[논문]알루미나 시멘트 활용 이끼 판넬의 품질 및 생물학적 특성에 관한 연구

최연왕; 오성록; 김철규; 이재흔

doi:10.14190/jrcr.2019.7.1.57

알루미나 시멘트 활용 이끼 판넬의 품질 및 생물학적 특성에 관한 연구
A Study on the Quality and Biological Characteristics of Moss Panel Utilizing Alumina Cement 원문보기

Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute = 한국건설순환자원학회 논문집, v.7 no.1, 2019년, pp.57 - 65

최연왕 (세명대학교 토목공학과) , 오성록 (세명대학교 건설공학부) , 김철규 (세명대학교 건설공학부) , 이재흔 (세명대학교 건설공학부)

초록
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본 연구에서는 알루미나 시멘트를 활용한 이끼 판넬을 제조하기 위하여 판넬의 모재료의 품질특성을 평가하였으며, 생물학적 특성 및 이끼가 착근된 이끼 판넬의 환경영향 특성을 평가하였다. 이끼 판넬의 모재료로 사용하기 위한 기본 배합비는 선행연구를 통하여 W/B 10%, Vs/Vm 20% 및 기포제 0.5%를 선정하였으며, 판넬의 보습성 향상을 위하여 SAP를 첨가하였다. SAP의 적정 혼합비는 품질특성을 고려하여 0.5% 미만으로 사용하는 것이 적합한 것으로 나타났다. 또한 알루미나 시멘트의 사용을 통하여 판넬의 pH를 10~11 수준으로 낮출 수 있었다. 판넬은 기포제를 통하여 표면 거칠기를 향상시킬 수 있었으며, SAP를 통하여 판넬의 보습성 향상효과가 있음을 확인하였다. 이끼 판넬의 환경영향 특성의 경우 이끼 판넬은 이산화탄소 저감성능 및 미세먼지 정화성능을 평가하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, the quality characteristics of the mother material of panel were evaluated for the production of moss panel using alumina cement and biological characteristics and environmental impact characteristics of moss panel were evaluated. The ratio of W/B 10%, Vs/Vm 20% and foaming agent 0.5% were selected as the basic mixing ratio for the mother panel of moss panel through pretest and SAP was added to improve the moisture content of panel. The optimal mixing ratio of SAP was considered to be less than 0.5% considering the quality characteristics. Also, through the use of alumina cement, the pH of the panel could be lowered to 10~11. The panel was able to improve the surface roughness through the foaming agent, and it was confirmed that the SAP had an effect of improving the moisture content of the panel. For the environmental impact characteristics of the moss panel, the moss panel evaluated the carbon dioxide reduction performance and the fine dust cleaning performance.

주제어

표/그림 (19)

표 Table 1. Chemical composition and physical properties of cement used in the experiment
표 Table 2. Physical properties of fine aggregate used in the experiment
그림 Fig. 1. Shape and surface of panel
표 Table 3. Physical properties of SAP used in the experiment
표 Table 4. Experimental plan and parameters for panel manufacturing
표 Table 5. Mix design
그림 Fig. 2. Examples of moss panels
그림 Fig. 3. Moss growth accelerating equipment
그림 Fig. 4. Evaluation of carbon dioxide reduction performance
그림 Fig. 5. Evaluation of fine dust cleaning performance
그림 Fig. 6. Flow results according to SAP
그림 Fig. 7. Compressive strength results according to SAP
그림 Fig. 8. pH range of OPC and AC
그림 Fig. 9. Measurement results of moisture content of panel
그림 Fig. 10. Measurement results of surface roughness of panel
그림 Fig. 11. Porosity of panel surface
그림 Fig. 12. Surface porosity of panel
그림 Fig. 13. CO₂ reduction performance of moss panel Fig. 14
그림 Fig. 14. Fine dust cleaning performance of moss panel

