[논문]증기양생이 불필요한 프리캐스트 콘크리트의 연간 CO2 저감량 및 경제성 평가

성명진; 민태범; 이한승

증기양생이 불필요한 프리캐스트 콘크리트의 연간 CO2 저감량 및 경제성 평가
The study on annual evaluation of CO2 and general economic for precast concrete without steam curing 원문보기

성명진 (한양대학교 건축공학과) , 민태범 (한양대학교 건축환경공학과) , 이한승 (한양대학교 건축공학과)

Nowadays, Precast Concrete is adopted on most of construction, because of shortening construction period and good quality. In precast concrete, steam curing is necessary for getting proper strength, but it causes much CO2 and economc. Therefore, on this study, by using type III cement and hardening accelerator, early compressive strength was shown 13MPa for 6hr. From the result, removal form could be shorten. Furthermore, annual CO2 was reduced as much as 24% and also annual cost was decreased as much as 12%.

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문제 정의

이에 따라 기존의 연구에서는 증기양생을 생략시키는 조기강도 발현에 관한 연구는 활발히 진행되었지만 그로 인한 CO₂ 및 경제성 효과에 관한 연구는 미비하였다. 따라서 본 연구에서는 조강시멘트 및 촉진제를 혼입하여 10시간의 증기양생 시간을 감소시키고 6시간 만에 12MPa 이상 발현시킴에 따라 조기에 몰드를 탈형하고 증기양생 생략 시의 CO₂ 저감 및 경제성 효과를 분석하고자 한다.
본 연구에서는 CO₂ 배출계수 및 단위가격을 단위재료량에 곱하여 1년간 CO₂ 배출량 및 경제성 평가를 실시하였다. 본 연구에서는 PC 제품 생산 시 사용되는 재료에 대하여 국가 LCI 데이터서비스 정보망을 이용하여 CO₂를 평가하였으며 대한건설협회 거래가격의 단위가격을 바탕으로 경제성을 평가하였다.
배출량 및 경제성 평가를 실시하였다. 본 연구에서는 PC 제품 생산 시 사용되는 재료에 대하여 국가 LCI 데이터서비스 정보망을 이용하여 CO₂를 평가하였으며 대한건설협회 거래가격의 단위가격을 바탕으로 경제성을 평가하였다.
본 연구에서는 기존문헌을 활용하여 PC 공정의 특징을 파악하고 증기양생을 실시하는 현 PC 제품 중 가장 많이 출시되는 보-0.6x0.6x7m 의 1일 1싸이클 공정을 분석하였다. 본 제품을 생산하기 위하여 탈형부터 몰드청소, 몰드조립, 박리제 도포, 철근투입, 콘크리트 타설, 마감, 증기양생까지의 9가지 공종을 거치게 되며 총 13시간 15분 및 11명의 인원이 소요되었다.

제안 방법

다음 표 1은 증기양생을 실시하는 기존 PC 콘크리트의 배합표이고 표 2는 증기양생을 생략할 배합표이다. 6시간에 12MPa의 압축강도발현을 위하여 C₃S 함유량이 많은 조강시멘트 및 경화촉진제를 사용하였으며 혼화제로써 PCE 혼화제를 사용하였다. 배합시험은 KS F 2403에 의하여 실시하였으며 측정재령은 4시간, 6시간, 8시간, 12시간으로 실시하였다.
국가 LCI 데이터 정보망 서비스를 이용하여 연간 CO₂ 및 경제성 평가를 실시하였다. 표 6의 경우 경화촉진제 및 조강시멘트를 사용하여 증기양생을 생략한 결과 CO₂ 배출량이 표 5 증기양생 실시한 배합과 비교하여 34060.
6시간에 12MPa의 압축강도발현을 위하여 C₃S 함유량이 많은 조강시멘트 및 경화촉진제를 사용하였으며 혼화제로써 PCE 혼화제를 사용하였다. 배합시험은 KS F 2403에 의하여 실시하였으며 측정재령은 4시간, 6시간, 8시간, 12시간으로 실시하였다.
6x7m 의 1일 1싸이클 공정을 분석하였다. 본 제품을 생산하기 위하여 탈형부터 몰드청소, 몰드조립, 박리제 도포, 철근투입, 콘크리트 타설, 마감, 증기양생까지의 9가지 공종을 거치게 되며 총 13시간 15분 및 11명의 인원이 소요되었다. 이 중 증기양생에 있어서 기건양생구간 2시간, 온도상승구간 2시간, 온도정치구간 4시간, 온도하강구간 2시간 등 총 10시간의 시간이 소요됨을 파악할 수 있었다.

이론/모형

압축강도 시험은 KS F 2405에 따라 실시하였다. 그림 1은 조강시멘트 및 경화촉진제를 혼입한 콘크리트의 재령별 압축강도를 측정한 그림이다.

성능/효과

본 제품을 생산하기 위하여 탈형부터 몰드청소, 몰드조립, 박리제 도포, 철근투입, 콘크리트 타설, 마감, 증기양생까지의 9가지 공종을 거치게 되며 총 13시간 15분 및 11명의 인원이 소요되었다. 이 중 증기양생에 있어서 기건양생구간 2시간, 온도상승구간 2시간, 온도정치구간 4시간, 온도하강구간 2시간 등 총 10시간의 시간이 소요됨을 파악할 수 있었다.
재령에 따라 압축강도가 점점 증진함을 알 수 있으며 이는 재령이 경과함에 따라 수화반응 촉진으로 인하여 생성되는 C-S-Hgel 의 양이 증가되는 것으로 판단된다. 이에 따라 6시간만에 탈형강도인 13MPa가 확보됨에 따라 조기탈형이 용이함을 알 수 있었으며 10시간의 증기양생이 없이도 6~7시간만의 양생만으로 충분히 제품생산을 할 수 있음을 나타내었고 전체 공정시간 또한 축소시킬 수 있음을 알 수 있었다.
조강시멘트 및 경화촉진제를 혼입하여 PC부재의 증기양생을 생략한 결과 6시간 만에 13MPa가 확보됨에 따라 조기탈형이 가능해졌다. 이에 따라 연간 CO₂배출량이 약 24% 감소하였으며, 비용 또한 약 12% 줄어들어 경제성 효과가 나타났다.
조강시멘트 및 경화촉진제를 혼입하여 PC부재의 증기양생을 생략한 결과 6시간 만에 13MPa가 확보됨에 따라 조기탈형이 가능해졌다. 이에 따라 연간 CO₂배출량이 약 24% 감소하였으며, 비용 또한 약 12% 줄어들어 경제성 효과가 나타났다.

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