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CO2 저감을 고려한 콘크리트 배합설계
Mixture Proportioning Procedure for Low-CO2 Concrete 원문보기

Magazine of RCR = 한국건설순환자원학회지, v.11 no.4, 2016년, pp.46 - 52  

정연백 (현대건설 건축구조설계팀) ,  양근혁 (경기대학교 플랜트.건축공학과)

초록이 없습니다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본고에서는 복잡한 모델식이 아닌 목표 CO2 저감률과 사용되는 혼화재 종류에 따라 혼화재의 치환율을 결정할 수 있는 결합재 설계시트를 제시하였다. 이 도표는 식 (3)과 식 (4)를 이상화한 것으로 <그림 3>과 같다.
  • 본고에서는 콘크리트 구성 재료들의 채취, 운반, 콘크리트 생산과 타설 등에 대한 CO2 배출량을 정량적으로 평가하고 이를 토대로 CO2 저감을 포함한 목표성능에 대해 콘크리트 배합설계 방법을 제시하였다. 목표 CO2 배출 저감률과 설계 압축강도를 만족시키기 위한 단위 결합재 양 및 혼화재 치환율 설계 모델식 제시를 위하여 5,231개의 실내배합 데이터와 7,306개의 레미콘 공장 배합데이터를 분석하였다.
  • 산출된 콘크리트 배합설계의 CO2 발생량을 평가하여 목표 CO2 발생량에 만족하는지 검토한다. 하지만 만족하지않는 경우에는 2단계 결합재 설계부터 재산정한다.

가설 설정

  • 단위수량은 결합재와 골재의 비, 잔골재 입자의 입도 그리고 초기 슬럼프에 대해 독립적인 것으로 가정한다. 수분 함량 및 다른 혼합비율이 고정되는 경우, 유동성은 골재직경(da), 조립률(Fm) 그리고 골재의 양에 의해 지배된다.
  • 시리즈에서 제시한 절차를 이용하였다. 시스템경계는 재료 재취 및 가공에서부터 콘크리트 타설 전단계까지로 고려하였으며, 시간적 경계는 1990년∼2012년으로, 지역적 경계는 서울로 가정하였으며 콘크리트 CO2 평가의 기능단위는 1m3로 설정하였다.
  • A열은 콘크리트 배합에 관련된 정보로서 각 재료의 단위용적 질량이며, B열은 각 재료의 LCI에서 제공하는 CO2 원단 위이며, D열은 각 재료의 생산지 출구에서부터 레미콘 공장까지의 거리이며, E열은 각 재료의 운송수단의 CO2 원단위이다. 운송수단으로서 시멘트계 재료는 벌크 시멘트 트레일러로, 골재는 15 톤 트럭으로 가정하였다. 콘크리트 생산을 위한 콘크리트 구성재료들의 생산에 의한 CO2 배출량은 A열과 B열의 곱으로 산정되며, 그 재료들의 운반에 의한 CO2 배출량은 A열, D열 및 E열의 곱으로 산정된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
콘크리트 전과정 CO2 배출량 중 시멘트 제조과정에서 차지하는 비중은? 시멘트 제조과정에서 배출되는 CO2 발생량은 콘크리트 전과정 CO2 배출량의 약 85 % 이상을 차지한다. 이에 따라 콘크리트의 CO2 발생량을 저감시키기 위해 고로슬 래그(GGBS), 플라이애시(FA) 및 실리카흄(SF) 등의 혼화재 치환 양이 점차 증가하고 있다.
콘크리트의 CO2 발생량을 저감하기 위해 사용하는 혼화재는? 시멘트 제조과정에서 배출되는 CO2 발생량은 콘크리트 전과정 CO2 배출량의 약 85 % 이상을 차지한다. 이에 따라 콘크리트의 CO2 발생량을 저감시키기 위해 고로슬 래그(GGBS), 플라이애시(FA) 및 실리카흄(SF) 등의 혼화재 치환 양이 점차 증가하고 있다. 하지만 혼화재를 치환하여 콘크리트를 배합할 경우 목표 성능을 유지하면서 CO2 배출 저감을 유도하기 위한 연구는 아직 미흡하다.
논문의 저자가 복잡한 모델식이 아닌 목표 CO2 저감률과 사용되는 혼화재 종류에 따라 혼화재의 치환율을 결정할 수 있는 결합재 설계시트를 제시한 이유는? CO2 저감을 고려한 콘크리트 배합설계에서 결합재 설계가 가장 중요한 단계이며 위에서 제시한 바와 같이 식 (5)를 통해 산정될 수 있다. 하지만 레미콘 공장과 같은 산업체에서 이 모델식으로 결합재를 산정하는 것은 어려움이 있다고 사료된다.
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참고문헌 (4)

  1. ISO 14040, Environmental Management-Life Cycle Assessment-Principles and Framework, International Standardization Organization for Standardization, Geneva, Switzerland, 2006. 

  2. Yang, K. H., Jung, Y. B., Cho, M. S., and Tae, S. H., "Effect of Supplementary Cementitious Materials on Reduction of $CO_2$ Emissions from Concrete," Journal of Cleaner Production, Vol. 103, 2015, pp. 774-783. 

    상세보기 crossref

  3. AIJ, Standard Specification and Commentary for Building Construction JASS 5: Reinforced Concrete Work, Architectural Institute of Japan, 2003 

  4. ACI Committee 318-11, Building code requirements for structural concrete and commentary, American Concrete Institute, 2008. 

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