86. 점착력과 부착력(cohesion & adhesion)

 점착력(cohesion)은 오래전에는 응집력이라 하였으며, 부착력(adhesion)은 물리학 등에서 응착력이라 하고 있는데 양자의 정의는 물리학 또는 물리화학적면에서 보면 같지 않고 공학적으로도 다르다. Baver는 계면 현상적으로 양자의 다른 사항을 기술하였는데, 부착력은 고체의 표면에 액체를 흡착하는 작용에 관계가 있고 물의 수분이 흙입자 표면 또는 흙과 접촉하는 물체에 부착하는 힘을 말한다. 한편, 습한 흙의 점착력은 서로 인접하고 있는 입자간의 연결체 또는 막상으로 존재하고, 액체분자의 사이에 생기는 것이다. 이 설명에 의하면 부착력은 수직방향으로 작용하는 힘으로써 농업공학의 토양학에서는 이 해석을 채택하고 있다. 공학적으로 점착력 c는 주지한 바와 같이 흙의 전단강도 성분 중 전단에 작용하는 수직응력에 비례하지 않는 부분이며, 전단시험 결과로부터 모어-쿨롱의 파괴선을 그려 종좌표상 절편의 크기로 결정하는데 대하여 부착력 c_a 는 현실적으로 흙과 이물, 그것도 고체의 이물 사이에 작용하는 점착력에 상당하는 것을 말한다. 실제 문제로 되는 고체에는 콘크리트, 금속, 나무 및 수지가 있다. 이같은 정의에 따르면 각각의 경우에 대하여 전단강도는 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.

물리학적 또는 물리화학적으로 정의된 수직방향력으로서의 부착력 A는 흙의 석션 S와의 사이에 그림 86-1과 같은 관계를 가지고 있으며, 흙과 물체의 사이에 기포가 들어있지 않은 고함수비의 범위에서 부착력은 흙의 석션과 일치한다는 것이 실험적으로 확인되고 있다.

부착력에 대한 물리적인 요인으로서 秋山은 떼어 놓는 방식의 실험을 하여 작은 간극량, 점토함유량, 고체의 폐수성에 대한 고나계를 조사하여 흙의 부착력 발생인자가 물의 표면장력에 의한 모관력에 있다는 것을 밝혀내었다. 다음으로 전술한 공학적 의미로 사용되는 경우의 부착력에도 점착력같이 엄밀히 정의되지 않고 사용된 경향이 있다. c_a에는 없는데 S_a에서는 있는 경우가 많고 또, c_a = c 로서 있는 것이 많다. 부착력도 고체 표면의 성질에 따라서는 모래와의 사이에 인터록킹에 기인하여 생기는 것으로 고려된다.