21세기 주요한 이슈 중 환경문제 해결이 전 세계의 공통적인 관심사이며 개발과 지구온난화에 대한 각 분야의 노력이 절실히 필요하다. 시멘트는 구조재료인 콘크리트를 이루는 주된 결합재로서 건축재료 중 가장 많이 이용되고 있는 재료이다. 시멘트는 석회석을 주원료로 하여 시멘트 1톤당 약 1.3톤의 석회석 자원과 1톤의 지구 온난화가스의 하나인 탄산가스를 배출하는 지구 온난화가스 배출 산업인 것이다. 1990년 후반에 들어서면서 시멘트에 사용되는 화석연료의 일부를 ...
21세기 주요한 이슈 중 환경문제 해결이 전 세계의 공통적인 관심사이며 개발과 지구온난화에 대한 각 분야의 노력이 절실히 필요하다. 시멘트는 구조재료인 콘크리트를 이루는 주된 결합재로서 건축재료 중 가장 많이 이용되고 있는 재료이다. 시멘트는 석회석을 주원료로 하여 시멘트 1톤당 약 1.3톤의 석회석 자원과 1톤의 지구 온난화가스의 하나인 탄산가스를 배출하는 지구 온난화가스 배출 산업인 것이다. 1990년 후반에 들어서면서 시멘트에 사용되는 화석연료의 일부를 생활폐기물 및 산업부산물로 대처하여 사용하게 됨으로써 인체에 유해한 6가크롬, 중금속 검출 등의 문제로 새집증후군 및 피부질환의 원인이 되고 있다. 또한 생산부터 폐기단계에 이르기 까지 산림과 자연을 파괴하고 동식물의 서식을 방해하여 환경문제에 있어서 부정적으로 인식이 되어가고 있는 것이다. 이를 해결하기 위하여 최근 콘크리트를 다공질화 하여 공극특성에 따라 흡음, 투수, 식생, 수질정화 등에 이용하고 있으며 지구온난화의 주요원인 CO2가스 배출 억제책으로 시멘트 제조시 환경부하를 저감시키기 위해 소각재와 하수오니 사용, 플라이애쉬, 슬래그 치환 및 폐콘크리트의 재활용 등이 활발히 연구개발 되고 있다. 본 연구는 기존 시멘트 제조에 따른 환경부하를 절감하기 위해 클링커 무함유의 황토결합재를 사용한 황토콘크리트의 건축재료 활용 방안을 위한 연구로서 크게 3부분으로 나누어 실험을 실시하였다. 먼저 황토콘크리트의 배합에 따른 물성실험을 실시하고, 다음으로 시멘트콘크리트와 황토콘크리트의 내구성을 비교실험 하였으며, 마지막으로 노출황토콘크리트를 위한 다양한 노출질감개발 실험을 실시하였다. 본 연구의 결과 주요한 결론은 다음과 같다. 1) 황토콘크리트의 배합에 따른 기초물성 실험결과 슬럼프는 W/B비, 단위결합재량의 증가에 따라 증가하는 것으로 나타났으며, 공기량은 일반적으로 슬럼프가 클수록 증가하였지만 혼화제 3%이고 믹서시간이 2배 가까이 늘어나면 이와 반대로 슬럼프가 클수록 공기량은 감소하였다. 2) 황토콘크리트의 적정 배합을 도출하기 위한 실험 결과 혼화제 2%일 때 단위결합재 400(㎏/㎥)에서 높은 강도발현을 하였고, 혼화제 3%경우에는 단위결합재 350(㎏/㎥)에서 높은 강도발현을 하였다. 28일 압축강도가 최고 47MPa 이였으며 고층의 구조체 적용이 가능한 것으로 판단된다. 단위결합재 350(㎏/㎥)이상은 되어야 충분한 강도가 발현될 것으로 판단된다. 3) 황산(HSO)과 염산(HCl)에 의한 내산성 실험결과 황토콘크리트는 일반 시멘트콘크리트에 비해 월등한 내산성을 발휘함을 알 수 있었으며 특히 염산보다는 황산에 대한 저항성이 매우 우수하게 나타났다. 