1. 기술개발목표
ㆍ 건축물 부재의 난연성능 강화
ㆍ 경량화, 단열성능 개선으로 주거환경 개선
ㆍ 국내산 골재수급의 대체방안 제안 및 활용범위 확대
ㆍ 국제 경량 칸막이 성능 강화
ㆍ 건설비용의 저감효과
2. 기술개발의 목적 및 중요성
ㆍ 국내에서 개발된 난연재는 폴리스티렌을 응용한 난연재 제품들로서 표면코팅처리 기술이 대부분을 차지하고 있어 근본적인 대체기술 마련이 시급한 실정이다.
ㆍ 또한, 고강도 콘크리트 구조물에서의 화재시 콘크리트 구조물에 물리적, 화학적 영향을 주어 파괴되는 폭열 현상을 방지하기 위한 학계의 노력도 이어지고 있는 실정이다.
ㆍ 점점 고층화, 대형화 되어가는 건축물로 인해 재난피해 즉 인명피해, 재산피해, 건물 리모델링 등의 필요성이 대두됨으로 관련기술의 개발이 요구된다.
ㆍ 바텀애쉬(Bottom Ash) 재활용에 대한 실질적인 기술적 문제가 해결되지 않은 상태에서 대규모 재활용이 원활하게 이루어지지 않고 있으므로 이에 대한 해결방안이 필요하다.
ㆍ 바텀애쉬(Bottom Ash) 재활용에 대한 일반적인 인식이 낮은 상황에서 체계적이고 과학적인 자료의 축적 및 연구 자료가 부족한 실정이므로 관련 실용화 관련 기술에 대한 자료의 확충이 필요한 실정이다.
3. 기술개발의 내용 및 범위
ㆍ Bottom Ash + 폐 EPS 경량골재 제조기술의 개발
ㆍ 부위별 Bottom Ash + 폐 EPS 경량골재 제조기술 개발
ㆍ 건축용 패널의 다양한 성능조건 만족
4. 기술개발 결과
ㆍ 순수 국내 기술로 폐기물과 시멘트페이스트 원료를 습식혼합, 로터리 믹서에서 소성하지 않고 가공하여 인공경량골재를 제조한 후 기본 물성을 평가하였는데, 제조된 Coating Bottom Ash 인공경량골재의 절건 비중은 1.99~2.08, 흡수율은 4~5%이었으며, Coating EPS 인공경량골재의 절건 비중은 0.93%, 흡수율은 8.3%이었다. 이는 코팅전보다 흡수율은 약50~60% 감소하였고, 비중은 다소 증가한 값을 나타내었다.
ㆍ 이렇게 제조된 Coating Bottom Ash 인공경량골재를 사용하여 경량콘크리트 패널에 적용하여 단위중량, 길이변화율, 압축강도, 플로우, 난연 특성 등을 고찰하였다.
ㆍ Coating Bottom Ash 경량콘크리트 패널의 압축강도는 210kg/㎠, 단위중량 1.68t/㎥이였으며, Coating EPS 경량콘크리트 패널의 압축강도는 74kg/㎠, 단위중량 1.23t/㎥ 값을 보였다. 따라서 난연성이 요구되는 건축물의 내외부 벽체는 Coating Bottom Ash 경량콘크리트 패널이 적합할 것이며, 비 내력벽의 칸막이 벽체 또는 2차 건자재용으로는 Coating EPS 경량콘크리트 패널이 적합할 것이라 판단된다.
ㆍ 상기 값은 일반콘크리트 패널의 단위중량 2.17t/㎥에 비해 약 30% 단위중량 값이 감소하는 결과 값으로서 건물의 장스팬화, 경량화, 고층화 되고 있는 현 건설시장의 추세에 매우 적합한 소재라고 판단되며, 패널의 성형성 문제에서는 플로우 값이 일반콘크리트에 비해 약 2cm 높아 패널의 제조에도 매우 우수할 것이라 판단된다. 또한 패널의 압축강도 결과 값도 일반콘크리트 패널의 235kg/㎠에 근접한 값을 보여 내구성 확보 및 부재의 장수명화가 충분히 가능할 것이라 사료된다.
ㆍ 이상의 연구결과 난연성 경량콘크리트 패널의 제조는 사용된 소재의 재활용화, 인공경량 골재의 제조공정 간소화 및 무소성으로 인한 제조비용 절감, 일반 콘크리트 패널에 근접한 내구성 확보, 패널 자체의 경량화 등의 목적을 달성할 수 있어 향후 구조물의 벽체 및 콘크리트 2차 제품까지도 활용이 가능할 것으로 생각된다.
5. 기대효과
ㆍ 폐기물 처리 및 환경개선 사업에 일조
ㆍ 난연성능이 향상된 소재관련 산업의 활성화에 기여
ㆍ 신소재 개발로 인한 공기단축 및 공사비 절감 등 가격경쟁력 제고
ㆍ 코팅 골재를 투입한 경량콘크리트 패널 제조의 설계(안)