석회석 미분말을 이용한 그린콘크리트 개발에 관한 연구

Abstract

전 세계적인 기상이변과 지구온난화로 탄소 및 온실가스 배출에 대한 관심이 증가하면서, 도시문명의 주요 건설재료인 포틀랜드 시멘트의 제조공정에 따른 환경파괴와 CO2 배출의 심각성이 증대되고 있다. 포틀랜드 시멘트는 주원료인 석회석을 채광하여 분쇄하고, 1,500°C로 소성하는 과정에서 시멘트 톤당 0.9∼1톤 정도의 CO2를 배출하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 많은 연구자들이 CO2를 배출하지 않는 무시멘트 그린 콘크리트를 개발하고자, 고로슬래그 미분말과 플라이애쉬를 이용한 3성분계 콘크리트의 기초물성에 관한 실험적 연구(이화중 등, 2009), 플라이애쉬와 고로슬래그 미분물의 혼합 사용한 무시멘트 알칼리 활성 모르터의 유동성 및 강도 특성(고경택 등, 2010) 등 플라이 애쉬와 고로슬래그를 활용하거나, 나노기술에 의해 화학적 합성을 통한 신개념 건설소재의 개발 등 많은 연구를 하고 있으나, 경제성 및 역학적 특성 등에서 많은 한계를 가지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 건설소재의 요구 특성에 따라 값싸게 대량 구입이 가능한 석회석 미분말과 산업폐기물인 플라이 애쉬, 고로슬래그를 사용하여 알칼리 경화반응과 수화 반응을 통해 CO2가 배출하지 않는 무시멘트 그린콘크리트 개념을 정립하고, 석회석 미분말 따른 강도특성을 파악하고자 하였다. 실험에 따른 결과 석회석 미분말의 사용량이 증가함에 따라 응결시간이 빨라지며, 모든 배합표에서 3일강도가 28일 강도의 80%이상 강도가 발현함으로써 초기강도가 증진하였으며, 3일강도가 30MPa 이상의 높은 압축강도를 도출할 수 있었고, 재령이 길어질수록 압축강도가 증가하였다. 그리하여 친환경 건설재료인 석회석 미분말은 보통 포틀랜드 시멘트 대체재로 사용의 가능성이 충분하다고 판단되어진다.