Many countermeasures are presented to make excessive earth circumstance pollution better in the earth. A lot of researches are in progress to lessen $CO_2$ among the industries exhausting it. The industries manufacturing cement are making many countermeasures. Many concernments on ECO-fri...
Many countermeasures are presented to make excessive earth circumstance pollution better in the earth. A lot of researches are in progress to lessen $CO_2$ among the industries exhausting it. The industries manufacturing cement are making many countermeasures. Many concernments on ECO-friendly materials, rather than cement, are increased, and researches are in progress to develop them. Lime, material mostly used before Portland cement appeared, attracts the Occident as well as the Orient. In the Occident, lime mortar was used in common, for maintaining and repairing cultural properties, too. This study is aimed at offering basic materials for the modern use of lime, ECO-friendly material. This study measured the change of intensity and weight with lime, sand, and earth, basic materials of Samhoimool. As a result, at the beginning, hydrated lime displayed its density late, but as time was gone, density was promoted continuously. In addition, density was promoted, when it was given heat at the beginning. If heat-generation reaction of quicklime and water was used, density was promoted at the beginning, but liquidity showed a drop.
Many countermeasures are presented to make excessive earth circumstance pollution better in the earth. A lot of researches are in progress to lessen $CO_2$ among the industries exhausting it. The industries manufacturing cement are making many countermeasures. Many concernments on ECO-friendly materials, rather than cement, are increased, and researches are in progress to develop them. Lime, material mostly used before Portland cement appeared, attracts the Occident as well as the Orient. In the Occident, lime mortar was used in common, for maintaining and repairing cultural properties, too. This study is aimed at offering basic materials for the modern use of lime, ECO-friendly material. This study measured the change of intensity and weight with lime, sand, and earth, basic materials of Samhoimool. As a result, at the beginning, hydrated lime displayed its density late, but as time was gone, density was promoted continuously. In addition, density was promoted, when it was given heat at the beginning. If heat-generation reaction of quicklime and water was used, density was promoted at the beginning, but liquidity showed a drop.
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문제 정의
3차 실험에서는 소석회의 양생 조건을 개선하기 위해서 물과 반응하여 발열반응을 하는 생석회를 사용하여 배합초기에 양생을 촉진시킬 수 있는 방법을 모색하고자 하였다. 배합은 황토와 모래를 1:1로 고정하고 생석회의 첨가비를 0.
친환경재료로서 흙의 사용이 증가함에 따라 흙의 내구성을 개선하기 위해 과거에 사용되었던 석회혼합물을 응용하여 흙의 내구성을 증진시키는 방안을 찾고자 하였다. 본 연구는 이러한 석회혼합물의 물성을 파악하기 위한 기초연구로 진행되었으며, 다음과 같은 결론을 도출하였다.
이에 전통적으로 사용되어져 왔던 석회혼합물의 성능에 대한 연구가 필요할 것으로 판단되었으며 본 연구에서는 석회의 종류와 첨가량에 따른 역학적 특성을 파악하여 석회혼합물의 활용도를 높이기 위한 기초자료를 제공함에 그 목적이 있다.
친환경재료로서 흙의 사용이 증가함에 따라 흙의 내구성을 개선하기 위해 과거에 사용되었던 석회혼합물을 응용하여 흙의 내구성을 증진시키는 방안을 찾고자 하였다. 본 연구는 이러한 석회혼합물의 물성을 파악하기 위한 기초연구로 진행되었으며, 다음과 같은 결론을 도출하였다.
친환경재료인 석회를 사용한 석회혼합물의 활용도를 높이기 위한 연구로 과거에 사용되어졌던 삼물회의 기본 재료인 석회, 황토, 모래를 기초로 하였다. 시공성능을 고려하여 유동성은 소성상태로 하여 배합하였고 중량 및 압축강도를 측정하였다.
제안 방법
1차 실험에서 초기 재령에 낮은 압축강도를 나타낸 원인으로 배합수 이외의 물량으로 판단하여 재령 7일에 시험체의 일부를 100℃ 고온에서 1일 양생을 시킨 다음 기건양생을 시켜 일반 양생을 시킨 것과 강도 비교를 실시하였다.
1차 실험의 경우 고문헌에서 나타난 삼물회의 재현을 위하여 소석회, 황토, 모래를 사용하여 W/B, 건조상태, 압축강도 특성을 측정하였다. 문헌에서의 삼물회의 경우 소석회:황토:모래=3:1:1의 비율로 배합되었으며 본 실험에서는 결합재로 사용된 소석회 첨가율에 0.
2차 실험에서는 생석회의 경우 물과의 반응으로 고온의 발열작용을 하여 소석회로 안정화를 하게 되는데 이러한 현상을 이용하여 배합초기에 강도발현을 목적으로 생석회를 첨가할 경우 생석회의 수화열에 의해 초기의 양생조건이 개선됨에 따라 강도의 증진이 있을 것으로 판단하여 생석회 첨가 실험을 실시하였다.
