첨단 나노시멘트 개발 및 나노시멘트 콘크리트 특성분석에 관한 실험적 연구

Abstract

21세기에 접어들면서 IT(Information Technology), BT(Biology Technology), NT(Nano Technology), ET(Environment Technology) 등 첨단 산업은 하루가 다르게 발전하고 있으며, 이러한 추세에 맞추어 시멘트 산업에서도 많은 변화가 진행되고 있다. 또한 시멘트 산업은 에너지 다소비형이며 석회석을 원료로 하고 있어 지구온난화의 주범인 CO2를 배출하여, 환경문제로 인해 가까운 시기에 큰 어려움을 겪을 것으로 예상되고 있다. 이러한 첨단산업의 발전과 지구환경 문제의 심각성에 대한 인식이 증가하여 시멘트 산업에서도 다각화 측면에서 다양한 종류의 기술 등이 활성화되고 있다. 본 연구에서는 시멘트 제조과정 중 소성과정에서의 CO2 발생을 방지하고, 나노 크기의 시멘트 입자를 통하여 구조적 치밀성을 유지하여, 고강도화·내구성에 유리한 건설재료를 개발하기 위한 일환으로 기존 소성과정을 통한 시멘트 제조방식과 달리, 화학적 방법을 통해 Bottom-up 방식으로 나노 크기의 새로운 개념의 건설재료를 개발하는데 그 목적이 있다. 따라서, 나노 분말의 제조 방법 중 졸-겔 법을 사용하여, 시멘트 화학성분비에 착안하여 실리카, 알루미나 그리고 Ca 이온을 주재료로, 인공적으로 나노 분말을 제조하여 입도분석, X선 회절분석 및 주사현미경 분석을 통해 그 재료적 특성을 파악하고, 모르터르를 제조하여, 강도특성, 반응생성물 등 강도발현 메커니즘을 규명하고 화학적 합성에 의한 신개념 건설소재의 개발 가능성을 검증하였다. 상용화에 따른 경제성와 함께, IT, BT, … 등 첨단 기술과 융합에 의한 고기능성 생태보양 나노 건설소재 개발에 대한 후속연구가 조속히 필요할 것으로 판단된다.; Advanced industries-IT, BT, NT and ET are rapidly developing in 21 century. And the cement industry is becoming the principal factor in air pollution because of the creation of CO2 during manufacturing. Also, the cement industry will be faced with a crisis due to the exhaustion of natural resources. These growth of advanced industries and serious environment problems have an effect on the cement industry-various kind of technology development for manufacture of building material. In this study, nano cement by a chemical synthesis method was developed. The generation of CO2 during the plasticization process of cement manufacturing was avoided. The purpose was to produce building materials that have both high strength and durability as the high value-added growth engine industry of the 21st century. The nano cement was developed using hydrothermal synthesis. This is a method of mixing after ripening, by manufacturing the high-density gel and low-density gel, which does not require special test equipment or pressure conditions to produce. Particle size, SEM, and XRD tests of The nano-cement were carried out after synthesis of the powder. This study also investigated the compressive strength and durability of concrete in various proportions. But it was judged that succeeding study will be necessary for development of nano-builing materials with high ability and economical analysis.