PVAC계 고분자 화합물을 혼입한 탄성콘크리트에 관한 실험적 연구

Abstract

본 논문은 폴리비닐아세테이트(이하 PVAC)를 모르타르 및 콘크리트에 혼입하고, PVAC를 사용한 시멘트 모르타르와 콘크리트의 특성에 관한 평가를 통하여 탄성콘트리트의 가능성을 알아보는 실험적인 연구이다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 폴리머를 혼입하지 않은 보통 시멘트 모르타르 및 콘크리트를 결합재 대비 3%, 6%, 9%, 12%의 PVAC를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르 및 콘크리트와 비교, 분석하여 물리적 특성을 평가하였다. 또한 폴리머의 혼입에 비례하여 늘어나는 공기량을 제어하기 위해 소포제를 첨가하여 PVAC콘크리트의 탄성계수를 측정, 고찰하였다. 국내의 폴리머 연구과 산업은 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 에틸렌초산비닐수지(EVA), 폴리아크릴에스터(PAE)에 치우쳐져 있던 것은 사실이며 이들 폴리머와는 다르게 껌, 치과 치료제에 사용되기도 하는 친환경성을 가진 PVAC의 차후 건설 산업에서의 활용가능성에 착안하여 물리적 성능에 대한 실험 결과 및 고찰을 통해 탄성콘크리트의 가능성에 대해 연구하였다. PVAC가 혼입된 시멘트 모르타르 및 콘크리트의 압축강도, 인장강도, 휨강도, 길이변화 시험, 탄성계수 시험을 통해 나타난 물리적 특성을 종합해 볼 때 모르타르의 경우 PVAC가 12% 혼입된 폴리머 시멘트 모르타르의 압축강도는 혼입되지 않은 것에 비해 83.3%의 강도를 가진다. 하지만 휨강도의 경우 55.9% 증가하는 것으로 나타났으며 건조수축의 경우 25.5%의 수축감소 효과로 이어졌다. PVAC가 혼입된 폴리머 콘크리트의 경우 혼입률이 6%일 때가 혼입되지 않은 것에 비교하여 압축강도는 16.2%, 인장강도는 18.3%가 증가하였으면 특히 휨강도는 109.8%가 증가하였다. 하지만 혼입률 9%와 12%에서는 성능이 떨어지는 경향을 보였고 이는 콘크리트의 공기량에 밀접한 연관이 있음을 확인하였다. 탄성계수의 경우 앞선 물리적 특성과는 다르게 PVAC의 혼입률이 높으면 높을수록 탄성계수가 높았으며 12%가 혼입된 공시체의 경우 혼입되지 않은 공시체에 비해 3.3GPa의 탄성계수 증진으로 이어졌다. 본 논문은 PVAC의 혼입률에 따른 시멘트 모르타르와 콘크리트의 성능을 연구한 것으로, 시멘트와 PVAC를 사용한 건설재료의 개발의 자료로서 활용될 것으로 기대한다.