20tf 용량 압축강도 시험기를 이용하여 측정하였으며 시험체 3개의 평균값을 결과로 채택하였다. 다음으로 최대용량 2kg, 감량 0.01g의 저울을 사용하여 재령별 중량 변화를 측정하였다.
1차 실험의 경우 고문헌에서 나타난 삼물회의 재현을 위하여 소석회, 황토, 모래를 사용하여 W/B, 건조상태, 압축강도 특성을 측정하였다. 문헌에서의 삼물회의 경우 소석회:황토:모래=3:1:1의 비율로 배합되었으며 본 실험에서는 결합재로 사용된 소석회 첨가율에 0.5～4까지 0.5 단위로 단계적으로 증진시키면서 이에 따른 시험체의 특성을 알아보았다.
믹싱된 재료는 5㎝×5㎝×5㎝ 큐빅몰드에 다짐탬퍼를 이용하여 채워 넣고 방향을 바꿔가며 50회씩 바닥에 다졌다.
3차 실험에서는 소석회의 양생 조건을 개선하기 위해서 물과 반응하여 발열반응을 하는 생석회를 사용하여 배합초기에 양생을 촉진시킬 수 있는 방법을 모색하고자 하였다. 배합은 황토와 모래를 1:1로 고정하고 생석회의 첨가비를 0.5~2까지 0.5단위로 증진시키면서 소석회와 비교하여 강도 및 중량 특성을 분석하였다.
석회의 반응에 따른 강도발현을 측정하기위해 재령별 압축강도를 측정하였으며, 특히 장기강도 발현이 큰 석회의 특성을 고려하여 재령 91일 강도를 측정하였다. 20tf 용량 압축강도 시험기를 이용하여 측정하였으며 시험체 3개의 평균값을 결과로 채택하였다.
소석회의 경우 재령 초기의 강도발현이 느리게 진행되므로 이를 개선하기 위한 방안으로 초기에 고온 양생을 실시하여 압축강도 결과를 비교해 보았다.
친환경재료인 석회를 사용한 석회혼합물의 활용도를 높이기 위한 연구로 과거에 사용되어졌던 삼물회의 기본 재료인 석회, 황토, 모래를 기초로 하였다. 시공성능을 고려하여 유동성은 소성상태로 하여 배합하였고 중량 및 압축강도를 측정하였다.
양생실의 온도는 23±2℃, 습도 70±2%를 유지하여 양생을 실시하였다.
1차 실험에서는 소석회와 황토, 모래를 혼합하였다. 황토와 모래의 첨가비를 1:1로 고정하고 소석회의 첨가비를 0.5~4까지 0.5 단위로 증진시켰다.
대상 데이터
황토는 전라북도산으로 입자크기는 325mesh에 80% 이상 통과한 것이며 화학성분은 표 5와 같다. 모래는 주문진 표준사를 사용하였으며 비중은 2.6이다.
본 실험에 사용된 소석회와 생석회는 강원도산으로 입자크기 200mesh 이하이며, 순도 85%이상의 공업용 소석회와 생석회를 사용하였으며 화학성분은 표 4와 같다. 황토는 전라북도산으로 입자크기는 325mesh에 80% 이상 통과한 것이며 화학성분은 표 5와 같다.
석회는 기원전 10,000년 전부터 사용된 것으로 추정된다. 석회의 사용 증거로는 Cajenu 지역의 유적이다. 7000년에서 14,000년 전의 것으로 그 바닥이 석회 모르타르로 되어 있다.
데이터처리
석회의 반응에 따른 강도발현을 측정하기위해 재령별 압축강도를 측정하였으며, 특히 장기강도 발현이 큰 석회의 특성을 고려하여 재령 91일 강도를 측정하였다. 20tf 용량 압축강도 시험기를 이용하여 측정하였으며 시험체 3개의 평균값을 결과로 채택하였다. 다음으로 최대용량 2kg, 감량 0.
성능/효과
1) 소석회의 경우 강도발현이 서서히 진행됨에 따라 재령 초기에 낮은 압축강도를 나타냈으며, 재령이 경과함에 따라 압축강도가 계속적으로 증진되는 것으로 나타났다.
2) 소석회의 경우 초기 양생온도를 높일 경우 양생이 촉진되어 강도가 증진되는 것으로 나타났다.
3) 생석회의 경우 초기에 물과 반응하여 발열반응을 일으키므로 유동성이 급격히 저하되지만, 재령 초기 양생온도를 높이는 효과를 나타내어 초기 압축강도를 높이는 역할을 하는 것으로 나타났다.
4) 장기강도 측정결과 재령 91일의 경우 재령 28일 대비 대부분의 200%이상의 강도발현을 하는 것으로 나타나 재령이 증가할수록 안정될 것으로 판단된다.
