[논문]합성 기포제 희석 농도에 따른 기포콘크리트의 특성

최지호; 신상철; 박효진; 김지호; 정지용; 김진만

[국내논문] 합성 기포제 희석 농도에 따른 기포콘크리트의 특성
Properties of Foamed Concrete According to Concentrations of Synthetic Type Foaming Agents 원문보기

최지호 (공주대학교 대학원) , 신상철 (공주대학교 대학원) , 박효진 (공주대학교 대학원) , 김지호 (공주대학교 대학원) , 정지용 (공주대학교 대학원) , 김진만 (공주대학교)

Pre-foaming that has been used in this study is using to control and guarantee quality, but the optimum mix proportion and regulation are not definite. Therefore, this study investigated properties of foamed concrete according to concentrations of foaming agent to improve usability of foamed concrete. Synthetic foaming agent such as AES(Alkyl Ether Sulfate) and AOS(Alpha Olefin Sulfonate) are used to make foam with 1, 3, and 5% concentrations. We found that the flow of foam concrete increases when foam concentration is high and AES is more flowable than AOS. Density and compressive strength increase when foam concentration is low.

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문제 정의

따라서 본 연구에서는 합성소재의 AES, AOS 기포제를 각각 1, 3, 5 % 의 농도로 물에 희석하여 제조된 기포콘크리트의 특성 변화를 분석하여 선발포 방식을 이용한 기포콘크리트 제품 개발에 필요한 기초자료를 제시하고자 한다.

제안 방법

표. 1은 실험계획을 나타낸 것으로 AES와 AOS에 대하여 기포제 농도를 1, 3, 5 %, 슬러리 용적대비 기포 비율을 30, 50, 70%로 제조한 기포콘크리트에 대하여 플로우와 밀도, 압축강도를 측정하였다. 기포제는 음이온계 합성소재의 계면활성제가 주성분인 AES와 AOS를 사용하였다.
기포제는 음이온계 합성소재의 계면활성제가 주성분인 AES와 AOS를 사용하였다. 기포 발생을 위해 사용된 기포제 수용액의 표면장력은 농도 1, 3, 5 %에 대해 각각 AES가 47, 47, 46 mN/m이고 AOS가 29, 29, 30 mN/m이며 양생은 슬러리의 안정화를 위해 전치양생 5시간, 핸들링 가능할 정도의 강도 확보를 위해 증기양생 5시간 후 180 ℃, 10 atm으로 5시간 동안 오토클레이브 양생하였다.

대상 데이터

1은 실험계획을 나타낸 것으로 AES와 AOS에 대하여 기포제 농도를 1, 3, 5 %, 슬러리 용적대비 기포 비율을 30, 50, 70%로 제조한 기포콘크리트에 대하여 플로우와 밀도, 압축강도를 측정하였다. 기포제는 음이온계 합성소재의 계면활성제가 주성분인 AES와 AOS를 사용하였다. 기포 발생을 위해 사용된 기포제 수용액의 표면장력은 농도 1, 3, 5 %에 대해 각각 AES가 47, 47, 46 mN/m이고 AOS가 29, 29, 30 mN/m이며 양생은 슬러리의 안정화를 위해 전치양생 5시간, 핸들링 가능할 정도의 강도 확보를 위해 증기양생 5시간 후 180 ℃, 10 atm으로 5시간 동안 오토클레이브 양생하였다.

성능/효과

1과 같다. 기포율 30 % 조건에서 AES는 농도 5 %일 때 245 mm로 가장 큰 값을 보였으며, AOS에서는 농도 1 %일 때 219 mm로 큰 값을 보였다. 기포율 증가에 따른 유동성은 감소하고 이는, 밀도에 의한 위치에너지 때문인 것으로 판단된다.
한편, AOS 농도 1, 3 %의 경우 기포율 70 %에서 50 %보다 다소 높은 값이 나타났다. 기포농도에 따른 유동성은 AES의 경우 농도가 클수록 증가되고, AOS의 경우 농도에 따른 영향은 없었다.
2, 3과 같다. 기포제 종류에 따른 슬러리밀도의 차이는 없었으나 절건밀도는 AES가 다소 높은 값이 나타났다. 이는 AOS로 제조된 기포가 상대적으로 불안정하여 양생 중 소포에 의한 체적 감소가 발생하였기 때문에 나타난 현상으로 판단된다.
4는 압축강도 측정 결과이다. AES는 기포율 30 %에서 농도 1, 3, 5 % 값이 12 MPa로 동일하였고, AOS는 1, 3 %에서 13 MPa로 나타났다. 기포율 70 %의 경우 농도 1 %에서 AES는 2 MPa, AOS는 1 MPa로 유사하게 나타났다.
기포율 70 %의 경우 농도 1 %에서 AES는 2 MPa, AOS는 1 MPa로 유사하게 나타났다. 한편, 기포율 50 %에서 기포율이 증가할수록 강도의 감소폭은 AOS가 컸으며, 기포농도가 낮을수록 압축강도는 높게 나타났다.
1) 플로우는 기포율이 증가할수록 감소하고, AES가 AOS보다 약간 높은 유동성을 보이고 있다.
2) 절건밀도는 AES가 AOS보다 높은 값이 나타났지만 압축강도는 AOS와 AES가 유사하다.
3) 기포 농도에 따른 플로우 변화는 거의 없으며, 기포농도가 증가할수록 밀도와 압축강도는 작다.

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