분침투
5. 금속에 의한 얼룩

1. 설계시 고려사항

기본적으로 얼룩을 발생시키지 않도록 설계합니다.
먼지나 수분이 누적되지 않도록 합니다.
비둘기 등의 조류 접근을 방지해야 합니다.
라임스톤과의 접촉면 또는 주변에 사용되는 재료는 산화되어 녹이 발생되는 물질을 사용해서는 안됩니다.
라임스톤 배면과 측면은 방수 처리가 되어야 하며, 표면은 발수.발유처리가 되어야 합니다.
지표면보다 낮은 벽면은 완전히 방수처리를 하여야 합니다.
배수로를 설치하고 배수를 위해 충분한 경사를 확보합니다.

2. 벽체에 내재된 물기
수분의 침투는 건물을 손상시키는 가장 큰 요인 중에 하나입니다. 여러 가지 씰링재의 개발로 석재 조인트에서의 손상문제는 어느 정도 해소 되었지만 잘못 설계, 시공되었을 경우에는 수분으로 인한 피해를 막을 수 없습니다.
경사면이나 벽체에는 여러 번의 방습처리나 방수처리 하여 충분히 수분이 차단되도록 설계하여야 합니다.
습기처리를 실패한 경우에는 대부분이 설계사의 무지로 인한 부적합한 설계와 시공업자의 부실한 작업에 기인합니다.
이처럼 벽체에 내재된 물기로 인해 발생될 수 있는 현상으로는 크게 백화현상(efflorescence /exfoliation) 과 알칼리용액에 의한 얼룩 등이 있습니다.
가. 백화현상 (efflorescence/exfoliation))
백화는 라임스톤 벽체에 발생되는 회/백색의 고체 분말형 결정으로 벽체 내부로 수분이 침투되어 다시 누출되면서 발생되는 현상입니다.
수분(조인트에서 유입, 지붕이나 벽체에서 침투, 응축, 설비누출 등)은 칼슘, 칼륨, 마그네슘 및 기타의 무기질을 용해시켜 공기중의 이산화탄소나 물속에 녹아있는 무기물들이 서로 결합하여 탄산염, 황산염, 질산염, 염화염 등을 형성합니다.
이들 염들이 용해된 물기가 벽면을 따라 이동하다가 외벽에 도달하면 수분은 증발되고 염들만 벽면에 누적됩니다. 이런 과정이 반복되어 백화(efflorescence)가 형성됩니다. 이런 백화를 "bloom", "scum", "saltpeter" 라고도 합니다.
백화(efflorescence)는 초기에 그 자체로는 라임스톤 구조에 손상을 입히지 않지만, 백화얼룩 면에 흠(pitting)이나 벗겨짐(flaking) 등이 발생하였을 때, 이를 즉시 조치하지 않을 경우에는 라임스톤의 구조에 심한 손상을 초래할 수 있습니다.
백화는 단순히 외관상의 문제이거나 비가 오면 씻겨 제거되는 일시적인 경우도 있습니다. 그러나 배수로, 창틀, 바닥 등에서의 계속적인 누수로 많은 염(salt)들이 두꺼운 층으로 누적되면, 라임스톤 표면을 쪼개 분리시키게 됩니다. 이런 과정을 "엑스호리에이션(exfoliation)"이라 하며, 이 경우에 라임스톤은 심하게 파손됩니다.
백화(efflorescence/exfoliation)현상은 수분의 존재, 용해되는 무기질, 표면증발의 3가지 원인에 의해서 발생됩니다. 백화현상을 방지하기 위한 방법은 석재로 침투되는 수분 공급원을 찾아 완벽하게 차단하는 방법과 벽체 표면으로 수분이 이동되는 경로를 차단하는 방법이 있습니다.
토목/건축 설계에 있어서 유기질방수제나 무기질방수제로 수분이 정체 될만한 곳이나 지표면 부근에는 방수처리가 되어야 합니다. 특히, 바닥 슬라브(slab)나 모서리(angle) 부분의 방수처리가 중요합니다.
