건축물에서 발생되는 에너지 소비와 이산화탄소 배출을 저감시키기 위한 일환으로 건물의 외벽을 이루고 있는 콘크리트의 단열성능 향상과 구조용 단열콘크리트 개발의 필요성이 대두되고 있다. 따라서 본 연구는 구조용 단열콘크리트를 레미콘 배치플랜트로 생산하고 콘크리트의 압축강도와 열전도율 및 열관류율 특성을 평가하여 단열콘크리트의 최적배합을 제시함과 동시에 향후 구조용 단열콘크리트의 현장 실용화를 위한 기초자료로 활용하고자 진행하였다. 본 연구는 우선 콘크리트의 단열성능을 향상시키는 방법과 재료, 단열성능 평가 방법 등에 관한 기존 연구문헌과 연구결과를 조사하였고, 콘크리트의 단열 성능을 향상시키는 재료로 마이크로기포제, ...
건축물에서 발생되는 에너지 소비와 이산화탄소 배출을 저감시키기 위한 일환으로 건물의 외벽을 이루고 있는 콘크리트의 단열성능 향상과 구조용 단열콘크리트 개발의 필요성이 대두되고 있다. 따라서 본 연구는 구조용 단열콘크리트를 레미콘 배치플랜트로 생산하고 콘크리트의 압축강도와 열전도율 및 열관류율 특성을 평가하여 단열콘크리트의 최적배합을 제시함과 동시에 향후 구조용 단열콘크리트의 현장 실용화를 위한 기초자료로 활용하고자 진행하였다. 본 연구는 우선 콘크리트의 단열성능을 향상시키는 방법과 재료, 단열성능 평가 방법 등에 관한 기존 연구문헌과 연구결과를 조사하였고, 콘크리트의 단열 성능을 향상시키는 재료로 마이크로기포제, 규조토 미분말, 경량골재를 선정하여 SEM(Scanning Electron Microscope), EDX(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), IR(Infrared spectroscopy)등의 분석장비를 이용하여 재료의 표면관찰, 성분분석, 분자량분석 등의 실험을 진행하여 콘크리트에 단열성능 향상 재료의 특성을 분석한 후, 단열성능 향상 재료를 사용한 실험실 제조 단열콘크리트 실험과 배치플랜트 제조 단열콘크리트 실험을 진행하였다. 이에 따라 구조용 단열콘크리트의 역학적 특성과 열전도율 및 열관류율 특성을 검토하였다. 콘크리트의 단열성능을 향상시키기 위해서는 콘크리트 내부의 공극을 증가시켜야 하며 사용 재료가 공극을 포함하거나 콘크리트 제조시 공극을 형성시키는 재료의 사용이 요구된다. 따라서 마이크로기포제, 규조토 미분말, 경량골재의 성분과 특성 분석결과, 그 재료가 내부에 공극을 가지고 있거나 또는 콘크리트 비빔 과정에서 공극을 발생시켜 콘크리트의 단열성능 향상에 효과가 있는 것으로 판단되어 단열성능 향상 재료로 선정하였다. 실험실 제조 단열콘크리트 실험에서 마이크로기포제 4% 계열 배합, 규조토 미분말 10% 계열 배합, 경량골재 사용 배합에서 유동성, 압축강도, 열전도율이 양호하게 나타났다. 특히 마이크로기포제 4%와 경량골재를 혼합 사용한 배합과 마이크로기포제 4%, 규조토 미분말 10%, 경량골재를 혼합 사용한 배합에서 재령 28일 압축강도는 각각 27.1, 24.1MPa로 나타났으며, 열전도율은 Plain 대비 각각 56, 57% 개선되어 가장 양호한 결과를 보였다. 배치플랜트 제조 단열콘크리트 실험의 슬럼프와 슬럼프 경시변화는 양호하게 나타나 현장 타설을 위한 유동성 및 시공성 확보가 가능한 것으로 확인되었다. 특히 마이크로기포제 4%, 규조토 미분말 10%를 혼합 사용한 배합과 마이크로기포제 4%, 규조토 미분말 10%, 경량골재를 혼합 사용한 배합에서 재령 28일 압축강도가 24MPa을 상회하여 구조용 단열콘크리트로 사용이 가능한 것으로 판단되었으며, 열전도율은 Plain 대비 약 50% 개선되어 가장 우수한 결과를 보였다. 또한 열관류율은 마이크로기포제 4%, 규조토 미분말 10%, 경량골재를 혼합 사용한 배합에서 2.32W/m2K로 측정되어 Plain 대비 약 23%로 가장 양호한 열관류율 개선을 보여 단열콘크리트의 최적 배합으로 판단되었다. 건축물에서 발생하는 에너지 소비 저감과 온실가스 배출을 감소하기 위해서는 단열콘크리트의 실용화가 필요하며 본 연구는 구조용 단열콘크리트의 실용화 연구와 현장 적용을 위한 기초자료로 활용 가능할 것으로 기대된다. 향후 구조용 단열콘크리트의 실용화를 위해서는 다양한 단열성능 향상 재료의 검토, 단열콘크리트의 구조성능 및 내구성 검토, 단열콘크리트의 성능 기준 및 평가방법에 대한 검토 등의 연구가 진행되어져야 할 것이다.
건축물에서 발생되는 에너지 소비와 이산화탄소 배출을 저감시키기 위한 일환으로 건물의 외벽을 이루고 있는 콘크리트의 단열성능 향상과 구조용 단열콘크리트 개발의 필요성이 대두되고 있다. 따라서 본 연구는 구조용 단열콘크리트를 레미콘 배치플랜트로 생산하고 콘크리트의 압축강도와 열전도율 및 열관류율 특성을 평가하여 단열콘크리트의 최적배합을 제시함과 동시에 향후 구조용 단열콘크리트의 현장 실용화를 위한 기초자료로 활용하고자 진행하였다. 본 연구는 우선 콘크리트의 단열성능을 향상시키는 방법과 재료, 단열성능 평가 방법 등에 관한 기존 연구문헌과 연구결과를 조사하였고, 콘크리트의 단열 성능을 향상시키는 재료로 마이크로기포제, 규조토 미분말, 경량골재를 선정하여 SEM(Scanning Electron Microscope), EDX(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), IR(Infrared spectroscopy)등의 분석장비를 이용하여 재료의 표면관찰, 성분분석, 분자량분석 등의 실험을 진행하여 콘크리트에 단열성능 향상 재료의 특성을 분석한 후, 단열성능 향상 재료를 사용한 실험실 제조 단열콘크리트 실험과 배치플랜트 제조 단열콘크리트 실험을 진행하였다. 