이는 황토결합재가 일반 포틀랜트시멘트에 비해 산화칼슘(CaO)함량이 낮아 산에 침식이 매우 용이한 수산화칼슘(Ca(OH))를 생성하지 않기 때문으로 사료 된다. 4) 염화나트륨(NaCl)에 의한 내염성 실험과 급속 동결․융해 실험결과 황토콘크리트와 시멘트콘크리트는 크게 차이를 보이지 않았다. 내구성실험은 장기간에 걸쳐서 평가해야 함으로 향후 보다 장기적인 실험을 통한 연구가 필요 할 것으로 보여 진다. 5) 지연제를 통한 황토콘크리트 노출표면 실험결과 거푸집 표면에 지연제를 바른 경우 와이어브러쉬로 쉽게 골재를 노출시킬 수 있어 시공성이 가장 좋은 것으로 나타났다. 지연제를 흡수한 부직포 부착의 경우 황토콘크리트의 경화반응이 활발히 일어나지 않아 쉽게 골재들이 떨어져 나가면서 현장적용이 힘들어 보였지만 거푸집 탈형시기를 적절히 조절한다면 보다 안전하고 쉽게 브러쉬작업을 통해 골재를 노출시킬 수 있는 공법이 될 것으로 보여 진다. 지연제를 통해 황토콘크리트의 노출표면에 내부의 골재를 자연스럽게 노출시킴으로써 보다 흙에 가까운 특성을 살릴 수 있었다. 6) 거푸집 문양을 통한 황토콘크리트 노출질감 실험결과 다양한 거푸집 문양이 있으면 황토콘크리트의 노출 표면 또한 다양하게 표현 할 수 있을 것으로 보여지며 그 활용도 내․외벽 및 Image Wall 등의 다양한 적용을 할 수 있을 것으로 보인다. 황토결합재를 이용한 황토콘크리트 실험결과 소요강도 및 물성을 만족하는 것으로 판단되며, 내구성 또한 우수하게 나타나 건축구조재료로 충분히 사용가능할 것으로 보여 진다. 황토콘크리트의 노출질감은 다양하게 공법을 적용하여 활용하면 다양한 시공이 가능 할 것으로 보여 진다.
21세기 주요한 이슈 중 환경문제 해결이 전 세계의 공통적인 관심사이며 개발과 지구온난화에 대한 각 분야의 노력이 절실히 필요하다. 시멘트는 구조재료인 콘크리트를 이루는 주된 결합재로서 건축재료 중 가장 많이 이용되고 있는 재료이다. 시멘트는 석회석을 주원료로 하여 시멘트 1톤당 약 1.3톤의 석회석 자원과 1톤의 지구 온난화가스의 하나인 탄산가스를 배출하는 지구 온난화가스 배출 산업인 것이다. 1990년 후반에 들어서면서 시멘트에 사용되는 화석연료의 일부를 생활폐기물 및 산업부산물로 대처하여 사용하게 됨으로써 인체에 유해한 6가크롬, 중금속 검출 등의 문제로 새집증후군 및 피부질환의 원인이 되고 있다. 또한 생산부터 폐기단계에 이르기 까지 산림과 자연을 파괴하고 동식물의 서식을 방해하여 환경문제에 있어서 부정적으로 인식이 되어가고 있는 것이다. 이를 해결하기 위하여 최근 콘크리트를 다공질화 하여 공극특성에 따라 흡음, 투수, 식생, 수질정화 등에 이용하고 있으며 지구온난화의 주요원인 CO2가스 배출 억제책으로 시멘트 제조시 환경부하를 저감시키기 위해 소각재와 하수오니 사용, 플라이애쉬, 슬래그 치환 및 폐콘크리트의 재활용 등이 활발히 연구개발 되고 있다. 본 연구는 기존 시멘트 제조에 따른 환경부하를 절감하기 위해 클링커 무함유의 황토결합재를 사용한 황토콘크리트의 건축재료 활용 방안을 위한 연구로서 크게 3부분으로 나누어 실험을 실시하였다. 먼저 황토콘크리트의 배합에 따른 물성실험을 실시하고, 다음으로 시멘트콘크리트와 황토콘크리트의 내구성을 비교실험 하였으며, 마지막으로 노출황토콘크리트를 위한 다양한 노출질감개발 실험을 실시하였다. 