문헌기록으로는 조선시대의 석회 제조법과 사용이 세종실록지리지, 문종 실록, 박제가 북학의, 영조실록, 정조 실록 등에 기록되어 있다. 석회의 용도로 가장 많이 사용된 것은 성벽축조 용이었으며 건축 기초를 다지거나 묘지 축조 및 시체 안장에 이용되기도 하였고, 수고(물탱크)를 만드는 데도 사용한 것으로 나타났다. 그리고 우리나라에서 석회는 대부분 국가와 양반가에서 사용되었으며 평민들은 거의 사용할 수 없었다.
석회의 경우 포졸란반응에 의한 장기강도를 발현하므로 초기의 강도에 비해 장기적으로 강도가 증진되는 것으로 확인할 수 있었다. 소석회의 배합비가 가장 낮은 SH1 배합에서 가장 높은 강도가 나타났으며, 다음으로 SH7 배합이 높게 나타났다.
시험체의 중량은 상대적으로 비중이 큰 흙과 모래의 첨가량이 많은 배합에서 높게 나타났으며, 소석회의 첨가 비율이 증가함에 따라 낮게 나타나는 경향을 보였다.
실험 결과 시험체는 재령 28일 압축강도가 전체적으로 1MPa 전후의 낮은 강도발현을 보였다. 이는 소석회의 경우 강도발현이 늦기 때문이며 또한 배합시 결합에 필요한 결합수 이외의 배합수가 추가적으로 많이 배합되어 나타난 것으로 판단된다.
그래서 몰드 성형을 고려하여 유동성은 flow 140mm를 초과하지 않도록 하였으며 실험에서는 약 120～140mm의 flow가 나타났다. 실험결과 소석회의 첨가량이 증가함에 따라 W/B는 감소하는 것으로 나타났다. 결합재로 사용된 소석회 첨가량의 증가와 물을 다량 함유하는 황토분말의 첨가량이 전체의 40%에서 17%로 상대적으로 감소하기 때문에 W/B가 줄어드는 것으로 판단된다.
양생 결과 재령 7일 이후 하루가 경과했을 때 대부분의 시험체에서는 50～60g 정도의 중량이 감소한 것으로 나타났으며 석회의 첨가율이 증가할수록 중량 감소폭이 크게 나타났다. 이는 석회의 첨가율이 증가함에 따라 W/B는 낮지만 상대적으로 소석회와 결합한 물량이 많으므로 중량감소가 큰 것으로 판단된다.
재령 28일 강도 측정 결과 대부분의 시험체에서 일반 양생에 비해 초기 고온양생의 경우 상대적으로 높은 강도발현을 나타냈다. 이는 배합 초기에 유동성 개선을 위해 필요한 배합수의 증발로 양생을 촉진시킨 결과 강도 증진이 일어난 것으로 판단된다.
재령 91의 장기재령에서는 모두 28일 강도대비 200%이상의 강도발현을 나타냈으며 SH7은 최고 312%의 강도발현을 보였다. 석회의 경우 포졸란반응에 의한 장기강도를 발현하므로 초기의 강도에 비해 장기적으로 강도가 증진되는 것으로 확인할 수 있었다.
재령 1일에 탈형을 시도하였으나 경화가 이루어지지 않아 강도 측정이 불가능하였으며 재령 3일에 탈형을 실시하였고, 재령 7일에 강도 측정이 가능하였다. 재령이 경과함에 따라 강도는 서서히 증가하였으며 재령 21일에서 28일 사이에 높은 강도발현율을 나타냈다. 이는 소석회의 강도 발현이 초기에 낮게 나타나며 서서히 진행되기 때문이며 재령이 경과할수록 강도발현이 커짐을 알 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
소석회에 초기 양생온도를 높이면 어떤 결과가 나타나는가?
2) 소석회의 경우 초기 양생온도를 높일 경우 양생이 촉진되어 강도가 증진되는 것으로 나타났다.
본 실험에서 소석회의 양생 조건을 개선하기 위한 3차 실험의 배합 조건은 어떠한가?
3차 실험에서는 소석회의 양생 조건을 개선하기 위해서 물과 반응하여 발열반응을 하는 생석회를 사용하여 배합초기에 양생을 촉진시킬 수 있는 방법을 모색하고자 하였다. 배합은 황토와 모래를 1:1로 고정하고 생석회의 첨가비를 0.5～2까지 0.5단위로 증진시키면서 소석회와 비교하여 강도 및 중량 특성을 분석하였다.
삼물회란 무엇인가?
그 중 삼물회는 석회, 황토, 모래를 적정비율로 혼합하여 만든 전통재료로서 과거에 흔하게 사용되었다. 장기적으로 고강도를 발현하지만 초기강도가 낮으며 현대의 고층 화된 건축물의 구조재로서의 사용 조건은 갖추지 못하여그 사용은 아주 미미하다.
참고문헌 (9)
황혜주, 흙건축, 씨아이알, 2008
한국석회석공업조합, 한국 석회석가공협회조합 삼십년사, 2003
서신석 외, 수경성석회 모르타르의 재료적 특성에 관한 기초연구, 대한건축학회 학술발표대회논문집 v.25 n.1, 2005. 10
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