이에 따라 구조용 단열콘크리트의 역학적 특성과 열전도율 및 열관류율 특성을 검토하였다. 콘크리트의 단열성능을 향상시키기 위해서는 콘크리트 내부의 공극을 증가시켜야 하며 사용 재료가 공극을 포함하거나 콘크리트 제조시 공극을 형성시키는 재료의 사용이 요구된다. 따라서 마이크로기포제, 규조토 미분말, 경량골재의 성분과 특성 분석결과, 그 재료가 내부에 공극을 가지고 있거나 또는 콘크리트 비빔 과정에서 공극을 발생시켜 콘크리트의 단열성능 향상에 효과가 있는 것으로 판단되어 단열성능 향상 재료로 선정하였다. 실험실 제조 단열콘크리트 실험에서 마이크로기포제 4% 계열 배합, 규조토 미분말 10% 계열 배합, 경량골재 사용 배합에서 유동성, 압축강도, 열전도율이 양호하게 나타났다. 특히 마이크로기포제 4%와 경량골재를 혼합 사용한 배합과 마이크로기포제 4%, 규조토 미분말 10%, 경량골재를 혼합 사용한 배합에서 재령 28일 압축강도는 각각 27.1, 24.1MPa로 나타났으며, 열전도율은 Plain 대비 각각 56, 57% 개선되어 가장 양호한 결과를 보였다. 배치플랜트 제조 단열콘크리트 실험의 슬럼프와 슬럼프 경시변화는 양호하게 나타나 현장 타설을 위한 유동성 및 시공성 확보가 가능한 것으로 확인되었다. 특히 마이크로기포제 4%, 규조토 미분말 10%를 혼합 사용한 배합과 마이크로기포제 4%, 규조토 미분말 10%, 경량골재를 혼합 사용한 배합에서 재령 28일 압축강도가 24MPa을 상회하여 구조용 단열콘크리트로 사용이 가능한 것으로 판단되었으며, 열전도율은 Plain 대비 약 50% 개선되어 가장 우수한 결과를 보였다. 또한 열관류율은 마이크로기포제 4%, 규조토 미분말 10%, 경량골재를 혼합 사용한 배합에서 2.32W/m2K로 측정되어 Plain 대비 약 23%로 가장 양호한 열관류율 개선을 보여 단열콘크리트의 최적 배합으로 판단되었다. 건축물에서 발생하는 에너지 소비 저감과 온실가스 배출을 감소하기 위해서는 단열콘크리트의 실용화가 필요하며 본 연구는 구조용 단열콘크리트의 실용화 연구와 현장 적용을 위한 기초자료로 활용 가능할 것으로 기대된다. 향후 구조용 단열콘크리트의 실용화를 위해서는 다양한 단열성능 향상 재료의 검토, 단열콘크리트의 구조성능 및 내구성 검토, 단열콘크리트의 성능 기준 및 평가방법에 대한 검토 등의 연구가 진행되어져야 할 것이다.
As a part of the plans to reduce energy consumption and CO2 emission of buildings, the issue on the need for the improvement of the insulation of concrete that forms outer walls of a building and the development of structural insulated concrete has come to the fore. Therefore this research has been ...
As a part of the plans to reduce energy consumption and CO2 emission of buildings, the issue on the need for the improvement of the insulation of concrete that forms outer walls of a building and the development of structural insulated concrete has come to the fore. Therefore this research has been planed and performed to suggest the optimum mixing ratio of insulated concrete by producing structural insulated concrete in batcher plant and evaluating the compression strength, thermal conductivity and thermal transmittance of concrete and to use the results of this study as fundamental data in insulated concrete work sites. For this research, the preceding researches and findings on the methods and materials to improve the insulation of concrete and the methods to evaluate the insulation of concrete were investigated, laboratory-manufactured insulated concrete experiment and batch plant-manufactured insulated concrete experiment using insulation -improving materials was conducted after experiments such as surface observation, component analysis and molecular analysis were carried out on micro-foaming agent, diatomite powder and lightweight aggregate that are insulation-improving materials by using analysis equipments such as