점토벽돌

점토벽돌(Clay brick)은 건축에서 벽, 포장 도로 등에 다양하게 사용되는 건축 자재이다. 점토벽돌은 일반적으로 점토, 모래를 주원료로 하여 장석 등의 혼화재료를 혼합한 후, 건조, 소성의 과정을 통해 제조한다. 점토벽돌의 종류에 따라 주 원료의 양은 틀리나 일반적으로 모래가 가장 많이 들어가고 다음으로 점토가 많이 사용된다. 색상을 구현하거나 기타 특성을 위해 산화철, 이산화티타늄 등의 세라믹 소재가 추가되기도 한다.

 

그림. 점토벽돌 이미지

소성의 과정을 통해 제조되는 벽돌은 기원전부터 사용되어 왔으며, 대기 중에서 건조되는 벽돌은 이보다 더 오랜 역사를 가지고 있고 짚 등을 혼합하여 강도를 높이기도 하였다. 가장 오래된 진흙 벽돌은 티그리스 상류지역 부근에서 발견되었다. 그 이후, 메소포타미아에서 소성의 과정을 통해 제작하는 벽돌도 개발되었다. 그 이후 고대 인더스 문명의 도시인 모헨조다로, 하라파 등지에서도 광범위하게 벽돌이 사용되었으며, 인더스 문명의 멸망 이후 벽돌은 인도, 중국 등에 광범위하게 전파되었다.

그림 .  벽돌이 사용된 고대 건축물 ( 모헨조다로 ,  출처  : wikipedia.org)

 

벽돌은 소성의 과정을 통해 제조되는 벽돌, 소성을 거치지 않고 자연건조로 제작되는 벽돌, 화학적으로 굳혀서 제작하는 벽돌, 흙을 압축해서 만드는 벽돌이 있다. 점토벽돌은 일반적으로 모래, 점토와 장석 등의 혼화재료를 혼합한 뒤 분쇄하고 물을 주입하여 반죽한 것을 다시 성형하여 제작한다. 성형을 할 때는 건식 프레스로 찍어서 제작하거나 압출한 후 절단하여 제작한다.

압출공정의 경우 벽돌에 천공작업이 용이한데, 천공(구멍)을 도입하면 필요한 점토의 양이 줄어들어 비용이 절감된다. 중공 벽돌은 더 가볍고 다루기 쉬우며, 천공을 내지 않은 벽돌과 열 특성도 틀리다. 자연건조 벽돌의 경우 높은 온도의 열처리 공정이 있지 않으나 소성벽돌의 경우 1000 ℃ 혹은 그 이상의 고온의 열처리 공정이 추가된다. 다만, 고온의 열처리 전에 건조공정이 추가되는데, 건조 공정은 가마의 폐열을 이용하는 경우도 많다.

이러한 소성 점토 벽돌의 열처리 공정에서 가마의 분위기(공기), 온도 등에 따라 소성 점토 벽돌의 색상이 바뀔 수도 있다. 원료의 화학 성분도 점토벽돌의 색상을 변화시키는 주요한 요소이다. 예를 들면 적색, 분홍색 벽돌은 철분의 함량이 높다. 석회 함량이 높으면 흰색이나 노란색을 띌 수도 있다. 노란색을 내게 하기 위해 이산화티타늄을 쓰기도 한다. 열처리 온도에 따라 빨간색, 보라색을 거쳐 1300 ℃ 부근에서 갈색 혹은 회색의 벽돌이 제조될 수 있다. 따라서, 생산 지역에 따라 원료가 틀리므로 다양한 색상의 점토 벽돌이 판매되고 있다.

현대의 점토 벽돌을 열처리하기 위한 가마는 대량생산을 위해 터널형태의 가마가 많이 사용되며 재료들을 컨베이어로 이동시키는 경우가 많다.

우리나라에서 점토벽돌은 KS L 4201(점토벽돌) 표준에 따라 관리된다. 점토벽돌은 건축물의 외장재로 많이 사용되나, 최근에는 얇게 절단하여 인테리어 재료로도 다양하게 사용된다.