AI 본문요약
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문제 정의

더불어 판넬 자체에 이끼의 영양분이나 수분공급에 따른 문제도 발생한다. 따라서 본 연구에서는 이끼가 착근된 이끼 판넬을 제조하기 위하여 이끼가 착근하기 위한 판넬의 모재료로써 상대적으로 pH가 낮은 알루미나 시멘트를 활용하고자 하였다. 또 한 이끼의 착근성을 향상시키기 위하여 기포제를 사용하여 표면의 거칠기를 확보하고자 하였으며, 자체적인 수분공급을 위한 첨가재로써 수분 포집물의 용도로 고흡수성수지를 활용하였다.
따라서 종래의 옥상녹화 및 수직정원 등의 문제점을 효과적으로 해결하기 위한 방안으로 이끼가 생장할 수 있는 판넬을 제작하여 간편한 유지관리 및 녹지면적 증대 효과를 확보할 수 있는 생물 학적 판넬을 개발하고자 하였다. 이끼가 착근된 생물학적 판넬은 기존 또는 신규 구조물의 외벽과 옥상에 외장재로써 적용하여 감소한 녹지 면적의 재생효과를 얻을 수 있으며 구조물 외벽과 일체화가 가능하기 때문에 별도의 복잡한 지지 구조물이 필요 없어 경제적인 효과가 있다(Chae et al.
또한 기포제 첨가에 따른 기포 모르타르의 초기강도 증진을 위하여 60℃에서 약 8시간 증기양생을 실시하였다. 본 연구에서는 SAP를 첨가재로 첨가하여 목표 플로우 및 압축강도를 만족하는 수준에서 판넬의 보습성을 향상시킬 수 있는 범위를 평가하였다. SAP는 수분을 급속하게 흡수하여 겔화되는 고분자재료로써 초기 배합 시 플로우 확보를 위하여 추가 배합수(extra Water, 이하 eW로 약함)를 혼합하였다.
본 연구에서는 알루미나 시멘트를 활용한 이끼 판넬을 제조하기 위하여 판넬의 모재료의 품질특성을 평가하였으며, 생물학적 특성 및 이끼가 착근된 이끼 판넬의 환경영향 특성을 평가한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
또 한 이끼의 착근성을 향상시키기 위하여 기포제를 사용하여 표면의 거칠기를 확보하고자 하였으며, 자체적인 수분공급을 위한 첨가재로써 수분 포집물의 용도로 고흡수성수지를 활용하였다. 본 연구에서는 판넬에 적용하기 위한 배합의 기초물성을 평가하였으며, 이끼를 착근시킨 이끼 판넬의 생물학적 특성 및 환경영향 평가를 수행하였다.
이끼 판넬은 몰드 사이즈에 따라 다양한 크기로 제작할 수 있지만 본 연구에서는 생물학적 특성 및 환경영향 평가를 위하여 200×200×30mm의 판형의 시험편을 제작한 다음 판넬 자체의 pH의 영향, 보습성 및 표면 거칠기를 평가하여 이끼의 생물학적 수용성에 미치는 영향을 검토하였다.