SEM(Scanning Electron Microscope), EDX(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) and IR(Infrared spectroscopy). As a result, mechanical properties, thermal conductivity and thermal transmittance properties of structural insulated concrete were examined. Independent pore of the concrete for improve the insulation of concrete be increased and using the materials of the comprise independent pores or concrete to form the independent pore during concrete manufacture is required. therefore, analysis of the composition and characteristics of micro-foaming agent, diatomite powder and lightweight aggregate, the material has independent pores or the manufacture of independent pores occurs to be effective in improving the thermal performance of the material is determined were selected. The result of the laboratory-manufactured insulated concrete experiment showed micro-foaming agent 4% series mixtures, diatomite powder 10% series mixtures and lightweight aggregate mixtures resulted in positive workability, compression strength and thermal conductivity. Especially, micro-foaming 4%, lightweight aggregate mixtures and micro-foaming 4%, diatomite powder 10%, lightweight aggregate mixtures resulted in 27.1, 24.1MPa of compression strength at the age of 28days and resulted of thermal conductivity, which was the improvement of 56 and 57% compared to plain. The slump and the slump loss in the batch plant-manufactured insulated concrete experiment showed good result and it was confirmed that the workability and constructability for in-site concrete would be possible. Especially, micro-foaming 4%, diatomite powder 10% mixtures and micro-foaming 4%, diatomite powder 10%, lightweight aggregate mixtures resulted in over 24MPa of compression strength at the age of 28 days, which can be used as structural insulated concrete. Its thermal conductivity was improved by 50% compared to plain, which was the most positive improvement. Also, thermal transmittance that was 3.03W/m2K in plain, and in the mixture three using insulation -improving materials, it was measured as 2.32W/m2K, which was the most thermal transmittance improvement by 23% compared to plain. It is necessary to practical application structural insulated concrete to reduce energy consumption and greenhouse gas emission from a building, and it is expected that the study will be used as the fundamental data for the researches on practical application and field application of the structural insulated concrete. In the future, various studies must be progress that review of various insulation performance improvement materials, review of performance and durability of the structure, performance criteria, evaluation methods of insulated concrete.
