환경문제와 에너지 절약 차원에서의 콘크리트 활용가능성

소개글

환경문제와 에너지 절약 차원에서의 콘크리트 활용가능성에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 序論
1. 특수콘크리트로써의 섬유보강콘크리트
2. 本論
3. 결론

본문내용

는 섬유부피와 더불어 제조방법에 의해서 결정된다. 적은 혼입률을 갖는 섬유 보강콘크리트는 일반적으로 제조방법을 쉽게 하기 위해서 습식하의 믹서에서 섬유의 첨가와 함께 배합비율과 첨가제들의 변화에 의해 만들어진다. 큰 혼입률을 갖는 섬유 보강콘크리트는 특별한 방법에 의해 제조된다. 예를 들면 유리섬유의 뿌림, 그리고 건조한 섬유의 주입, 충전 등 제조 방법에 의해 영향을 받는다. 섬유의 양을 증가시킬수록 섬유 보강콘크리트는 압축과 습식 배합에서 섬유 첨가로 인한 배합에 어려움의 증가를 준다.
일반적으로 자연 보강 재료들은 저렴한 가격과 에너지, 그리고 지엽적인 인적자원과 쉬운 기술로도 생산 가능하다. 이러한 섬유들은 적은 혼입률의 섬유 보강콘크리트를 만드는데 사용되었고, 또한 높은 혼입률의 얇은판을 만드는데 사용되었다. 가장 잘 알려진 천연섬유는 삼(Sisal), 코코넛, 사탕수수 줄기(Sugarcane Bagasse), 바나나, 야자등으로 섬유(Fabrics), 로푸(Ropes), 매트(Mats)등을 생산하는데 사용되었다.
(1)자연섬유의 종류
①가공되지 않은 자연섬유
가공되지 않은 자연 섬유는 많은 국가에서 어렵지 않게 많은 양을 얻을 수 있다. 생산에 있어서도 적은양의 에너지와 특별한 생산기술을 요구하지 않는다. 역사적으로 다른 섬유와 비교해 볼 때 건설분야에서의 자연섬유의 사용은 콘크리트 보강용으로 실제적으로 이루어졌는데 예를 보면 태양 건조에 의한 짚이나 말 머리카락을 이용하여 진흙 블록을 만들어 벽건축 등에 사용하였다. 1960년대 말에 자연섬유를 이용해서 만든 시멘트 복합재료의 공학적 성질에 대한 체계적인 연구가 이루어졌고 벽, 천정등의 얇은 판을 만드는데 성공적으로 사용되어 질 수 있다고 보여주었다. 적절한 생산 방법에 의해서 여러 국가에서 자연섬유 보강콘크리트의 상업적인 생산을 위해 개발되었고 적어도 40여개국에서 빌딩에서의 사용가능성과 그들의 공학적인 성질을 측정하였는데, 이들 제품은 포틀랜드 시멘트에 코코넛, 삼, 사탕수수 줄기, 대나무, 마, 식물 섬유등의 가공되지 않은 자연 섬유들을 보강재로 적용하였다. 결과들은 고무적이였으나 내구성에서의 시멘트 입자와 섬유의 부착, 그리고 습기하에서의 섬유의 팽창등의 문제점이 발견되었다.
섬유종류
섬유길이
(mm)
섬유직경
(mm)
비 중
탄성계수
(kg/cm)
절대인장
강도
(kg/cm)
파괴시
늘어남
(%)
물
흡수율
(%)
코코넛
삼(Sisal)
사탕수수 줄기
대나무(Bamboo)
주트(Jute)
아마(Flax)
코끼리풀(Elephant Grass)
물갈대(Water Reed)
질경이(Plantain)
삼(Musamba)
목질섬유(Kraft Pulp)
50-100
N/A
N/A
N/A
175-300
500
N/A
N/A
N/A
N/A
2.5-5
0.1016-0.4064
N/A
0.2032-0.4064
0.0508-0.4064
0.1016-0.2032
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
0.0254-0.0762
1.12-1.15
N/A
1.2-1.3
1.5
1.02-1.04
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
1.5
190000-260000
130000-260000
150000-190000
330000-400000
260000-320000
1000000
49000
52000
13800
9000
N/A
1200-2000
2750-5700
1800-2900
3500-5000
2500-3500
10000
1750
700
900
800
7000
10-25
3-5
N/A
N/A
1.5-1.9
1.8-2.2
3.6
1.2
5.9
9.7
N/A
130-180
60-70
70-75
40-45
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
50-75
<자연섬유의 특징> 참고:N/A=알 수 없는 성질 또는 적당하지 않는 것
② 가공된 자연섬유
가공된 자연섬유는 1960년대 중반 이후 처음으로 사용된 석면으로서 이를 이용하여 얇은판 섬유보강 시멘트를 상업적으로 생산하였다. 석면 대체용 목재펄프의 실험적 사용은 1차대전 이후로 거슬러 올라가며 실험적 사용의 이들 섬유들은 대규모의 상업용으로 생산되었다. 이중 노르웨이의 섬유 보강 시멘트 산업은 이 기간동안 상업용으로 목재펄프를 사용하여 목재섬유 보강시멘트판을 만들었는데 이는 전쟁에 의해 석면의 충분한 공급을 받지 못하였기 때문이다.
<나무의 구조>
(2)응용분야
삼 섬유보강 콘크리트는 지붕의 타일, 슬래이트 판, 파이프, 사일로, 물탱크등에 사용하였다. 코끼리 풀 섬유보강 모르타르 또한 시멘트 판등 낮은 가격의 건축 재료용으로 잠비아에서 사용하였다. 나무는 판 라이닝, 처마, 소핏, 그리고 음향이나 불을 차단할 수 있는 시멘트 복합체를 만드는데 사용되었다. 셀룰로우스 섬유보강 시멘트는 상업용으로 평면이나 슬
<셀룰로우스 전자현미경 사진>
래이트 판을 만드는데 사용되었고 불연, 단열, 차음 성능이 뛰어나 건축 내, 외장재, 비압력용파이프, 정원장식을 위한 시멘트 가공품 등에 사용되었다.
3. 결론
지금까지 알아본 섬유보강 콘크리트는 제 2차 콘크리트 제품을 형성하는데 그 내구성과 강도나 인성에 대하여 우수한 제품이라는 것을 알 수 있었다. 아직도 우리는 더욱 많은 연구를 해야 한다. 더욱 많은 가능성을 가진 재료가 많으므로 더욱 많은 실험을 통해 나은 제품을 만들어야 할 것이다
하지만 현재 개인적으로 탄소섬유에 대한 가능성을 점치고 있다. 탄소섬유는 앞에서 언급한 것과 같이 높은 강도를 가지고 있다. 특히 탄소는 콘크리트 분야 뿐 아니라 전도체로써도 그 가능성을 인정받고 있으므로 전기 콘크리트에 대한 부가적인 연구도 할 수 있을 것이다.
기존 콘크리트에 비하여 우수한 물성과 경제성을 확보할 수 있는 섬유보강 콘크리트는 외국에서는 현장에서 광범위하게 사용되고 있으나 국내의 경우 섬유보강콘크리트에 대한 인식이 미미하여 극히 제한적인 범위내에서 건설현장에서 응용되고 있는 실정이다. 연구자체도 매우 한정되어 있고 실제 현장에서 시공하는 업체도 그 기술을 전적으로 외국에 의존하는 실정이다. 앞으로는 이런 부분을 학교나 기업내 자체 연구를 통해서 해결해 나갔으면 하는 바램이다.

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