라임스톤은 일반적으로 배면 방수처리를 하고, 배수구(weep hole)를 설치하여 물기를 방출합니다. 또 항상 통풍이 되도록 조치하면 완벽하게 습기를 예방할 수 있습니다. 설치된 배수구에는 먼지나 각종 이 물질이 누적되어 막힐 수 있으므로 관리가 용이하게 설계하는 것이 방습에 효과적 입니다.
오래된 라임스톤 건물의 증축인 경우에는 오랜된 라임스톤 건축물의 수분 침투를 차단하고 연결되는 부분의 방수처리를 세심하게 해야 합니다. 오랜된 건축물의 경우에는 우선 수분의 침투원을 제거하고 라임스톤 배면까지 방습제가 도달될 수 있도록 조치합니다.
백화현상(efflorescence/exfoliation)은 전문가의 진단과 보수가 필요 합니다.
나. 알카리 용액에 의한 얼룩
알카리 얼룩은 담황색 라임스톤에서는 갈색이나 혹은 적갈색으로, 회색의 라임스톤에서는 회갈색 현상으로 나타납니다.
알카리 얼룩은 대개 시공중이나 혹은 시공직후에 나타나며 백화현상 과 비슷한 원인으로 즉, 물기에 의해서 나타납니다.
알카리 얼룩의 발생은 그 원인이 불완전한 설계, 부실한 시공, 불가항력적인 작업환경 등으로 발생되며, 수분의 존재 양에 의해 발생면적의 넓이가 결정됩니다.
알카리 얼룩은 라임스톤에 적합한 시공에 의해 완전 방지가 가능하며, 일단 오염이 되면 반드시 오염의 원인을 제거해야 합니다. 얼룩의 원인을 제거하면 더 이상의 얼룩은 형성되지 않으며, 진행의 정도가 미약한 경우 원인 제거에 의해 어느 정도의 회복이 가능합니다. 그러나 장시간 오염이 진행된 경우에는 별도의 작업을 통해 얼룩을 제거해야 합니다.
수용성 알카리는 주로 칼륨(K)과 나트륨(Na)의 화합물로 모든 시멘 트의 주성분이며, 이들이 빗물이나 기타 습기에 의해 용해되어 라임 스톤에 침투하면 얼룩이 발생됩니다. 때로는 모르터의 수분이 라임 스톤에 흡수되어 얼룩이 발생하기도 합니다.
다량의 수분침투에 의해서만 심한 알카리 얼룩이 발생되지만 이것은 단지 외관상의 문제이며 석재 자체에는 별 무리가 없습니다.
라임스톤의 시공시 방수처리가 되지 않은 상태로 작업이 이루어지면 대부분의 경우 얼룩이 발생합니다. 이 때 발생하는 얼룩의 정도는 심하거나 미약할 수도 있습니다만, 양쪽 모두 건축물의 미관에 심각한 손상을 주게 됩니다. 또 시공 중에 현장 관리가 미흡할 경우 자연 환경이나 공사 현장의 상황에 의해 오염이 발생될 가능성도 있습니다. 예를 들면 설치작업이 마무리 되지않았거나 덮개가 없는 벽체, 미완성된 창틀, 콘크리트 작업, 모르터에서 흡수된 수분 등에 의해 얼룩이 발생 하기도 합니다.
모르터에서 흡수된 수분의 양은 미미하여 아주 엷은 색의 얼룩이 발생되지만 다량의 수분공급으로 발생한 얼룩은 그 정도가 심하며 오랜 시간 동안 지속됩니다. 일례로, 미완성된 창틀이나 비 보호된 벽체로 많은 양의 빗물이 흡수된 경우에 라임스톤에 발생되는 알카리 얼룩은 미관에 심각한 문제를 야기합니다.
오래된 건물의 창문이나 벽체 연결부를 통해 장기간 침투한 수분은 여러 가지 농도의 얼룩을 발생시킵니다. 이 경우 건물을 세밀하게 조사하여 수분의 침투장소를 찾아내야만 합니다. 또한, 공조기기의 덕트에서 짧은 시간 동안 발생하는 응축수도 얼룩을 만들 수 있습니다. 이처럼 수분의 침투원을 찾아 제거하는 일은 상당한 전문성과 경험을 있어야 가능한 작업입니다.