제안 방법

5%로 하였다. 고정조건의 근거는 선행연구(Choi et al. 2017; Choi et al. 2018a) 를 통하여 목표 플로우 200mm 및 목표 압축강도 10MPa 이상을 만족할 수 있는 범위를 결정하였다. 또한 기포제 첨가에 따른 기포 모르타르의 초기강도 증진을 위하여 60℃에서 약 8시간 증기양생을 실시하였다.
따라서 본 연구에서는 이끼가 착근된 이끼 판넬을 제조하기 위하여 이끼가 착근하기 위한 판넬의 모재료로써 상대적으로 pH가 낮은 알루미나 시멘트를 활용하고자 하였다. 또 한 이끼의 착근성을 향상시키기 위하여 기포제를 사용하여 표면의 거칠기를 확보하고자 하였으며, 자체적인 수분공급을 위한 첨가재로써 수분 포집물의 용도로 고흡수성수지를 활용하였다. 본 연구에서는 판넬에 적용하기 위한 배합의 기초물성을 평가하였으며, 이끼를 착근시킨 이끼 판넬의 생물학적 특성 및 환경영향 평가를 수행하였다.
또한 SAP의 혼합율에 따라서는 기포 발생의 영향이 크지 않은 결과가 나타남에 따라 기포제의 혼합량에 따른 표면 거칠기를 평가하였다. Fig.
2018a) 를 통하여 목표 플로우 200mm 및 목표 압축강도 10MPa 이상을 만족할 수 있는 범위를 결정하였다. 또한 기포제 첨가에 따른 기포 모르타르의 초기강도 증진을 위하여 60℃에서 약 8시간 증기양생을 실시하였다. 본 연구에서는 SAP를 첨가재로 첨가하여 목표 플로우 및 압축강도를 만족하는 수준에서 판넬의 보습성을 향상시킬 수 있는 범위를 평가하였다.
25%를 추가로 검토하였다. 또한 표면 거칠기의 정도는 결합재에 관계없이 유사수준이기 때문에 AC에 대해서만 평가를 실시하였다.
판넬의 압축강도는 KS L 5105에 준하여 50×50×50mm의 큐브형 시험편을 성형하였으며, 재령일에 압축강도를 평가하였다. 목표 압축강도는 생물학적 판넬에 관련된 기준이 없어 관련 유사 규정을 참고하여 KS F 4736(10 MPa 이상), 조경 설계기준(7.84 MPa 이상) 및 건축물 녹화 설계기준(8 MPa 이상)을 참고하여 10 MPa 이상을 목표 압축강도로 설정하였다.
12는 판넬 표면의 기포량 및 기포 발생 수준을 이미지 처리한 것이다. 목표 플로우 및 압축강도를 만족하는 범위는 기포제 0.5%까지 사용가능한 것으로 나타남에 따라 기포제 사용량은 0.5%로 고정하였으나 비교를 위하여 기포제가 포함되지 않은 Plain 및 0.25%를 추가로 검토하였다. 또한 표면 거칠기의 정도는 결합재에 관계없이 유사수준이기 때문에 AC에 대해서만 평가를 실시하였다.
미세먼지 정화성 평가는 밀폐형 아크릴 챔버 내부에 제작된 이끼 판넬, 미세먼지 측정장치 및 미세먼지 주입을 위한 팬을 설치하여 내부로 주입된 미세먼지를 측정하였다. 미세먼지의 정화성능 평가는 현재까지 명확하게 제정된 실험방법이 부재하기 때문에 유사 정화 실험 시 활용되는 방법을 응용하여 자체평가를 실시하였다.
14는 이끼가 착근된 판넬의 미세먼지 정화성 평가결과를 나타낸 것이다. 미세먼지를 투입하고 내부가 안정화 되는데 걸리는 시간을 평가하였다. 미세먼지의 종류는 PM2.
미세먼지의 정화성능 평가는 현재까지 명확하게 제정된 실험방법이 부재하기 때문에 유사 정화 실험 시 활용되는 방법을 응용하여 자체평가를 실시하였다. 미세먼지의 발생은 담배 1개피의 연기를 사용하였으며, 밀폐된 아크릴 챔버 내부의 연기의 정화 수준을 평가하였다. 미세먼지의 수준은 초미세먼지(PM 2.
미세먼지의 발생은 담배 1개피의 연기를 사용하였으며, 밀폐된 아크릴 챔버 내부의 연기의 정화 수준을 평가하였다. 미세먼지의 수준은 초미세먼지(PM 2.5) 및 보통미세먼지(PM 10)에 대하여 평가하였다.
미세먼지 정화성 평가는 밀폐형 아크릴 챔버 내부에 제작된 이끼 판넬, 미세먼지 측정장치 및 미세먼지 주입을 위한 팬을 설치하여 내부로 주입된 미세먼지를 측정하였다. 미세먼지의 정화성능 평가는 현재까지 명확하게 제정된 실험방법이 부재하기 때문에 유사 정화 실험 시 활용되는 방법을 응용하여 자체평가를 실시하였다. 미세먼지의 발생은 담배 1개피의 연기를 사용하였으며, 밀폐된 아크릴 챔버 내부의 연기의 정화 수준을 평가하였다.
미세먼지를 투입하고 내부가 안정화 되는데 걸리는 시간을 평가하였다. 미세먼지의 종류는 PM2.5-초미세먼지 및 PM10-보통미세먼지에 대하여 평가하였다.
3.3 보습성
보습성(수분함유량)은 KSF 2459에 준하여 완전 건조된 판넬의 무게를 측정한 다음 1일간 수중침지하여 수분포화 상태를 기준으로 하여 최초 건조무게까지 도달하는 시간을 항온항습실에서 측정하였다.
8은 pH 측정 결과를 나타낸 것이다. 비교군으로써 동일한 배합의 일반 시멘트(OPC)를 사용한 배합과 상대비교를 실시하여 알루미나 시멘트(AC)를 사용한 배합의 pH의 수준을 평가하였다. OPC 및 AC의 pH의 측정 결과 동일한 배합조건에서 재령에 따라 pH가 증가하는 경향을 나타났으며, OPC의 경우 pH 13에 수렴하는 결과가 나타나 일반적으로 알려진 강알칼리 영역인 것으로 나타났다.
실험에 사용된 첨가재는 생물학적 향상을 목적으로 판넬의 자체적인 수분 포집성을 향상시키기 위하여 고흡수성수지(Super absorbent polymers, 이하 SAP로 약함)를 혼합하였다. SAP는 백색 분말 타입의 아크릴산 중합체-나트륨염(Acrylic Acid Polymer, Sodium Salt, 국내 L사)을 사용하였다.
이산화탄소 저감성 평가는 밀폐형 아크릴 챔버 내부에 제작된 이끼 판넬, 이산화탄소 측정장치, 순환 팬을 설치하여 이산화탄소 농도(PPM)를 평가하였다.
표면 거칠기는 표면 거칠기 측정기를(surgace roughness tester 0918 모델) 사용하였으며, 기포제가 들어가지 않은 판넬의 표면과 상대 비교하여 평가하였다.

