폐유리분말과 플라이애시를 사용한 경량 발포소재의 물리적 특성

송훈,신현욱,Song, Hun,Shin, Hyeon-Uk 한국건설순환자원학회 2015 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.3 No.4

건축용 단열재는 에너지 절약을 목적으로 적용되며 불연 및 내화성능이 요구되는 부위는 무기계 섬유를 주재료로 사용하는 미네랄울 및 글라스울 소재가 적용된다. 하지만 무기계 소재인 미네랄울이나 글라스울은 특성상 수분에 취약하여 뭉침 및 처짐 현상 등이 발생하여 단열효과가 떨어지며 유기계 소재인 폴리스티렌폼이나 우레탄폼 등은 화재에 취약하고 일산화탄소 발생에 의한 가스유해성 등으로 적용에 한계를 갖고 있다. 본 연구에서는 폐유리분말과 플라이애시를 사용하여 가볍고 열전도율이 낮은 무기계 경량 발포소재를 제조하고 물리적 특성을 분석하여 단열용 제품으로서의 가능성을 확인하고자 하였다. 연구결과 폐유리분말과 플라이애시를 사용한 경량 발포소재는 균일한 공극을 형성하며 발포하였고 경량이며 불연재료이므로 불연성능 요구되는 부위에 사용이 가능하다. Building insulation materials use for the purpose of energy saving. Insulation materials can be classified inorganic and organic insulation materials. Inorganic insulation is used for fire resistive performance parts and organic insulation is used for thermal performance parts. Meanwhile, organic insulation is due to toxic gas emission in fire. Inorganic insulation is too heavy and low thermal performance than organic materials. This study is focused on evaluation of the physical properties of inorganic foam material using industrial by-products such as waste glass powder and fly ash. From the test result, inorganic foam materials for the applicability of fire-resistance and insulation light-weight materials.

플라이애시와 폐유리분말을 사용한 외단열용 마감모르타르의 고온 특성

송훈,신현욱,Song, Hun,Shin, Hyeon Uk 한국자원리싸이클링학회 2019 資源 리싸이클링 Vol.28 No.6

Fly ash has different chemical composition depending on the type and quality of flaming coal. Fly ash is classified according to carbon content and particle size. Waste glass powder is manufactured by crushing glass. Exterior Insulation Finish System (EIFS) is generally applied by using poly-styrene foam which is economical and has excellent thermal insulation performance. However, poly-styrene foam has excellent insulation performance, but it is vulnerable to fire, which is becoming a serious problem. In this study, using a fly ash and waste glass powder to produce a finishing mortar at high temperatures. Also, High temperature strength and flame retardant properties were tested according to the cover thickness. From the test result, finishing mortar prepared using fly ash and waste glass powder is due to the improved heat resistance by alkali-activated bonding. However, since the strength decreases at high temperatures, it is necessary to select an appropriate mixing proportion.

재생원료(망간, 제강슬래그)를 활용한 기능성 세라믹 섬유 단열재 개발

송훈,임형미,박선민,고현석,김한봄,Song, Hun,Lim, Hyung-Mi,Park, Sun-Min,Ko, Hyun-Seok,Kim, Han-Bom 한국건설순환자원학회 2019 한국건설순환자원학회지 Vol.14 No.3

플라이애시를 활용한 알칼리 활성화 내화성 마감재의 내부구조 분석

송훈,추용식,이종규,Song, Hun,Chu, Yong-Sik,Lee, Jong-Kyu 한국건설순환자원학회 2012 한국건설순환자원학회지 Vol.7 No.4