일반적으로 알카리 얼룩은 그 원인 제공요소를 찾아 제거하고, 포울티스의 방법으로 얼룩을 제거하거나, 미미한 경우 그대로 건조 시키는 것이 최선의 방법입니다. 햇빛과 강우에 노출되도록 하여 자연적인 기후작용으로 얼룩을 제거하는 것이 가장 효과적 입니다.
알카리 얼룩을 포울티스의 방법으로 제거할 필요가 있을 경우에는 새로 생긴 엷은 얼룩은 전용 세척제로 세척하거나 라임스톤용 포울티스로 작업하고 역시 전용의 세척제로 세척합니다. 오래되고 찌든 얼룩은 전문가의 기술이 필요합니다.
3. 지표면으로부터 수분흡수

건물과 지표면이 접촉된 라임스톤 하단 부분 등에 발생한 얼룩은 건물내부 또는 건물외부의 수분에 의해서 발생합니다. 방수,방습작업이 불완전하거나 혹은 전혀 이루어지지 않은 경우 이런 얼룩은 반드시 발생됩니다. 또한, 콘크리트 포장면이 라임스톤 면에 인접한 경우, 시멘트 모르터에 의해서 얼룩이 발생됩니다. 이런 시멘트 모르터에 의한 얼룩은 습한 날씨에 쉽게 확인될 수 있고, 이 경우에는 라임스톤과 콘크리트와의 접촉이 전용의 방수재에 의해 차단되어야 하며, 콘크리트 접촉면에 일정한 경사를 부여해 라임스톤 방향으로 물이 흐르지 않도록 해야 합니다.
라임스톤 벽체의 방수처리가 불충분한 경우 얼룩의 발생은 당연시 해야 합니다. 이미 발생된 얼룩의 해결에는 많은 어려움과 경제적 손실이 있으며 숙련된 기술이 요구됩니다. 또 심한 백화 현상인 엑스호리에이션(exfoliation)에 의해 발생된 얼룩은 라임스톤의 구조적인 손상을 야기할 수 있으므로 즉시 보수 되어야 합니다.
벽체 내부의 수분은 수직면의 조인트 하부에 배수구(weep tube)를 설치하여 제거하거나 설계에 반영되지 않은 별도의 공기 통풍구 등을 설치해 공기의 흐름을 원할히 하여 방습 효과를 얻을 수도 있습니다. 또한 기존에 설치된 배수구를 점검하여 문제가 있으면 재설치 내지는 청소 등을 통해 완전한 수분의 흐름을 유도함으로써 고여지는 수분을 제거할 수 있습니다. 경우에 따라서는 방습 처리제를 배면에 주입하여 이런 문제들을 해결할 수 있습니다만 비용과 그 효과에 대한 불확실성으로 인해 특수한 상황이 아니면 실행하는 것이 어렵습니다.
원래 설계상에서 방수처리가 불완전하거나 방습처리작업이 불충분하면 포장도로면 (paving), 벤취(bench), 연석(curbing), 계단(step), 치크월(cheekwall) 등에 수분으로 인해서 발생되는 얼룩을 막을 수 없습니다. 이런 곳에서는 보통 알카리도가 높지만 지표면으로부터 흡수되는 여러 가지 원인에(염, 비료, 유기성분) 의해서 얼룩이 더욱 심해집니다.
가. 염 (salt) = 소금
동절기에 얼음이나 눈을 녹이기 위해서 라임스톤 주변에서 염화물을 사용하는 것은 가급적 피해야 합니다. 일반적인 염화나트륨(NaCl)이나 이를 함유한 염화물은 석재 표면 아래에서 재결정화를 일으키며 백화(efflorescence)를 발생시킵니다. 특히, 지표면과 접촉된 부분이나 하단부 석재의 모르터나 씰란트 조인트에서 발생됩니다.
