폐석분 활용 경량골재 콘크리트의 배합조건이 열전도율에 미치는 영향 연구

Abstract

본 연구는 폐석분 활용 경량골재 콘크리트의 실용화를 위한 단계로, 폐석분 활용 경량골재 콘크리트의 배합조건에 따른 열전도율을 측정하여 폐석분 활용 경량골재 콘크리트의 단열성능을 고찰하기 위한 기초자료로 제시하고자 한다.

본 논문은 총 5장으로 구성되어 있으며 각장의 내용은 다음과 같다.

제 1장에서는 연구배경 및 목적, 연구방법 및 범위에 대하여 기술하였다.

제 2장에서는 콘크리트 배합조건에 따른 열전도 특성과 열전도율 측정방법에 대하여 문헌고찰 하였다.

제 3장에서는 경량골재 및 경량골재 콘크리트의 특성을 문헌고찰 하였고, 폐석분을 활용한 경량골재에 물성을 기술하였다.

제 4장에서는 폐석분을 활용한 경량골재 콘크리트의 배합조건에 따른 열전도율을 파악하기 위한 열전도율 실험에 대하여 기술하였고, 배합조건에 따른 열전도율을 비교·검토한 실험결과에 대한 사항을 기술하였다.

제 5장에서는 각 실험수준에 따른 실험결과를 종합하여 결론을 도출 하였으며 결론의 내용은 다음과 같다.

(1) 재령 28일의 압축강도는 SLG 콘크리트가 CG 콘크리트보다 약 2∼5MPa낮았으며, 이는 골재 자체의 강도 차이에 의한 것으로 사료된다. 또 재령 28일의 콘크리트 흡수율과 함수율은 SLG 내부에 포함된 다량의 독립공극으로 인해 CG 콘크리트에 비해 SLG 콘크리트에서 크게 나타났다.

(2) 폐석분 활용 경량골재 콘크리트의 기건단위질량은 1927∼1987kg/㎥로 건축공사 표준시방서(2006)와 콘크리트 표준시방서(2009) 경량골재 콘크리트 1종의 기건단위질량 범위인 1700∼2000kg/㎥에 만족하였다.

(3) 폐석분 활용 경량골재 콘크리트의 배합조건 중 골재종류, 잔골재율 및 혼화재 사용이 열전도율에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 열전도율 저감효과가 가장 우수한 배합은 SLG-49-FA10BSF20로 1.161W/mK의 열전도율을 보였으며, 이는 열전도율이 가장 높은 CG-55-OPC100의 열전도율 2.075W/mK에 비해 약 45%의 열전도율 저감효과를 보였다.

(5) 회귀분석을 통한 골재별 열전도율 추정식을 도출하여 잔골재율 및 혼화재 치환, 함수상태에 따른 열전도율을 추정할 수 있다.

여기서, K : 열전도율(W/mK) c : BFS 치환율 (%)

a : 잔골재율 (%) d : 함수율 (%)

b : FA 치환율 (%)

(6) 본 실험으로 폐석분 활용 경량골재 콘크리트의 배합조건이 열전도율이 미치는 영향을 분석한 결과, 동일한 콘크리트 메트릭스에서 CG 콘크리트에 비하여 SLG 콘크리트의 열전도율이 크게 감소하여 우수한 단열성능을 가지는 것으로 판단된다. 또 잔골재율 및 혼화재 사용에 따라 열전도율 저감효과를 보였으며, 이에 폐석분 활용 경량골재와 혼화재를 동시에 사용함으로 단열성능을 향상시킬 수 있기에 실용화 할 수 있을 것으로 판단된다.