생물학적 판넬용 마그네시아-인산칼륨 복합체의 유동 및 압축강도 특성 Workability and Compressive Strength Properties of Magnesia-Potassium Phosphate Composites for Biological Panel원문보기
본 논문에서는 생물학적 판넬의 모재로써 마그네시아-인산칼륨 복합체의 품질을 제어하기 위하여 마그네시아-인산칼륨 복합체의 혼합비와 물-결합재비(W/B)에 대한 유동 및 압축강도의 영향을 고찰하고자 하였다. MPPC는 W/B 7수준(30, 35, 40, 45, 50, 55 and 60 vol. %) 및 인산칼륨 및 마그네시아 비율(P:M) 4수준(1;0.5, 1;1.0, 1;2.0 and 1;3.0)으로 제조하였으며, 실험결과, MPPC의 유동 및 압축강도는 P:M비 및W/B에 크게 의존하는 것을 확인할 수 있었다. MPPC의 플로우는 P:M이 증가할수록 반응을 위한 배합수의 부족으로 혼합이 되지 않는 것으로 나타났으며, 이러한 원인은 P의 밀도와 M의 밀도가 크기 때문인 것으로 나타났다. 또한 MPPC의 압축강도는 P:M이 증가함에 따라 강도가 감소하는 경향이 나타났으나 W/B에 따라서는 비례적인 변화가 나타나지 않아 모순된 결과가 나타났다. 이러한 결과는 MPPC의 경우 W/B에 따라 최적의 배합비율이 존재함을 확인할 수 있었다. 본 논문의 이러한 결과를 통하여 생물학적 판넬 설계시 재료적 측면에서 모재 재료의 유동성 및 압축강도에 대한품질 제어를 위한 기반자료로써 활용하고자 한다.
본 논문에서는 생물학적 판넬의 모재로써 마그네시아-인산칼륨 복합체의 품질을 제어하기 위하여 마그네시아-인산칼륨 복합체의 혼합비와 물-결합재비(W/B)에 대한 유동 및 압축강도의 영향을 고찰하고자 하였다. MPPC는 W/B 7수준(30, 35, 40, 45, 50, 55 and 60 vol. %) 및 인산칼륨 및 마그네시아 비율(P:M) 4수준(1;0.5, 1;1.0, 1;2.0 and 1;3.0)으로 제조하였으며, 실험결과, MPPC의 유동 및 압축강도는 P:M비 및W/B에 크게 의존하는 것을 확인할 수 있었다. MPPC의 플로우는 P:M이 증가할수록 반응을 위한 배합수의 부족으로 혼합이 되지 않는 것으로 나타났으며, 이러한 원인은 P의 밀도와 M의 밀도가 크기 때문인 것으로 나타났다. 또한 MPPC의 압축강도는 P:M이 증가함에 따라 강도가 감소하는 경향이 나타났으나 W/B에 따라서는 비례적인 변화가 나타나지 않아 모순된 결과가 나타났다. 이러한 결과는 MPPC의 경우 W/B에 따라 최적의 배합비율이 존재함을 확인할 수 있었다. 본 논문의 이러한 결과를 통하여 생물학적 판넬 설계시 재료적 측면에서 모재 재료의 유동성 및 압축강도에 대한품질 제어를 위한 기반자료로써 활용하고자 한다.
In this paper, we investigated the influence of flow and compressive strength on the mixing ratio and water-to-binder (W/B) ratio of magnesia - potassium phosphate composites for controlling the quality of the Magnesia-Potassium Phosphate Composites(Magnesia-Potassium Phosphate Composites, MPPC) as ...