As a part of the plans to reduce energy consumption and CO2 emission of buildings, the issue on the need for the improvement of the insulation of concrete that forms outer walls of a building and the development of structural insulated concrete has come to the fore. Therefore this research has been planed and performed to suggest the optimum mixing ratio of insulated concrete by producing structural insulated concrete in batcher plant and evaluating the compression strength, thermal conductivity and thermal transmittance of concrete and to use the results of this study as fundamental data in insulated concrete work sites. For this research, the preceding researches and findings on the methods and materials to improve the insulation of concrete and the methods to evaluate the insulation of concrete were investigated, laboratory-manufactured insulated concrete experiment and batch plant-manufactured insulated concrete experiment using insulation -improving materials was conducted after experiments such as surface observation, component analysis and molecular analysis were carried out on micro-foaming agent, diatomite powder and lightweight aggregate that are insulation-improving materials by using analysis equipments such as SEM(Scanning Electron Microscope), EDX(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) and IR(Infrared spectroscopy). As a result, mechanical properties, thermal conductivity and thermal transmittance properties of structural insulated concrete were examined. Independent pore of the concrete for improve the insulation of concrete be increased and using the materials of the comprise independent pores or concrete to form the independent pore during concrete manufacture is required. therefore, analysis of the composition and characteristics of micro-foaming agent, diatomite powder and lightweight aggregate, the material has independent pores or the manufacture of independent pores occurs to be effective in improving the thermal performance of the material is determined were selected. The result of the laboratory-manufactured insulated concrete experiment showed micro-foaming agent 4% series mixtures, diatomite powder 10% series mixtures and lightweight aggregate mixtures resulted in positive workability, compression strength and thermal conductivity. Especially, micro-foaming 4%, lightweight aggregate mixtures and micro-foaming 4%, diatomite powder 10%, lightweight aggregate mixtures resulted in 27.1, 24.1MPa of compression strength at the age of 28days and resulted of thermal conductivity, which was the improvement of 56 and 57% compared to plain. The slump and the slump loss in the batch plant-manufactured insulated concrete experiment showed good result and it was confirmed that the workability and constructability for in-site concrete would be possible. Especially, micro-foaming 4%, diatomite powder 10% mixtures and micro-foaming 4%, diatomite powder 10%, lightweight aggregate mixtures resulted in over 24MPa of compression strength at the age of 28 days, which can be used as structural insulated concrete. Its thermal conductivity was improved by 50% compared to plain, which was the most positive improvement. Also, thermal transmittance that was 3.03W/m2K in plain, and in the mixture three using insulation -improving materials, it was measured as 2.32W/m2K, which was the most thermal transmittance improvement by 23% compared to plain. It is necessary to practical application structural insulated concrete to reduce energy consumption and greenhouse gas emission from a building, and it is expected that the study will be used as the fundamental data for the researches on practical application and field application of the structural insulated concrete. In the future, various studies must be progress that review of various insulation performance improvement materials, review of performance and durability of the structure, performance criteria, evaluation methods of insulated concrete.
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