통행면에 백화현상(efflorescence/exfoliation)이 특히 심한 경우에는 동절기 건축물 관리 프로그램을 재점검할 필요가 있습니다.
라임스톤에 흡수된 염은 그 자체로는 얼룩을 형성하지 않지만 염이 용해된 수분이 석재내부로 이동되거나 이로 인한 백화의 발생은 오히려 미래에 심각한 문제를 발생시킬 수 있습니다.
수분에 의해 흡수된 염들은 삼투압 현상에 의해 900 ∼ 1200 mm 높이까지 침투할 수 있으며 이런 사실은 건조한 기후임에도 불구하고 석재면이 습하고 짙게 보이는 것으로 쉽게 알 수 있습니다. 이런 현상은 대기중의 수분이 흡수된 염과 반응하여 발생되는 것입니다.
대부분의 투명한 발수제(clear water repellent)가 이런 현상을 방지하기 위해 사용되지만 그 효과가 미미하며 라임스톤 배면을 방수,방습 처리하는 것이 가장 효과적이며 이 경우 수분의 침투를 50 ∼ 75 mm 까지 방지할 수 있습니다
라임스톤의 방수에 시중에 나와 있는 일반 방수제의 사용은 곤란합니다. 일반 방수제는 오히려 방수제에 의한 얼룩을 발생시킬 위험이 있습니다. 특히 석재의 방수와 접착에 많이 사용되고 있는 에폭시의 경우 얼룩이 발생되지 않는 제품을 선택해 사용해야 합니다. 라임스톤에 적합한 방수제를 사용하는 것은 매우 중요합니다.
나. 비료 (fertilizer)
건축물 외부의 하단이 토양에 접한 경우 비료성분이 많이 녹아있는 수분침투로 석재면에 금속성 염이 침투하게 됩니다. 또 보통 이런 하단 석재는 대개 슬라브 바닥 또는 콘크리트 구조물 위에 설치되는데 그 결과 유해 성분으로부터 이중의 악영향을 받게 됩니다.
건축물 신축시 화단 접촉면은 반드시 방수.방습처리를 하여야 하며, 기존 건물의 경우에는 문제가 발생되면 방수.방습 보수공사를 하여야 합니다. 또한 하단 석재를 지지하는 지표 밑의 콘크리트면에도 방수처리가 되어 있어야 합니다.
하단석재의 비노출면과 화단토양의 높이보다 약간 높은 위치까지의 라임스톤 면에는 전용의 방수제로 방수처리가 이루어져야 하고 지표면의 콘크리트에도 시멘트계의 방습처리제로 처리되어야 합니다.
일반적인 발수제는 지표 밑의 석재면이나 석재 배면의 방습처리제로 사용될 수 없습니다.
알카리 얼룩을 방지하기 위해서는 하단석재를 지지하는 하부구조물이 방수 처리되어 있더라도 석재와 콘크리트의 모든 조인트부분을 방수처리 하여야 합니다.
다. 유기성분의 오염
건축 쓰레기, 공사먼지, 진흙 등에 의한 얼룩은 석재 하부면에 오염원이 접촉하여 발생되며, 오염에 의한 변색은 그 자체만으로는 확산되지는 않습니다. 그러나 수분과 만나는 경우 심각한 오염의 확산이 이루어질 수 있습니다. 그러므로 이런 종류의 얼룩은 일반적으로 쉽게 제거할 수 있는 초창기에 제거하는 것이 효과적입니다.
건물 신축시 주변이 토양에 노출되는 경우 지면의 공사먼지 얼룩을 방지하기 위해서 간단한 자갈 트랜치를 지면과 접촉되는 부분에 만들거나 신축 작업 중에는 500 ∼ 900 mm 정도의 높이로 보양덮개를 합니다.
대부분의 먼지 얼룩은 브러쉬를 이용해 가볍게 털어내고, 전용의 세척제를 이용해 제거하면 간단히 제거할 수 있습니다. 그러나 얼룩이 장시간 진행되어 점착된 경우 보다 강력한 세척방법이 요구되므로 이 때는 별도의 비용과 작업 공정을 계획해야 하는 문제가 발생됩니다. 따라서 얼룩 발생의 예방에 만전을 기하는 것이 가장 효율적인 얼룩제거 방법입니다.