This study involves investigating the correlation between variation of internal structure and heating temperature of alkali-activated fire protection materials using fly ash. Dehydration and micro crack thermal expansion occur in cement hydrates of cementitious materials heated by fire. Internal structure difference due to both the dehydration of cement hydrates and pore solution causes and influences changes in the properties of materials. Also, this study is concerned with change in microstructure and dehydration of the alkali-activated fire protection materials at high temperatures. The testing methods of alkali-activated fire protection materials in high temperature properties are make use of TG-DSC and mercury intrusion porosimetry measurements. The study results show that the alkali-activated fire resistant finishing material composed of potassium hydroxide, sodium silicate and fly ash has the high temperature thermal stability. These thermal stability is caused by the ceramic binding capacity induced by alkali activation reaction. 플라이애시의 주요 성분은 $SiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$로서 이들 세 성분이 전체의 80~90%를 차지한다. 최근 알칼리 자극제를 활용하여 플라이애시를 활성화하여 제조한 결합재에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 알칼리 활성화 반응에 의한 결합재는 시멘트 수화생성물인 C-S-H와 수산화칼슘을 형성하지 않으므로 $500^{\circ}C$이상에서도 현저한 강도저하 현상이 발생하지 않기 때문에 효율적인 내화성 마감재를 제조할 수 있다. 본 연구는 플라이애시를 활용하여 알칼리 활성화 결합재를 제조하고 고온에서의 내부구조 분석을 통하여 고온에서 안정한 재료임을 확인하고 내화성 마감재로의 적용에 대한 효용성을 확인할 수 있었다.

Self-Cleaning 실리케이트계 표면보호제를 적용한 콘크리트 표층부의 특성

송훈,이종규,추용식,Song, Hun,Lee, Jong-Kyu,Chu, Yong-Sik 한국건설순환자원학회 2013 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.1 No.3

콘크리트의 표면보호제은 표면으로부터 함침제를 함침시켜 표층부의 개질을 목적으로 사용하며 주로 Silane계 및 Silicate계 재료가 사용된다. 일반적으로 이용되는 Silicate는 Sodium과 Lithium silicate이며 탄산화한 부분의 알칼리 부여와 성능저하가 예상되는 콘크리트 부재의 구체 강화 등 성능회복을 목적으로 사용한다. 본 연구에서는 Self-Cleaning 실리케이트계 콘크리트 표면보호제로서 TEOS, $TiO_2$, Lithium silicate를 사용하여 노출 및 컬러 콘크리트 등의 고기능성이 요구되는 건축물에 적용이 가능한 Self-Cleaning 실리케이트계 콘크리트 표면보호제를 제조하였다. 또한 제조된 표면보호제의 건축물 적용을 위한 표면접촉각, 방오성능, 표면특성 및 조직관찰 등의 성능을 검토하였다. 실험결과 Self-Cleaning 실리케이트계 콘크리트 표면보호제를 적용한 시험체는 접촉각 $20^{\circ}$ 이하의 친수성을 보였고 기능성 부여가 가능하므로 표면보호제로서 사용이 가능하다. This study is interested in manufacturing the self-cleaning silicate concrete surface impregnant including tetra ethyl ortho silicate, lithium silicate for the repair of the exposed concrete surface and the color concrete requiring the advanced function in view of the concrete appearance. The concrete surface layer change and static contact angel was tested for the review of application. The result of this study shows that the effective silicate is tetra ethyl ortho silicate and lithium silicate. The adhesion in tension is satisfied with performance requirement of KS standard but the reinforcement of concrete substrate is slight. So, The self-cleaning silicate concrete impregnant of this study is more desirable for the improvement of durability rather than the reinforcement.

플라이애시와 유리 발포 경량골재를 사용한 내화 마감모르타르의 특성

송훈,Song, Hun 한국건설순환자원학회 2015 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.3 No.4

This study is investigating the fire resistant finishing materials composed of fly ash and glass forming light weight aggregate has the high temperature thermal stability. High temperatures such as a fire, cementitious materials beget dehydration and micro crack of cement matrix. From the test result, developed fire resistant finishing materials showed good stability in high temperatures. These high temperature stability is caused by the ceramic binding and low thermal conductivity of glass forming light weight aggregate. Also, alkali activation reaction of fly ash and meta kaolin not showing the decomposition of calcium hydrates. Thus, this result indicates that it is possible to fire resistant finishing light weight mortars. 화재에 대한 건축물의 내화성능 확보를 위해서는 온도가 상승하더라도 허용범위 이내로 제어하고 탈락이나 손상 등이 발생하지 않아야 한다. 이에 대한 대책으로 부재 외면에 내화모르타르로 마감을 하는 것이 가장 효율적인 방법이다. 내화 마감모르타르는 고온에서 강도변화가 작고 열적으로 안정하며 열전도율이 낮은 경량재료라면 효과적으로 성능발현이 가능할 것이다. 본 연구는 내화 마감모르타르 개발을 위한 연구로 비교적 내화성능이 우수한 플라이애시 및 메타카올린 기반의 알칼리 활성화 결합재와 펄라이트 및 유리 발포 경량골재의 고온 특성에 대해 검토하였다. 실험결과 열전도율이 낮고 고온에서 비교적 안정적인 특성을 발현하여 내화 마감모르타르로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