본 연구의 결과 주요한 결론은 다음과 같다. 1) 황토콘크리트의 배합에 따른 기초물성 실험결과 슬럼프는 W/B비, 단위결합재량의 증가에 따라 증가하는 것으로 나타났으며, 공기량은 일반적으로 슬럼프가 클수록 증가하였지만 혼화제 3%이고 믹서시간이 2배 가까이 늘어나면 이와 반대로 슬럼프가 클수록 공기량은 감소하였다. 2) 황토콘크리트의 적정 배합을 도출하기 위한 실험 결과 혼화제 2%일 때 단위결합재 400(㎏/㎥)에서 높은 강도발현을 하였고, 혼화제 3%경우에는 단위결합재 350(㎏/㎥)에서 높은 강도발현을 하였다. 28일 압축강도가 최고 47MPa 이였으며 고층의 구조체 적용이 가능한 것으로 판단된다. 단위결합재 350(㎏/㎥)이상은 되어야 충분한 강도가 발현될 것으로 판단된다. 3) 황산(HSO)과 염산(HCl)에 의한 내산성 실험결과 황토콘크리트는 일반 시멘트콘크리트에 비해 월등한 내산성을 발휘함을 알 수 있었으며 특히 염산보다는 황산에 대한 저항성이 매우 우수하게 나타났다. 이는 황토결합재가 일반 포틀랜트시멘트에 비해 산화칼슘(CaO)함량이 낮아 산에 침식이 매우 용이한 수산화칼슘(Ca(OH))를 생성하지 않기 때문으로 사료 된다. 4) 염화나트륨(NaCl)에 의한 내염성 실험과 급속 동결․융해 실험결과 황토콘크리트와 시멘트콘크리트는 크게 차이를 보이지 않았다. 내구성실험은 장기간에 걸쳐서 평가해야 함으로 향후 보다 장기적인 실험을 통한 연구가 필요 할 것으로 보여 진다. 5) 지연제를 통한 황토콘크리트 노출표면 실험결과 거푸집 표면에 지연제를 바른 경우 와이어브러쉬로 쉽게 골재를 노출시킬 수 있어 시공성이 가장 좋은 것으로 나타났다. 지연제를 흡수한 부직포 부착의 경우 황토콘크리트의 경화반응이 활발히 일어나지 않아 쉽게 골재들이 떨어져 나가면서 현장적용이 힘들어 보였지만 거푸집 탈형시기를 적절히 조절한다면 보다 안전하고 쉽게 브러쉬작업을 통해 골재를 노출시킬 수 있는 공법이 될 것으로 보여 진다. 지연제를 통해 황토콘크리트의 노출표면에 내부의 골재를 자연스럽게 노출시킴으로써 보다 흙에 가까운 특성을 살릴 수 있었다. 6) 거푸집 문양을 통한 황토콘크리트 노출질감 실험결과 다양한 거푸집 문양이 있으면 황토콘크리트의 노출 표면 또한 다양하게 표현 할 수 있을 것으로 보여지며 그 활용도 내․외벽 및 Image Wall 등의 다양한 적용을 할 수 있을 것으로 보인다. 황토결합재를 이용한 황토콘크리트 실험결과 소요강도 및 물성을 만족하는 것으로 판단되며, 내구성 또한 우수하게 나타나 건축구조재료로 충분히 사용가능할 것으로 보여 진다. 황토콘크리트의 노출질감은 다양하게 공법을 적용하여 활용하면 다양한 시공이 가능 할 것으로 보여 진다.
Among major issues in the 21st century, solving environmental problems is a common interest worldwide. In this regard, development and effort in each field of global warming are required much. Cement is a structural material, which is a major binder constituting concrete. Cement, with limestone as i...