대상 데이터

95% 이상의 8호 규사를 사용하였다. 8호 규사를 선정한 근거는 선행연구를(Choi et al. 2018; Lee 2018) 통하여 표면 및 내부에 미세 또는 거시 공극이 원활하게 되는 골재를 선정하였다. Table 2는 실험에 사용된 잔골재의 물리적 특성을 나타낸 것이다.
실험에 사용된 첨가재는 생물학적 향상을 목적으로 판넬의 자체적인 수분 포집성을 향상시키기 위하여 고흡수성수지(Super absorbent polymers, 이하 SAP로 약함)를 혼합하였다. SAP는 백색 분말 타입의 아크릴산 중합체-나트륨염(Acrylic Acid Polymer, Sodium Salt, 국내 L사)을 사용하였다. Table 3은 SAP의 물리적 특성을 나타낸 것이다.
목표 플로우를 만족하기 위하여 국내 H사의 폴리카본산계 고성능 감수제(이하 SP로 약함)를 사용하였다. 또한 실험에 사용된 기포제는 수산화칼슘과 반응하여 기포를 발생시키는 국내 U사의 알루미늄 분말(Aluminum Powder, 이하 Al로 약함)을 사용하였다. 기포제(Forming Agent)의 발포방식은 후기포 방식을 적용하였으며, 시멘트 질량에 대하여 0.
2018d)를 통하여 생물학적 수용성(pH, 온도, 수분에 대한 영향 등)이 우수한 모래이끼를 적용하였다. 모래이끼의 포자 및 샘플은 국내 I사에서 입수하였다.
목표 플로우를 만족하기 위하여 국내 H사의 폴리카본산계 고성능 감수제(이하 SP로 약함)를 사용하였다. 또한 실험에 사용된 기포제는 수산화칼슘과 반응하여 기포를 발생시키는 국내 U사의 알루미늄 분말(Aluminum Powder, 이하 Al로 약함)을 사용하였다.
실험에 사용된 골재는 KS F 2527에서 규정한 잔골재 표준 입도 범위를 구분하여 입도 조정한 SiO₂ 95% 이상의 8호 규사를 사용하였다. 8호 규사를 선정한 근거는 선행연구를(Choi et al.
실험에 사용된 시멘트는 국내 U사의 알루미나시멘트(Alumina Cement, 이하 AC로 약함)를 사용하였으며, pH의 대조군으로써 1종보통포틀랜드시멘트(Ordinary Portland Cement, 이하 OPC로 약함)를 사용하였다. Table 1은 실험에 사용된 시멘트의 화학적 성분 및 물리적 특성을 나타낸 것이다.