기술기사 3 - 독일 ELBE터널 지하도로 건설 사례

송훈,Song, Hun (사)한국토질및기초기술사회 2010 지반과 기술 Vol.7 No.3

1종 경량골재콘크리트의 함수율과 내화특성

송훈,Song, Hun 한국건설순환자원학회 2014 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.2 No.4

경량골재콘크리트는 구조물의 자중경감을 목적으로 경량골재를 적용하여 제조한 콘크리트로 구조물의 고층화 및 대형화에 효과적으로 대응할 수 있는 장점이 있다. 하지만 경량골재는 다공체이므로 화재와 같은 고온에 노출되는 경우 수증기압이나 열응력에 의해 골재 주변으로 응력이 집중될 가능성이 커 폭렬이 발생하기 쉽다. 본 연구는 구조용 경량골재를 사용한 1종 경량골재콘크리트의 함수율과 내화특성과의 관계를 검토코자 하며, 실험결과 압축강도와 함수율이 높은 경량골재콘크리트는 폭렬의 가능성이 높기 때문에 흡수율이 작은 골재의 사용이나 폭렬방지를 위한 대책이 필요하다. Structural light weight aggregate concrete are made with both coarse and fine light weight aggregates, but it is common with the high strength concrete to replace all or part with normal weight sand be called class 1 structural light weight aggregate concrete. Fire resistance of structural light weight aggregate concrete are determined by properties of high water content ratio and explosive spalling. Especially, structural light weight aggregate concrete is occurred serious fire performance deterioration by explosive spalling stem from thermal stress and water vapor pressure. This study is concerned with experimentally investigating fire resistance of class 1 structural light weight concrete. From the test result, class 1 structural light weight concrete is happened explosive spalling. The decrease of cross section caused by explosive spalling made sharp increasing gradient of inner temperature.

폐콘크리트 미분말을 사용한 저탄소형 시멘트의 조직 및 상분석

송훈,신현욱,이종규,추용식,박동천,Song, Hun,Shin, Hyeon-Uk,Lee, Jong-Kyu,Chu, Yong-Sik,Park, Dong-Chan 한국건설순환자원학회 2014 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.2 No.4

Although the cement industry serves as the cornerstone of the construction industry by supplying one of its fundamental materials, it confronts new environmental challenges due to the problem of the $CO_2$ generated from raw materials and fuel used in the cement manufacturing process. Also, concrete structures can be decomposed and reused as construction materials. Simply in terms of the cyclic processing of $CO_2$, recycling waste concrete to manufacture recycled aggregate or recycling waste concrete powder, which is the material for cement can be considered optimally environment-friendly practices. This study contributes to the aim of manufacturing high value added materials that exploits the chemical properties of the waste concrete powder. From the research results, waste concrete powder is feasible to use to produce low carbon type recycled cement. 시멘트산업은 건설산업에의 기초소재를 공급하는 중추이지만 시멘트 제조시 고온의 소성이 필요하고 소성시의 원료 및 연료로부터 발생하는 $CO_2$와 구조물 해체시 발생하는 건설폐기물은 새로운 환경문제로 대두되고 있다. 본 연구는 폐콘크리트 미분말의 리사이클을 통해 시멘트로서 활용하기 위한 것이다. 기존의 불활성 충전재로서의 활용에서 벗어나 화학적 특성을 기반으로 배합조건을 조절하여 클링커 및 시멘트를 제조하고 미세조직 및 상분석을 실시하여 저탄소형 시멘트 개발 가능성을 타진하고자 한다. 연구결과 폐콘크리트 미분말을 활용한 저탄소형 시멘트 제조가 가능하며 유효활용을 위한 방안이 마련되어야 한다.

자원순환의 관점에서 본 폐유리의 활용방안

송훈,Song, Hun 한국건설순환자원학회 2016 한국건설순환자원학회지 Vol.11 No.1