초록 ▼

□ 연구개요
건설 분야에서는 현재 콘크리트가 전 세계적으로 연간 100억 톤씩 생산되고 있으며, 콘크리트 배합을 위해 소비되는 물의 양은 연간 10억 톤에 해당된다. 앞으로 세계인구의 절반 이상이 마실 물 부족 현상을 겪게 될 것으로 예측되고 있는 가운데, 향후 건설 공사에 필수요소 중의 하나인 물 공급이 어려워질 수 있는 상황에 대한 관심이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구과제에서는 삼면이 바다로 둘러싸인 국내에서, 편리하고 경제적으로 접근할 수 있는 해수를 보통 콘크리트 대체 건설재료로 각광받고 있는 활성화 슬래그 및 플라

□ 연구개요
건설 분야에서는 현재 콘크리트가 전 세계적으로 연간 100억 톤씩 생산되고 있으며, 콘크리트 배합을 위해 소비되는 물의 양은 연간 10억 톤에 해당된다. 앞으로 세계인구의 절반 이상이 마실 물 부족 현상을 겪게 될 것으로 예측되고 있는 가운데, 향후 건설 공사에 필수요소 중의 하나인 물 공급이 어려워질 수 있는 상황에 대한 관심이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구과제에서는 삼면이 바다로 둘러싸인 국내에서, 편리하고 경제적으로 접근할 수 있는 해수를 보통 콘크리트 대체 건설재료로 각광받고 있는 활성화 슬래그 및 플라이애시 무시멘트 콘크리트에 적용가능성을 나노/미세구조 관점에서 규명하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
플라이애시 및 슬래그의 알칼리 활성화에 배합수로 해수를 사용할 경우, 슬래그 기반 알칼리 활성화 결합재가 플라이애시 기반 알칼리 활성화 결합재 보다 반응생성물을 통한 염화물 이온 흡수 능력이 상당히 효과적인 것으로 나타났다. 해수 혼합 슬래그 기반 무시멘트 결합재는 탈이온수(deionized water)를 사용한 경우와 비교하여, Cl-hydrocalumite, AlOCl 및 aluminum chloride hydrate과 같은 Cl-bearing phase 형성에 의해 전기비저항(electrical resistivity)이 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 해수 혼합 슬래그 기반 무시멘트 결합재는 탈이온수로 제작된 시험체와 비교하여 해수의 염분 농도와 관계없이 초기 강도는 낮았으나, 장기 강도는 높은 것으로 나타났다. 해수 혼합 슬래그 기반 무시멘트는 탈이온수로 제작된 시험체와 비교하여 대체적으로 총공극 및 평균 공극 크기가 감소하는 것으로 나타났으며, 이는 시험체의 강도 증가와 관련이 있는 것으로 나타났다. 해수 혼합 무시멘트 결합재 내의 조밀해진 미세구조는 해수 사용으로 인한 반응생성물과 관련이 있는 것으로 나타났으며, 이들은 Cl-hydrocalumite, Cl-hydrotalcite, AlOCl, aluminum chloride hydrate, CaCO₃ 및 calcium aluminum iron oxide carbonate hydroxide hydrate을 포함한다. 또한, CO₃-hydrocalumite 및 CO₃-hydrotalcite는 해수 사용으로 인해 CO₃^2-가 염화물 이온으로 치환되어 Cl-hydrocalumite 및 Cl-hydrotalcite으로 나타났으며, 이온 치환으로 공극 내에 방출된 CO₃^2-는 CaCO₃ 및 calcium aluminum iron oxide carbonate hydroxide hydrate 형성으로 이어졌다. 무시멘트 결합재에 해수가 배합수(mixing water)로 사용될 경우, 해수의 염화 이온에 의해 Cl-bearing phase들이 공극 내에 형성되고, 이러한 반응생성물들이 오히려 시험체 내의 공극을 감소시켜, 치밀한 내부 조직으로 인해 강도 증진 및 내구성 향상을 나타내었다.

□ 연구개발결과의 중요성
슬래그 및 플라이애시는 산업부산물로서 무시멘트 콘크리트에 사용함으로써 매립폐기시 발생하는 토양, 물, 공기 등의 오염에 대한 환경문제를 완화할 수 있으며, 또한 해수의 접근성이 매우 용이한 지리적 조건을 적용하여 건설 분야에 해수의 활용은 경제적 및 환경적인 이점을 가져다 줄 것으로 기대된다. 또한, 전 세계적으로 기후변화로 인한 환경적 문제 및 물 부족에 뜨거운 관심을 가지고 있는 시점에서 해수를 적용한 무시멘트 콘크리트 배합에 대한 표준과 기준의 정립으로 세계 건설재료 시장에서 표준선정에 유리한 위치를 선점할 수 있을 것으로 기대된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구개발의 목적 ... 4
• 1.2 연구개발의 필요성 ... 4
• 1.3 연구개발의 범위 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 2.1 이론적 및 실험적 접근방법 ... 6
• 2.2 연구내용 ... 7
• 2.3 연구결과 ... 9
• 3. 연구개발 결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 11
• 5. 연구성과 ... 12
• 끝페이지 ... 14