백화현상(Efflorescence)
백화현상에 관하여 막연하게 알고 있었지만 좀 더 정확한 원인이나 방지 방법 등을 알아보던 중 미국 조적 협회(Masonry Institute of America)에서 발행한 자료를 통해 전문적인 내용을 알게 되었다.
백화는 조적이 시작된 수 천년 전부터 발생되었던 고질적인 문제로 대부분의 경우 하얀색의 분말 찌꺼기 형태로 발생되는데 시멘트나 물에 포함된 염분의 종류에 따라 갈색, 녹색 혹은 노란색의 백화도 발생된다.
아주 오랫동안 수 없이 많은 연구와 노력이 있어 왔지만 100% 완벽하게 백화현상을 없앨 수는 없었다.
하지만 발생 원인과 방지 방법 그리고 발생 후 제거 방법 등이 제시되고 있다.
백화 현상이란?
우리가 알고 있는 백화현상은 물이 증발함에 따라 벽돌이나 타일 표면에 형성되는 하얗고 고운 분말형태의 수용성 염분이다.
백화현상은 시공 후 한 달, 심지어는 1년 후에 나타나기도 한다.
백화 현상의 발생 조건
백화 현상은 한 가지 조건에 의하여 발생하는 것이 아니라 발생 전에 반드시 세 가지 조건에 의해 발생된다.
l 벽체의 어딘 가에 수용성 염분이 반드시 존재한다.
l 그 염분이 녹을 만큼의 충분한 습기가 바탕면에 존재한다.
l 용해되는 염분이 표면으로 전이 될 수 있는 통로가 존재한다.
이상의 세 가지 조건 중 한 가지라도 만족되지 못하면 백화현상은 발생할 수 없다.
백화현상은 매우 복잡한 문제이지만 그러므로 방지하는 것이 반드시 어렵지만은 않다.
세 가지 조건 중 단 한 가지 만이라도 완벽하게 없애기에는 경제적으로 쉽지 않은 문제이지만 각각의 조건을 최소화 한다면 백화현상을 효과적으로 방지 할 수 있다.
백화 염분의 근원
남부 캘리포니아 지역의 경우 화학적 분석에 따르면 백화 염분은 대부분의 경우 황산나트륨과 황산칼륨의 알칼리 성분이다.
이 알칼리 성분들이 벽돌, 시멘트 접착제, 혹은 줄눈의 황산성분과 결합하여 황산염이 만들어 진다.
이 황산염은 물에 녹아 벽돌이나 줄눈의 공극을 통하여 표면으로 이동한 후 물이 증발되면 백색 가루 찌꺼기 형태로 표면에 침착된다.
황산염이 주요 공급원은 시멘트, 모래, 물 등이다. 시멘트의 경우 저알칼리 시멘트를 모래의 경우 오염되지 않은 정제 규사를 사용하면 물의 경우 염분이 없는 깨끗한 물을 사용하면 되지만 하나 같이 경제적으로 쉽지 않은 방법 들이다.
과거에는 시멘트 몰탈의 수화석회(hydrated lime) 성분이 백화의 원인으로 생각되었다.
백색 석회와 백화를 이론적으로 생각해 볼 때 일반인들에게는 그럴 듯 한 이론이다.
하지만 화학적 분석과 실험을 통하여 수화석회는 백화를 발생시키기에 충분하지 않다는 것이 증명되었다.
또한 수화석회는 시멘트 몰탈의 공극을 줄여주는 역할을 한다.
백화 방지
l 시멘트 몰탈을 믹싱할 때 최소한의 물을 사용한다.
l 방수 혹은 구조적 설계를 통하여 바탕면으로 물이 들어 가는 것을 막는다.
l 시멘트 줄눈 첨가제를 사용한다.
백화 제거
l 브러시나 샌드 블라스팅
l 약염산 등의 세척제 사용(주의: 대부분의 세척제는 산성이기 때문에 표면에
남아있을 경우 부식이 일어날 수 있으니 주의하여야 한다.)
백화를 일시적으로 제거할 수 는 있지만 근본 원인이 제거 될 수 없다면 지속적으로 발생하게 된다.
그러므로 처음 시공부터 발생하지 않도록 주의하여야 한다.
개인적으로 볼 때 이상의 자료는 조적협회에서 발행된 자료이기 때문에 해결 방안이 없는 것 같다.
타일의 경우 타일 접착제와 줄눈제로 거의 모든 백화를 방지할 수 있다고 생각된다.
최근의 타일 접착제 중에는 폴리머 성분을 포함한 C2 등급의 접착제가 많이 출시되어 있다.
폴리머는 시멘트가 경화된 후 공극을 최소화하고 시멘트와 부재료들이
완벽히 결합할 수 있도록 만들기 때문에 백화가 발생하는 경우가 거의 없다.
그러나 줄눈의 경우 아직도 백시멘트가 널리 사용되기 때문에 백화 발생 가능성이 매우 높다.
줄눈의 경우에도 폴리머 성분이 들어 있는 줄눈 시멘트 혹은 첨가제를 섞어서 사용한 다면 백화를 매우 효과적으로 방지할 수 있다.
2년 전 우리나라에서 가장 좋고 비싸다는 골프장의 사우나 공사에서의 일이 생각난다.
좋은 접착제와 줄눈제를 사용했는데도 백화가 발생하여 매우 난감한 상황에 처하게 되었다.
하지만 거기서 배웠던 것은 아무리 좋은 접착제나 줄눈제를 사용하여 시공하여도 사용자가 원칙을 지키지 않는다면 백화는 언제든지 발생할 수 있다.
그 골프장이 속한 그룹 최고 임원이 갑자기 골프를 치는 바람에 시공 후 일주일도 안되어서 물을 채우고 가동 한 후 백화가 심각하게 발생되었다. 접착제와 줄눈제가 충분히 경화되지 못한 상태에서 배관 주변과 줄눈을 통하여 물이 스며들어 발생한 백화 현상이다.
백화현상은 한번 발생하게 되면 해결이 매우 어렵다. 처음 시공과 추후의 시공 관리가 매우 중요하다.
원인을 알고 있으면 대처를 할 수 있거나 사전에 예방을 할 수 있다. 이 포스팅을 통해서 백화현상에 대해 예방하고 대처를 할 수 있으면 좋겠다.