4. 외부로부터 수분침투
가. 발수제 (Water Repellent)

발수제는 석재면으로 수분흡수를 지연시키고 습한 기후에서도 석재가 건조한 외관(dry look)을 유지하도록 도와줍니다. 또한 대기오염에 의한 얼룩 및 먼지가 석재에 침투하는 것을 감소시킵니다.
발수제의 효과는 수분의 침투를 감소시키는 것입니다. 발수제는 석재의 표면에 도막을 형성하는 것이 아니고, 기공 내로 침투하여 석재가 호흡할 수 있게 증기를 통과시키는 역할을 합니다. 라임스톤의 표면 보호에 사용되는 발수제는 라임스톤 본래의 색상을 변화 시키지 않는 제품이어야 합니다. 발수제로 인하 변색은 라임스톤 본래의 색상을 상실함은 물론 오히려 먼지의 흡착 등, 부가적인 문제를 야기하는 경우가 많습니다.
발수제는 방수제가 아닙니다. 발수제는 수분의 흡수를 감소시켜 건축물의 내부를 건조하게 유지시키는데 도움을 주지만 조인트의 모르타르나 씰란트의 갈라진 틈을 메워주지는 못합니다.
발수제는 영구적인 조치가 아닙니다. 따라서 재시공 기간을 확인하여 항상 발수력을 유지할 수 있도록 조치 합니다.
효과적인 발수시공을 위해서 제조업자와 시공업자는 작업현장에서 작업 절차를 함께 협의해야 하며, 제조업자는 제품사용에 관한 제반사항 및 주변의 물질에 대한 유해성여부나 보호, 작업안정성을 지도해야 합니다. 일반적으로 유리창이나 기둥에 묻은 발수제는 닦아내기가 힘들며 조인트 씰란트 등은 발수제의 용제에 의해서 손상을 입을 수 있습니다.
발수제는 성능에 따라 대기오염에 의한 얼룩방지, 곰팡이 억제, 백화방지 및 각종 먼지나 기름에 의한 얼룩을 방지합니다. 그러나 일반적으로 사용되는 발수제를 그대로 라임스톤에 적용하면 변색의 우려가매우 높습니다. 따라서 제조업자와 협의하여 라임스톤에 가장 적합한전용의 발수제를 사용해야 합니다.
나. 낙수얼룩
순수한 물 그 자체로는 라임스톤에 변색을 주지 않습니다. 그러나 빗물은 건물에 부착된 먼지와 오염원을 벽체 상부에서 하부로 운반하면서 건물 하부면에 자국을 만듭니다. 빗물에 의해 운반된 오염원은 물의 흐름이 차단되거나 감속된 부분에서 누적되어 최종적으로 검게 색을 형성하는 것이 보통입니다.
이러한 검댕이나 먼지의 누적은 외관상에 심각한 손상을 초래합니다. 그러나 석재의 구조에 직접적인 손상을 입히지는 않습니다. 하지만 대기 중의 아황산가스나 질산염들이 많으면 산성비(황산)에 의해 석재가 손상됩니다. 일반적인 먼지, 검댕에 의한 손상은 상대적으로 가벼우며 제거가 가능합니다.
빗물받이, 방호턱, 역구배 등으로 주의 깊게 설계하면 대부분의 낙수자국은 생기지도 않고 누적되지도 않습니다. 하지만 우리나라의 경우 봄철 황사현상 등, 바람에 의한 대기중의 먼지가 일정한 얼룩을 만들 수도 있습니다.
알루미늄이나 동판, 스텐레스의 금속부분 등이 접속되는 부분에서는 기울기가 부족하거나 잘못 시공되어 금속의 표면에 쌓인 먼지와 금속의 부식에 의한 낙수얼룩이 발생 될 수 있습니다. 또한, 패인 곳에 쌓인 먼지가 비가 오면 빗물이 넘치면서 먼지를 이동시켜 라임스톤 표면에 얼룩을 발생시킵니다.