이론/모형

pH는 국내 H사의 PH 측정기(Electrode 모델)를 사용하여 KS M 0011에 따라 판넬의 페이스트 부분을 각 재령일에 따라 추출하였다. 추출된 페이스트는 분쇄 후 증류수에 침지하여 pH를 측정하였다.
또한 실험에 사용된 기포제는 수산화칼슘과 반응하여 기포를 발생시키는 국내 U사의 알루미늄 분말(Aluminum Powder, 이하 Al로 약함)을 사용하였다. 기포제(Forming Agent)의 발포방식은 후기포 방식을 적용하였으며, 시멘트 질량에 대하여 0.5%를 혼합하였다(Choi et al. 2018a).
생물학적 판넬에 착근시킬 이끼는 선행연구(Choi et al. 2018c; Choi et al. 2018d)를 통하여 생물학적 수용성(pH, 온도, 수분에 대한 영향 등)이 우수한 모래이끼를 적용하였다. 모래이끼의 포자 및 샘플은 국내 I사에서 입수하였다.
판넬의 압축강도는 KS L 5105에 준하여 50×50×50mm의 큐브형 시험편을 성형하였으며, 재령일에 압축강도를 평가하였다.
판넬의 플로우는 KS L 5105에 준하여 테이블 플로를 측정하였다. 목표 플로우는 200mm 이상을 기준으로 하였다.