Among major issues in the 21st century, solving environmental problems is a common interest worldwide. In this regard, development and effort in each field of global warming are required much. Cement is a structural material, which is a major binder constituting concrete. Cement, with limestone as its major material, is a global warming business that emits 1.3t of limestone resource and 1t of carbon dioxide, which is one of global warming gases. In the late 1990s, a part of fossil fuel that had been used to make cement were alternated with municipal solid waste and industrial by-products. Thus, problems such as CR6+(hexavalent chromium) or detection of heavy metals, which are harmful to human body, have become the reasons of sick house syndrome and skin diseases. In addition, from production to the stage of disposal, they destroy forests and nature and disturb habitation of animals and plants. That is why they have been negatively recognized in terms of environmental issues. In order to resolve this, concrete is made as porous and used for sound absorbing, permeance, vegetation and water purification depending on gap characters, recently. Also, in order to reduce environmental load when manufacturing cement as a restraint method of CO2 gas emission, which is a major reason of global warming, use of cinder and sewage sludge, fly-ash, slag replacement and recycling wasted concrete are under active research and development. This study is about methods of utilizing Hwang-to concrete using Hwang-to binder of non-clinker as a architecture material to reduce environmental load followed by the existing cement manufacturing methods. The experiments were performed in three large parts. First of all, a property of matter experiment was performed and then, the experiment of comparing durabilities of cement concrete and Hwang-to concrete was performed. Finally, development experiment of various exposed texture for exposed Hwang-to concrete was performed. Main results of this study are as follows : 1) As the result of the basic property of matter experiment upon mixing of Hwang-to concrete, the slump was W/B and it increased as the volume of unit binding material increased. Generally, amount of air increased as the slump was large. However, when the agent was 3% and the mixing time increased almost twice, amount of air decreased as the slump was large. 2) As the result of the experiment to draw proper mix of Hwang-to concrete, high strength appeared in unit binding material 400(㎏/㎥) when the agent was 2%. In the case of 3% the agent, high strength appeared in unit binding material 350(㎏/㎥). 28 days' compressive strength was 47MPa at the highest. It seems that application of structure in high-rise buildings is possible. For appearance of enough strength, more than 350(㎏/㎥) of unit binding material is necessary. 3) As the result of acid resistance experiment due to sulphuric acid (HSO) and hydrochloric acid (HCl), Hwang-to concrete has superior acid resistance than general cement concrete. Particularly, it has more excellent resistance to sulphuric acid rather than to hydrochloric acid because Hwang-to binder does not create calcium hydroxide (Ca(OH)) that erosion in acid is very easy due to lower content of calcium oxide (CaO) compare to general Portland cement 4) As the result of flame resistance experiment due to sodium chloride (NaCl) and the quick freezing․thawing experiment, there was no big difference between Hwang-to concrete and cement concrete. Since durability test requires long-term period of evaluation, researches through more and longer experiments will be necessary in the future. 5) As the result of Hwang-to concrete exposed surface experiment through retarder, the case that retarder was spread over the surface of form showed the best constructability because aggregate could be easily exposed by using wire brushes. In the case of attaching non-woven fabrics that absorbed retarder, hardening response of Hwang-to concrete was not active enough so that the application at the spots looked difficult because aggregate can be torn apart easily. However, it can be a method that can expose aggregate more safely and easily through brush works if the timing of form stripping is properly controlled. The characters closer to soil could be used by exposing inner aggregate naturally on the exposed surface of Hwang-to concrete through retarder. 6) As the result of Hwang-to concrete exposed texture experiment through form pattern, exposed surface of Hwang-to concrete can be described in various ways when there are various form patterns. Additionally, utilization can be applied to many ways such as inner․outer walls and Image Walls. As the result of Hwang-to concrete experiment by using Hwang-to binder, it satisfies standard strength of designand the property of matter. Also, it has excellent durability so that it can be used as a structural material of architecture. If exposed texture of Hwang-to concrete is applied and utilized in various methods, various ways of constructions would be possible.