먼지의 누적 및 낙수얼룩은 일정한 유지관리와 정기적인 세척으로 제거될 수 있으며, 적절한 발수제를 도포하여 낙수자국 피해를 줄일 수 있습니다. 그러나 설계와 시공단계에서 충분히 예방할 수 있는 부분입니다.

5. 금속에 의한 얼룩

가. 철 (Iron and Steel)

일반적으로 라임스톤에 가장 많이 발생되는 금속얼룩은 철 부식에 의한 녹 발생 이고, 그 다음이 구리를 함유한 금속의 부식으로 발생됩니다.
라임스톤 건축물의 철재 구조물들은 부식되면 바로 녹이 발생되어 녹 얼룩으로 오염되며, 이러한 녹물얼룩은 오염되는 즉시 확인될 수 있습니다.
때때로 알카리 얼룩과 색상이 비슷하여 잘못 확인되기도 합니다.스테인레스를 사용하거나 녹에 대하여 정기적으로 관리해주는 것이 녹에 의한 석재 얼룩 방지의 최선의 길입니다. 초기 단계의 녹 얼룩은 쉽게 제거되지만 오래된 얼룩은 시간 경과만큼이나 제거가 어렵습니다.
녹 얼룩을 제거하려면 산성이나 중성의 세척제로 문질러 주거나 습포하는 방법으로 제거합니다. 얼룩이 심하게 누적된 경우에는 녹을 천천히 긁어내거나 문지르고 동일한 방법으로 제거합니다. 특히, 산성의 제거제를 사용할 때에는 위험함으로 피부, 눈, 호흡기등에 장기간 직접 노출되지 않도록 주의합니다. 이 때 산성의 녹 제거제에 의해 표면에 부식이 발생하므로 주의 하여야 합니다. 특히 광택 있는 라임스톤 면에는 중성의 녹 제거제를 사용합니다.
나. 구리성분 금속 (구리, 청동, 황동, 신주, 놋쇠 등)
구리성분의 금속얼룩은 철의 부식으로 인한 녹의 발생과 동일한 방법으로 발생되며 푸른색의 녹 얼룩으로 쉽게 판단될 수 있습니다.
구리나 청동, 황동의 제품은 내구성이 강할 뿐만 아니라 외관상의 장점이 좋아 건축재료로 자주 사용되고 있습니다. 하지만, 일반적인 페인트 도포로는 바람직한 관리방법이 될 수 없습니다. 보통, 투명한 코팅제나 액상 광택제등을 도포하여 산화 및 그로 인한 청록의 발생을 지연시키는 것이 효과적입니다. 산화된 청록을 그대로 유지하고자 하면 산화되어 녹슨 구조물에 투명한 액상 코팅제를 도포합니다.
일반적으로 구리의 청록을 제거하기 위해서는 시안화물을 사용하지만 독극물 이므로 사용할 수 없으며 이것에 비해 암모니아 화합물들은 덜 위험한 제거제이지만 세척력은 다소 떨어집니다.
현대식 건물에 발생되고있는 금속얼룩은 대부분 준공 후에 부착된 간판, 차양 지지대, 국기게양대 등의 금속 구조물로부터 발생됩니다. 스테인레스 스틸이나 알루미늄제의 구조물을 사용하면 그러한 금속얼룩을 줄일 수 있습니다.
철재간판이나 다른 장식물을 석재면에 부착할 경우에는 석재면에서최소한 25mm 이상 이격 시켜 부착해야 합니다. 그래야만 빗물에 의해 먼지나 오염원들이 석재로 이동되어 부착되는 것을 최소화할 수 있습니다.
다. 알루미늄
산화되지 않는 알루미늄은 석재면에 회색이나 은색얼룩을 누적 시킵니다.
일반적으로 이러한 얼룩은 전용의 세제로 문질러 닦거나 투명한 코 팅제로 코팅하면 얼룩의 발생을 줄일 수 있습니다