성능/효과

1) 이끼 판넬의 모재료로 사용하기 위한 기본 배합비는 W/B 10%, Vs/Vm 20% 및 기포제 0.5%를 기준으로 보습성 향상을 위한 SAP의 첨가는 품질특성을 고려하여 0.5% 미만으로 사용하는 것이 적합한 것으로 판단된다.
2) 알루미나 시멘트를 사용하여 판넬의 생물학적 특성을 검토한 결과 pH는 10~11 수준으로 일반 시멘트와 비교하여 중성 영역에 존재하며, 기포제를 통한 표면 거칠기 향상 효과 및 SAP 첨가에 따른 보습성 향상의 효과가 있음을 확인하였다.
3) 이끼 판넬의 환경영향 특성을 평가한 결과 이산화탄소 저감 성능은 밀폐된 공간에서 1시간 이내에 50% 이하로 저감되었으며, 미세먼지 정화성능은 초미세먼지 및 보통미세먼지의 경우 정화시간을 2배 이상 빠른 결과가 나타났다.
Fig. 11 및 Fig. 12의 결과 기포제가 혼합되지 않은 Plain은 기포제를 0.25 및 0.50% 혼합한 경우와 비교하여 상대적으로 기포의 크기가 미세하고 표면의 총 면적에서 기포가 차지하는 비율은 약 1% 수준으로 나타났다. 그러나 기포제가 혼합된 경우 Plain의 기포와 비교하여 크기가 상대적으로 큰 것으로 나타났으며, 표면의 총 면적에서 기포이 차지하는 총 비율은 기포제 0.
비교군으로써 동일한 배합의 일반 시멘트(OPC)를 사용한 배합과 상대비교를 실시하여 알루미나 시멘트(AC)를 사용한 배합의 pH의 수준을 평가하였다. OPC 및 AC의 pH의 측정 결과 동일한 배합조건에서 재령에 따라 pH가 증가하는 경향을 나타났으며, OPC의 경우 pH 13에 수렴하는 결과가 나타나 일반적으로 알려진 강알칼리 영역인 것으로 나타났다. AC의 경우에는 OPC보다 pH 범위가 낮은 약 10~11에 수렴하는 결과가 나타났다.
Plain의 압축강도는 SAP 0.25%의 압축강도와 비교하여 약 30% 압축강도가 감소하는 경향이 나타났으며, SAP 첨가량 0.25% 증가함에 따라 압축강도가 20~30% 감소하였다. 이러한 결과를 통하여 SAP 첨가에 따른 배합의 목표 압축강도를 만족하기 위해서는 SAP 첨가량 0.
9는 SAP 첨가에 따른 판넬의 보습성 측정결과를 나타낸 것이다. SAP가 혼합되지 않은 Plain의 함수량은 건조질량과 비교하여 약 15% 수준인 것으로 나타났으며, 시간 경과에 따라 감소하여 5일 이후 완전 건조상태가 되는 것으로 나타났다. 그러나 SAP 가 혼합된 경우에는 각각의 수분 함수량이 SAP 0.
7은 SAP 첨가에 따른 재령일별 압축강도 측정결과를 나타낸 것이다. SAP첨가에 따른 전반적인 압축강도는 SAP 첨가량 증가에 따라 비례적으로 감소하는 경향이 나타났다. 이러한 영향은 SAP가 결합재로써 역할을 하지 못하며 단순히 충전재 역할만을 하기 때문에 취약면적 증가에 기인한 것으로 판단되며, 또한 SAP의 경우 수분이 감소하면 본래상태로 부피가 감소하기 때문에 초기 배합 시 팽창되어 있는 SAP가 부피가 감소되어 내부의 공극면적이 커지기 때문에 압축강도가 더욱 감소되는 것으로 판단된다.
SAP가 혼합되지 않은 Plain의 함수량은 건조질량과 비교하여 약 15% 수준인 것으로 나타났으며, 시간 경과에 따라 감소하여 5일 이후 완전 건조상태가 되는 것으로 나타났다. 그러나 SAP 가 혼합된 경우에는 각각의 수분 함수량이 SAP 0.25%의 경우 약 20%, SAP 0.50%의 경우 약 25%, SAP 0.75%의 경우 약 30%, SAP 1.00%의 경우 약 40%를 상회하는 것으로 나타나 SAP의 재료적 특성에 의하여 상대적으로 많은 수분을 포집되는 것으로 판단된다.
50% 혼합한 경우와 비교하여 상대적으로 기포의 크기가 미세하고 표면의 총 면적에서 기포가 차지하는 비율은 약 1% 수준으로 나타났다. 그러나 기포제가 혼합된 경우 Plain의 기포와 비교하여 크기가 상대적으로 큰 것으로 나타났으며, 표면의 총 면적에서 기포이 차지하는 총 비율은 기포제 0.25의 경우 약 20%, 0.50%의 경우 약 30%인 것으로 분석되었다. 이러한 결과를 통하여 기포제를 사용한 판넬은 표면층에 미세크기 이상의 공극을 다량 발생시킬 수 있으며, 수분의 유입이 용이하도록 내부구조를 개선할 수 있는 것으로 판단되다.
