모세관 작용과 염분

 전세계적으로 건축디자인과 건설 그리고 건축원리와 작용에 관련된 문제예방 및 솔루션 제공으로 높은 인지도를 가지고 있는 빌딩사이언스 코퍼레이션(BSI)의 연구자료 중 모세관 작용과 염분에 대한 내용을 발췌해서 전한다.

대부분 통기초를 하는 우리나라의 상황과는 약간 다를 수 있겠으나 기본원리는 같다고 볼 수 있다.

 

물은 그 자체로 충분히 많은 문제를 야기하지만 염분이 더해 진다면 특히 다공성 물질과 관련해서는 완전히 다른 수준으로 돌변한다고 한다. 단순히 다공성 물질은 모세관 흡입만으로 인해서 먼 거리의 물을 흡수 할 수 있다. 수분이 모세관 작용에 의해서 먼 거리를 이동할 수 있으면 좋지 않은 일들만 일어 날 수 있다. 가장 작은 구멍 중 일부는 나무, 콘크리트, 모르타르 및 벽돌에서 찾을 수 있다. 

콘크리트에서 모세관 상승으로 인한 이론적 한계는 약10km 정도에 이른다고 한다. 이 거리는 잘못된 거리가 아니고 콘크리트는 오랜시간 동안 작은 구멍들을 통해서 수분을 흡수하는 것이다. 나무의 모세관 상승으로 인한 거리는 약 400피트  미터법으로는 120m 정도 라고 한다. 나무가 자랄 수 있는 높이의 한계는 나무의 모세관 구멍의 크기에 의해서 결정되는 것이다. 나무잎이 어떻게 물을 얻는지 궁금하다면  울창한 숲으로 가서 매우 주의깊게 집중하면 수십미터 위로 물을 끌어올리는 소리를 들을 수 있다고 한다. 모세관 흡입은 이렇게 강력한 기능이고 수분에 염분을 더하면 힘은 폭발적으로 증가한다고 한다.

 

 

 

지하수는 지구에서 발견되는 미네랄 염분을 용해시키는 것이 일반적이라고 한다. 이러한 용해된 미네랄 염분은 다공성 토양을 통해서 용액의 모세관에 의해 운반된다고 한다. 다공성 건축재료가 다공성 토양과 직접 접촉할 때 건축재료는 수분을 안쪽과 위쪽으로 흡수하는 것이다. 콘크리트 독립기초는 일반적으로 물끊기(capilary break) 없이 직접적으로 토양위에 놓여지고 수분은 구조물 위로 흡수된다고 한다. 영국인들은 이것을 상승 습기(Rising damp)라고 부른다. 이 상승 습기 즉 모세관작용은 건물에 심각한 손상을 줄 수 있는 것이다. 새로 짓는 구조물에서는 독립기초 위에 물끊기(capilary break)를 설치하여 문제를 쉽게 피할 수 있는 것이다. 우리는 이미 슬라브 밑에 물끊기(자갈이나 폴리에틸렌과 같은 멤브레인)를 만들고 기초의 외벽에 수분방지막을 코팅하도록 한다. 독립기초 위에 물끊기를 더하는 것은 지하 실내공간에 단열재와 마감재가 시공되었을 때 수분 문제를 피하고 지속적으로 예방할 수 있게 만든다는 것이다.