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흡수성 물질과 초기 밀봉양생이 황토 모르타르의 건조수축과 압축강도에 미치는 영향
Effect of Absorbent Materials and Initial Sealed Curing on Drying Shrinkage and Compressive Strength of Hwangtoh Mortar 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.20 no.6, 2016년, pp.20 - 29  

권양희 (서울대학교 건축공학과) ,  홍성걸 (서울대학교 건축공학과)

초록
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이 연구에서는, 우리나라 전통 건축재료 중 하나인 천연 황토 모르타르에 사용되어 온 해초풀과 현대적 재료인 고흡수성수지(Superabsorbent Polymer, SAP)와 같은 흡수성 물질이 이러한 모르타르의 건조수축과 압축강도에 미치는 영향이 조사되었다. 흡수성 물질과 더불어 문화재표준시방서에서 권고하는 초기 밀봉양생의 효과 역시 검토되었다. 실험에 의한 28일 압축강도와 수렴한 건조수축 변형율의 검토 결과, 우선 초기 7일간의 밀봉 양생은 강도향상과 수축저감에 효과적이었다. 따라서, 문화재표준시방서의 권고는 합리적이며 실효성이 있는 것으로 검증된다. 흡수성 물질의 혼입 역시 두 재료특성에 있어 효과적인데, 그 효과는 물질들의 흡수 능력에 의존한다. 따라서, 흡수 능력이 더 높은 SAP을 사용하는 것이 해초풀을 사용하는 것보다 더 효과적이다. 그러나, 이러한 것들이 유효하기 위해서는 초기 밀봉양생과 물이 추가되지 않는 조건들이 함께 따라야 한다. 마지막으로, 황토 모르타르의 압축강도의 증가는 건조수축의 감소와 선형적으로 관계한다. 이러한 선형 상관성에 의해, 초기밀봉 양생 또는 흡수성 물질의 혼입에 따른 모르타르의 압축강도 증가하는 원인이 정량적으로 설명될 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study investigates the effect of the absorbent materials on the material properties(compressive strength and drying shrinkage) of natural hwangtoh mortar which is one of the traditional building material in Korea. The absorbent materials used are seaweed paste and Super-Absorbent Polymer(SAP). ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이와 같이 연구에서는 천연 황토를 이용하는 문화재 공사 및 전통주택 공사에 있어 초기 밀봉양생의 필요성을 실험으로 입증하였고, 해초풀과 같이 전통적으로 사용되고 있던 흡수성 물질의 원리 및 성능을 정량적이고 체계적으로 분석 및 평가하였다. 그리고, 이러한 기능을 현대화 및 대체할 수 있는 재료의 선택과 대체 가능성을 확인하였다. 마지막으로 천연 황토 모르타르의 건조수축-압축강도 상관성 도출에 의해 W/B의 감소, 초기의 밀봉양생, 그리고 흡수성 물질의 혼입과 같은 건조수축 저감 전략이 압축강도 증가에도 효과적이라는 것을 제시하였다.
  • 시편 이름 중 R은 기본 시편을 의미하며, R+We는 흡수성 물질이 혼입된 것(AA 시편)과 동일한 양의 물이 포함된 기본 시편으로, 동일한 조건에서 흡수성 물질의 흡수성능이 황토 모르타르에 미치는 영향을 알아보기 위해 계획되었다. AA와 AM은 각각 SAP이 첨가된 시편을 의미하며, SP는 해초풀이 혼입된 시편을 의미한다.
  • 이 연구에서는 천연 황토 모르타르에 사용되고 있는 흡수성 물질과 초기 밀봉양생 조건이 그것의 압축강도와 건조수축에 어떠한 영향을 얼마나 미치는지 실험을 통해 조사하였다. 흡수성 물질로 전통적 재료인 해초풀과 현대적 재료인 SAP이 선택되었으며, 초기밀봉 양생은 문화재표준시방서에 따라 7일로 결정되었다.
  • 이 연구의 건조수축 측정결과에 따라, 천연황토 모르타르의 극심한 건조수축을 효과적으로 저감시키기 위해서 우선적으로 고려되어야 할 사항은 포함되는 물의 양을 줄이는 것이다. 다음으로, 밀봉 양생을 통한 재령초기의 수분증발 방지이며, 마지막으로 흡수성 물질의 혼입을 통한 수분건조의 완화가 고려되어야 한다.
  • 이러한 배경에서 이 연구에서는 해초풀, SAP과 같은 흡수성 물질의 혼입이 황토 모르타르의 건조수축과 압축강도에 미치는 영향을 조사하였다. 흡수성 물질의 혼입과 더불어, 초기 밀봉양생이 황토 모르타르의 최종 재료성능에 미치는 영향 역시 조사되어야 하므로 함께 고려되었다.
  • 따라서, 흡수성능은 SAP-AM > SAP-AA > 해초풀(SP) 순서인 것을 Table 2를 통해 확인 할 수 있다. 한편, 또 다른 기본시편인 R+We가 계획된 이유는, 혼입된 물의 양이 동일한 조건에서 첨가제에 의한 흡수성능이 황토 모르타르의 재료특성에 미치는 영향을 확인하기 위해서이다.

가설 설정

  • 따라서 SAP이 첨가되는 배합(AA, AM)의 경우 SAP의 흡수속도를 고려하여 믹싱시간을 포함, 물을 투입하고 10분이 지난 후에 타설 하였다. 유동성 측정도 이 때 수행하였으며, 물과 접촉 한 지 10분 이후에는 유동성 감소가 없는 것으로 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
알긴산이란? , 1998). 알긴산은 해조 다당류의 일종으로 1,4-linked α-Lguluronic acid(G)와 1,4-linked β-D-mannuronic acid(M)로 이루어진 다당 폴리머(copolymer) 물질이다(Joo et al., 1995).
황토 모르타르의 높은 흡수성으로 인해 건조수축 변형이 크게 발생할 경우 어떤 문제가 발생할 수 있는가? , 2010). 높은 건조수축은 황토-목재 간 경계부의 틈과 균열을 발생시키고(Kim et al., 2004), 결국 단열성능을 저하시켜 주택의 열손실을 증가 시킬 수 있다(Hwang, 2011).
황토의 특징 및 장점은? , 2014). 그 중에서도 황토는 우리나라의 건축 역사와 함께 이어져 내려온 전통 재료이면서, 시멘트처럼 제조 과정에서 이산화탄소를 발생시키지 않는 친환경 재료이다. 더불어 축열성, 자정력, 탈취 및 향균 능력이 뛰어나며, 온돌을 통한 난방시 난방열이 황토 바닥을 통과하는 과정에서 인체에 유익한 원적외선을 방출하는 것으로 알려져 있다(Heo et al., 2014;Lee, 2006; Seong, 2007).
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