그러나 이끼 판넬의 경우 분당 10% 이상으로 이끼가 착근되지 않은 판넬보다 높은 결과를 나타냈으며, 안정권으로 돌입하는데 걸리는 시간은 약 2시간이 소요되었다. 또한 초미세먼지 및 보통미세먼지의 최종 정화는 6시간 미만이 소요되어 50% 이상 빠르게 정화되는 것으로 나타났다.
이끼 판넬을 넣지 않은 경우 이산화탄소 농도는 초기 1,000ppm에서 시간이 경과하더라도 초기 농도 값인 1,000ppm을 유지하는 결과가 나타났다. 그러나 이끼 판넬의 경우 이산화탄소 농도는 초기 1,000ppm에서 시간이 경과함에 따라 약 500ppm까지 감소하는 것으로 나타났으며, 소요시간은 밀폐 즉시 감소하기 시작하여 1시간 이내에 50% 수준까지 저감하는 결과가 나타났다.
따라서 SAP 효과에 의하여 최소 2일∼최대 8일 이상 함수 상태를 유지할 수 있는 것으로 판단된다.
또한 AC의 건조시점에 있어서 Plain은 약 5일이 소요되었지만 SAP 0.25%의 경우 약 7일, SAP 0.50%의 경우 약 9일, SAP 0.75% 의 경우 10일, SAP 1.00%의 경우 약 12일에 완전 건조상태가 되는 것으로 나타났다. 따라서 SAP 효과에 의하여 최소 2일∼최대 8일 이상 함수 상태를 유지할 수 있는 것으로 판단된다.
그러나 이끼 판넬의 경우 분당 10% 이상으로 이끼가 착근되지 않은 판넬보다 높은 결과를 나타냈으며, 안정권으로 돌입하는데 걸리는 시간은 약 2시간이 소요되었다. 또한 초미세먼지 및 보통미세먼지의 최종 정화는 6시간 미만이 소요되어 50% 이상 빠르게 정화되는 것으로 나타났다.
25% 증가함에 따라 압축강도가 20~30% 감소하였다. 이러한 결과를 통하여 SAP 첨가에 따른 배합의 목표 압축강도를 만족하기 위해서는 SAP 첨가량 0.5%가 적절할 것으로 판단된다. 그러나 제조시 오차율을 고려하여 0.
50%의 경우 약 30%인 것으로 분석되었다. 이러한 결과를 통하여 기포제를 사용한 판넬은 표면층에 미세크기 이상의 공극을 다량 발생시킬 수 있으며, 수분의 유입이 용이하도록 내부구조를 개선할 수 있는 것으로 판단되다. 또한 상대적으로 거친 표면을 형성 함에 따라 이끼가 착근함에 있어 유리한 조건형성이 가능할 것으로 판단된다.
AC의 경우에는 OPC보다 pH 범위가 낮은 약 10~11에 수렴하는 결과가 나타났다. 이러한 결과를 통하여 판넬용 모재료로 OPC보다는 AC를 사용하는 것이 상대적으로 중성영역에 가깝기 때문에 생물의 성장환경에 미치는 생물학적 수용성에 유리한 측면이 있을 것으로 판단된다. SAP 첨가에 따른 각 배합의 pH 범위는 SAP의 첨가량에 관계없이 11 이하로 동등한 수준으로 나타났다.
이러한 결과를 통하여 판넬의 보습성을 향상시키기 위해서는 판넬 내부에 SAP 첨가를 통하여 보습성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단되며, 대기 중 수분 및 우천환경까지 고려할 경우 보습효과 향상을 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 판넬의 보습성 향상은 판넬에서 생장하는 이끼의 수분공급 측면에 있어서 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단되지만 SAP의 혼합량이 증가할 경우 압축강도와 내구성에서 문제가 발생하기 때문에 소요 성능을 만족하는 수준에서 적합한 SAP의 최적량은 0.5% 이하로 혼합하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
좌측은 추가수(eW)를 추가하지 않은 플로우 결과를 나타낸 것으로 SAP 사용량 증가에 따라 플로우가 약 20% 감소하였으며 혼합률 0.25% 증가에 따라 약 15∼30% 감소하는 경향이 나타났다.