Among major issues in the 21st century, solving environmental problems is a common interest worldwide. In this regard, development and effort in each field of global warming are required much. Cement is a structural material, which is a major binder constituting concrete. Cement, with limestone as its major material, is a global warming business that emits 1.3t of limestone resource and 1t of carbon dioxide, which is one of global warming gases. In the late 1990s, a part of fossil fuel that had been used to make cement were alternated with municipal solid waste and industrial by-products. Thus, problems such as CR6+(hexavalent chromium) or detection of heavy metals, which are harmful to human body, have become the reasons of sick house syndrome and skin diseases. In addition, from production to the stage of disposal, they destroy forests and nature and disturb habitation of animals and plants. That is why they have been negatively recognized in terms of environmental issues. In order to resolve this, concrete is made as porous and used for sound absorbing, permeance, vegetation and water purification depending on gap characters, recently. Also, in order to reduce environmental load when manufacturing cement as a restraint method of CO2 gas emission, which is a major reason of global warming, use of cinder and sewage sludge, fly-ash, slag replacement and recycling wasted concrete are under active research and development. This study is about methods of utilizing Hwang-to concrete using Hwang-to binder of non-clinker as a architecture material to reduce environmental load followed by the existing cement manufacturing methods. The experiments were performed in three large parts. First of all, a property of matter experiment was performed and then, the experiment of comparing durabilities of cement concrete and Hwang-to concrete was performed. Finally, development experiment of various exposed texture for exposed Hwang-to concrete was performed. Main results of this study are as follows : 1) As the result of the basic property of matter experiment upon mixing of Hwang-to concrete, the slump was W/B and it increased as the volume of unit binding material increased. Generally, amount of air increased as the slump was large. However, when the agent was 3% and the mixing time increased almost twice, amount of air decreased as the slump was large. 2) As the result of the experiment to draw proper mix of Hwang-to concrete, high strength appeared in unit binding material 400(㎏/㎥) when the agent was 2%. In the case of 3% the agent, high strength appeared in unit binding material 350(㎏/㎥). 28 days' compressive strength was 47MPa at the highest. It seems that application of structure in high-rise buildings is possible. For appearance of enough strength, more than 350(㎏/㎥) of unit binding material is necessary. 3) As the result of acid resistance experiment due to sulphuric acid (HSO) and hydrochloric acid (HCl), Hwang-to concrete has superior acid resistance than general cement concrete. Particularly, it has more excellent resistance to sulphuric acid rather than to hydrochloric acid because Hwang-to binder does not create calcium hydroxide (Ca(OH)) that erosion in acid is very easy due to lower content of calcium oxide (CaO) compare to general Portland cement 4) As the result of flame resistance experiment due to sodium chloride (NaCl) and the quick freezing․thawing experiment, there was no big difference between Hwang-to concrete and cement concrete. Since durability test requires long-term period of evaluation, researches through more and longer experiments will be necessary in the future. 5) As the result of Hwang-to concrete exposed surface experiment through retarder, the case that retarder was spread over the surface of form showed the best constructability because aggregate could be easily exposed by using wire brushes. In the case of attaching non-woven fabrics that absorbed retarder, hardening response of Hwang-to concrete was not active enough so that the application at the spots looked difficult because aggregate can be torn apart easily. However, it can be a method that can expose aggregate more safely and easily through brush works if the timing of form stripping is properly controlled. The characters closer to soil could be used by exposing inner aggregate naturally on the exposed surface of Hwang-to concrete through retarder. 6) As the result of Hwang-to concrete exposed texture experiment through form pattern, exposed surface of Hwang-to concrete can be described in various ways when there are various form patterns. Additionally, utilization can be applied to many ways such as inner․outer walls and Image Walls. As the result of Hwang-to concrete experiment by using Hwang-to binder, it satisfies standard strength of designand the property of matter. Also, it has excellent durability so that it can be used as a structural material of architecture. If exposed texture of Hwang-to concrete is applied and utilized in various methods, various ways of constructions would be possible.
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