In this paper, we investigated the influence of flow and compressive strength on the mixing ratio and water-to-binder (W/B) ratio of magnesia - potassium phosphate composites for controlling the quality of the Magnesia-Potassium Phosphate Composites(Magnesia-Potassium Phosphate Composites, MPPC) as a matrix material for biological panels. MPPC was produced at 7 W/B ratios (30, 35, 40, 45, 50, 55 and 60 vol.%) and 4 P:M ratios (1:0.5, 1:1.0, 1:2.0 and 1:3.0). The experiment results confirmed that the flow and compressive strength of MPPC depend strongly on both P:M and W/B ratios. The flow of MPPC showed that as P: M was increased, the mixing did not occur due to the shortage of the compounding amount for the reaction, because of the large density difference between P and M. The compressive strength of MPPC showed a tendency to decrease with increasing P:Mratio but there was a contradictory result with no proportional change according to W/B ratio. These results indicate that the optimum compounding ratio exists for MPPC according to W/B ratio. These results will be used as the basis data for quality control of the fluidity and compressive strength of matrix materials in terms of material in biological panel design.
In this paper, we investigated the influence of flow and compressive strength on the mixing ratio and water-to-binder (W/B) ratio of magnesia - potassium phosphate composites for controlling the quality of the Magnesia-Potassium Phosphate Composites(Magnesia-Potassium Phosphate Composites, MPPC) as a matrix material for biological panels. MPPC was produced at 7 W/B ratios (30, 35, 40, 45, 50, 55 and 60 vol.%) and 4 P:M ratios (1:0.5, 1:1.0, 1:2.0 and 1:3.0). The experiment results confirmed that the flow and compressive strength of MPPC depend strongly on both P:M and W/B ratios. The flow of MPPC showed that as P: M was increased, the mixing did not occur due to the shortage of the compounding amount for the reaction, because of the large density difference between P and M. The compressive strength of MPPC showed a tendency to decrease with increasing P:Mratio but there was a contradictory result with no proportional change according to W/B ratio. These results indicate that the optimum compounding ratio exists for MPPC according to W/B ratio. These results will be used as the basis data for quality control of the fluidity and compressive strength of matrix materials in terms of material in biological panel design.
이에 따라 본 논문에서는 생물학적 판넬의 모재로써마그네시아-인산칼륨 복합체의 품질을 제어하기 위한 자료확보를 위하여 마그네시아-인산칼륨 복합체의 혼합비와 W/B에 대한 유동 및 압축강도의 영향을 고찰하고자 하였으며, 본 논문의 결과를 통하여 생물학적 판넬 설계 시 재료적 측면에서 모재 재료의 품질을 반영하고자 하였다.
제안 방법
본 논문에서는 마그네시아-인산염 복합체(이하 MPPC로 약함)의 품질을 제어하기 위한 기반 자료확보를 위하여 W/B 7수준(30, 35, 40, 45, 50, 55 및 60%)을 제조하였다. 또한 P 및 M은 밀도의 차이가 크기 때문에 P:M비에 따라 용적이 크게 변화되므로 동일한 용적일 경우 P 및 M의 비율 변화에 따른 영향을 평가하기 위하여 P:M 수준(1:0.5, 1:1.0, 1:2.0 및 1:3.0 vol. %)을 제조하였다. Table 2는 실험 변수를 나타낸 것이다.
본 논문에서는 마그네시아-인산염 복합체(이하 MPPC로 약함)의 품질을 제어하기 위한 기반 자료확보를 위하여 W/B 7수준(30, 35, 40, 45, 50, 55 및 60%)을 제조하였다. 또한 P 및 M은 밀도의 차이가 크기 때문에 P:M비에 따라 용적이 크게 변화되므로 동일한 용적일 경우 P 및 M의 비율 변화에 따른 영향을 평가하기 위하여 P:M 수준(1:0.
본 논문에서는 생물학적 판넬 설계시 재료적 측면에서 모재 재료의 품질을 제어하고 반영하고자 마그네시아-인산칼륨 복합체의 혼합비와 W/B에 대한 유동 및 압축강도의 영향을 평가한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
대상 데이터
실험에 사용된 마그네시아 시멘트는 1,500 ℃ 이상에서 고온 소성된 국내 D사의 밀도 3.6 g/cm3 사소 마그네시아(산화마그네슘(MgO), 이하 M으로 약함)를 사용하였다. Table 1은 실험에 사용된 마그네시아 시멘트의 물리적 특성 및 화학적 성분을 나타낸 것이다.