후속연구

이러한 결과는 이끼가 공기필터와 같은 역할을 수행하여 흡착되기 때문에 대기 중 먼지 고정화가 가능하여 약 2배 빠른 결과가 나타난 것으로 판단되지만 실질적으로 미세먼지의 농도가 저감되는 것이 아니라 이끼에 흡착되어 공기 중 미세먼지 농도가 낮아지는 결과이다. 따라서 이끼 판넬의 역할은 대기 중 미세먼지를 빠르게 흡착 및 고정하여 대기 중 미세먼지 농도를 감소시키는데 효과가 있을 것으로 판단되며, 흡착된 미세먼지는 우천 시 지반으로 배출하는 원리로 건기 시 공기정화 역할을 다시 수행할 수 있어 최근 문제가 되고 있는 미세먼지 해결방안에 하나의 대안책으로 활용 가능할 것으로 판단된다.
이러한 결과를 통하여 기포제를 사용한 판넬은 표면층에 미세크기 이상의 공극을 다량 발생시킬 수 있으며, 수분의 유입이 용이하도록 내부구조를 개선할 수 있는 것으로 판단되다. 또한 상대적으로 거친 표면을 형성 함에 따라 이끼가 착근함에 있어 유리한 조건형성이 가능할 것으로 판단된다.
이러한 결과를 통하여 이끼 판넬을 넓은 면적의 녹화용 건설재료로 활용할 경우 이산화탄소 저감, 미세먼지 정화성의 효과가 있을 것으로 판단되며, 이끼의 활용으로 유지관리 비용을 크게 저감할 것으로 판단된다.
그러나 우측의 결과와 같이 eW를 추가하는 경우에는 목표 플로우를 달성할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통하여 판넬 자체의 보습성을 향상시키기 위하여 첨가되는 SAP는 초기 수분 노출 시 다량의 수분을 흡수하여 배합 시 단위수량 부족현상이 나타나 목표 플로우를 만족하기 어렵기 때문에 SAP의 단위수량 흡수량에 대하여 추가수를 공급하여야 할 것으로 판단된다.
따라서 SAP 효과에 의하여 최소 2일∼최대 8일 이상 함수 상태를 유지할 수 있는 것으로 판단된다. 이러한 결과를 통하여 판넬의 보습성을 향상시키기 위해서는 판넬 내부에 SAP 첨가를 통하여 보습성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단되며, 대기 중 수분 및 우천환경까지 고려할 경우 보습효과 향상을 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 판넬의 보습성 향상은 판넬에서 생장하는 이끼의 수분공급 측면에 있어서 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단되지만 SAP의 혼합량이 증가할 경우 압축강도와 내구성에서 문제가 발생하기 때문에 소요 성능을 만족하는 수준에서 적합한 SAP의 최적량은 0.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	대기오염 악화에 대한 방안으로는 무엇이 있는가?	또한 이러한 문제는 최근 미세먼지 문제가 심각하게 대두됨에 따라 풍로 감소에 따른 대기오염을 악화시키게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위한 한 가지 방안으로는 도심 지역의 녹지면적을 충분히 확보하여 CO2 감소에 의한 온난화 방지 및 산소량 증가에 따른 쾌적한 대기환경을 조성할 수 있으며, 콘크리트 외벽으로부터 반사되는 열을 흡수하여 도시의 열섬현상을 저감시키는 데 기여할 수 있다(Perini et al. 2011).
	이끼는 무엇인가?	이러한 문제를 해결하기 위한 대안으로 이끼를 활용할 수 있다. 선태류 식물종인 이끼(Moss)는 광범위한 오염 물질에 대해 내성과 저항성을 가지며 체내 수분 저장능력도 일반적인 관엽식물보다 높은 생물이다. 완전히 건조된 상태에서도 사멸하지 않으며 수분이 공급되면 다시 급속하게 광합성을 하여 생장을 지속하는 특징이 있다.
	열섬현상으로 나타나는 문제점은 무엇인가?	2011). 열섬현상은 온도가 높은 지역이 섬과 같은 형태를 띠게 되어 지역 내 풍로가 감소함에 따라 대기 오염 및 냉방 에너지 소모의 증가를 가져오며 체감온도의 상승으로 인하여 지역주민에게 심리적 불쾌감을 조성하게 된다(Kim et al. 2001).

참고문헌 (12)

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Chae, C.U., Suh, C.H. (1994). "An experimental study on the lightweight precast concrete panel development," Proceeding of the Architectural Institute of Korea, 14(1), 521-524 [in Korean].
Kim, T.H., Li, F.Q., Ahn, T.W., Choi, I.S., Oh, J.M. (2011). Research on improvement of water purification efficiency by concrete using bio film, Journal of Environmental Impact Assessment, 20(6), 815-821 [in Korean].
Perini, K., Ottele, M., Haas, E., Raiteri, R. (2011). Greening the building envelope, facade greening and living wall systems, Journal of Ecology, 1(1), 1-8.
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Choi, Y.W., Oh, S.R., Lee, J.H., Jeong, J.G. (2018a). An experimental study on the quality properties of foamed cement composite materials for biological panels applying post-foaming method, Journal of Korea Concrete Institute, 30(1), 15-22 [in Korean].

상세보기
Choi, Y.W., Oh, S.R., Kim, C.G., Lee, J.H. (2018b). A study on the fundamental quality of magnesia-phosphate-formed mortar composites using superabsorbent polymer for development of concrete for biological panel, Journal of Advances in Materials Science and Engineering, 2018, 1-8.
Lee, J.H. (2018). A Study on the Quality Properties of Biological Lightweight Panels by Magnesiaa Composites, Master's Thesis, Semyung University, Korea [in Korean].
Choi, Y.W., Oh, S.R., Kim, C.G., Nam, E.J., Joo, H.J., Hwang, E.S. (2018c). "An experimental study on the growth characteristics of moss for biological concrete panels," Proceeding of the Korean Recycled construction Resources Institute, 2, 124-126 [in Korean].
Choi, Y.W., Oh, S.R., Kim, C.G., Lee, J.H., Nam, E.J., Jeong, J.G. (2018d). "An experimental study on the bioreceptivity of magnesia-potassium phosphate composites using accelerated bryophyte test," Proceeding of the Korean Recycled construction Resources Institute, 1, 105-106 [in Korean].

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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