실험에 사용된 인산칼륨은 순도 99% 이상인 국내 D사의 밀도 2.34 g/cm3의 제 1인산칼륨(KH2PO4, 이하 P으로 약함)을 사용하였다.
데이터처리
MPPC의 요구 압축강도 범위에 따른 최적 배합비는 국내 E사의 minitab프로그램을 활용하여 P:M 및 W/B에 따른 압축강도의 분산분석을 수행하여 영향인자를 고려하고자 하였으며, 반응 표면 설계 분석을 통하여 최적 범위를 도출하고자 하였다.
이론/모형
MPPC의 압축강도는 “KS L 5105 수경성 시멘트 모르타르의 압축강도 시험방법”에 준하여 50×50×50 mm 큐브형 공시체를 제조하여 24시간 기건 양생을 실시한 다음 탈형을 실시하였으며, 재령일에 도달시점에 만능시험기(UTM)를 통하여 압축강도를 측정하였다. 압축강도 재령일은 12시간, 3일, 7일 및 28일에 평가를 실시하였다.
MPPC의 유동성은 W/B 및 P:M에 따른 영향을 개략적으로 평가하고자 대표적인 유동성 평가지표인 플로우를 통하여 워커빌리티를 평가하였으며, “KS L 5105 수경성 시멘트 모르타르의 압축강도 시험방법”에 준하여 플로우를 측정하였다.
성능/효과
1. 마그네시아-인산칼륨 복합체는 산화마그네슘의 밀도가 인산칼륨의 밀도와 비교하여 상대적으로 큰 원인에 기인하여 P:M이 증가할수록 실제 질량이 급격하게 증가하기 때문에 반응을 위한 배합수의 부족으로 혼합이 되지 않는 것으로 판단된다.
2. 마그네시아-인산칼륨 복합체는 P:M이 증가함에 따라 강도가 감소하는 경향이 나타났으나 W/B에 따라서는 비례적인 변화가 나타나지 않아 최적의 배합비율이 존재함을 확인할 수 있었다.
후속연구
3. 마그네시아-인산칼륨 복합체는 생물학적 판넬의 모재재료로써 활용하기 위해서는 소요의 강도범위를 만족하는 수준에서 작업성을 고려하여 소요 유동성을 가지는 배합을 선정하여야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
도시 내 열섬현상이 발생하는 원인은?
최근 인구의 증가, 각종 인공 시설물 및 차량의 증가 등 도시의 팽창으로 인하여 인공열의 방출과 CO2의 배출량이 급증하고 있으며 이로 인한 온난화 및 도시 내 열섬현상이 뚜렷해지고 있다.[1] 열섬현상은 온도가 높은 지역이 섬과 같은 형태를 띄게 되어 지역 내 풍로가 감소함에 따라 대기 오염 및 냉방 에너지 소모의 증가를 가져오며 체감온도의 상승으로 인하여 지역주민에게 심리적 불쾌감을 조성하게 된다.
도시 지표면 온도 상승 문제를 해결하는 근본적인 방법은?
[3] 이러한 원인은 도시지역의 녹지 면적이 감소하고 개발 지역이 증가함에 따른 원인으로 분석되고 있다[2]. 이와 같은 열섬현상을 저감시키기 위해서는 도시의 녹지공간을 충분히 확보하여야 하나 이는 경제여건 상 어려운 실정[4]이기 때문에 도시 열섬현상을 완화시키고 CO2를 감소시킬 수 있는 대안을 요구되고 있는 실정이다.
열섬현상의 부정적 영향은?
최근 인구의 증가, 각종 인공 시설물 및 차량의 증가 등 도시의 팽창으로 인하여 인공열의 방출과 CO2의 배출량이 급증하고 있으며 이로 인한 온난화 및 도시 내 열섬현상이 뚜렷해지고 있다.[1] 열섬현상은 온도가 높은 지역이 섬과 같은 형태를 띄게 되어 지역 내 풍로가 감소함에 따라 대기 오염 및 냉방 에너지 소모의 증가를 가져오며 체감온도의 상승으로 인하여 지역주민에게 심리적 불쾌감을 조성하게 된다.[2]
참고문헌 (11)
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