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콘크리트의 탄산화 관점에서 CO<sub>2</sub> 배출량-흡수량 평가에 관한 연구
이상현,이성복,이한승,Lee, Sang-Hyun,Lee, Sung-Bok,Lee, Han-Seung 한국콘크리트학회 2009 콘크리트학회논문집 Vol.21 No.1
콘크리트는 생산과정에서 다량의 이산화탄소를 배출하는 시멘트를 사용하기 때문에 반친환경적 재료로 인식되고 있다. 하지만 콘크리트는 사용기간 중 탄산화 과정을 통하여 대기중의 이산화탄소를 흡수한다. 이에 본 연구에서는 기존문헌 고찰을 통하여 1) 콘크리트 내 탄산화 가능한 물질의 농도, 2) 탄산화된 콘크리트의 체적, 3) 이산화탄소 분자량을 이용, 탄산화를 통한 콘크리트의 이산화탄소 흡수량의 정량적 산출 방법을 제시하였다. 또한 콘크리트 생산에 사용되는 재료들의 이산화탄소 배출량 자료를 이용하여 단위 콘크리트 생산에 따른 이산화탄소 배출량을 정량적으로 산출하였다. 이러한 콘크리트의 이산화탄소 흡수량 및 배출량의 정량적 산출방법을 이용하여 실제 사용중인 아파트 건축물 1동을 대상으로 하여 콘크리트의 생산에 따른 배출량과 사용기간에 따른 이산화탄소 흡수량을 정량적으로 산출하여 이산화탄소의 배출량-흡수량 평가를 실시하였다. 그 결과 건축물을 40, 60, 80년 사용시, 사용된 콘크리트의 이산화탄소 배출량 대 흡수량의 비율이 3.65, 4.47, 5.18%로 나타났다. 본 연구는 콘크리트 생산 및 사용에 따른 이산화탄소 배출량-흡수량의 정량적 산정방법에 연구의 목적을 두었으며 이산화탄소 배출량-흡수량 평가 결과 구조물을 80년 사용할 시 약 5.18%로 그 값이 미비하였으나 시멘트의 혼화재 치환율 증가를 통한 배출량 저감과 탄산화 체적 증가를 통한 이산화탄소 흡수량 증가를 통해 배출량-흡수량을 향상시킬 수 있으며, 향후 콘크리트의 이산화탄소 배출량-흡수량 평가에 본 연구의 방법이 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다. A concrete is considered unfriendly-environmental material because it uses cement which emits much $CO_2$ during producing process. However, a concrete absorbs $CO_2$ through carbonation process during service life. In this paper how much concrete absorbs $CO_2$ through carbonation was calculated using 1) concentration of carbonatable substances in concrete, 2) carbonated volume of concrete, 3) molecular weight of $CO_2$ based on references and the method was proposed. $CO_2$ emission from producing $1m^3$ concrete was calculated based on $CO_2$ emission datum of materials used in concrete. From using these methods that calculate $CO_2$ emission and absorption of concrete, assessment of $CO_2$ emission-absorption against a real apartment was conducted by subtracting absorption $CO_2$ according to service life from $CO_2$ emission in the process of making concrete. As a result, a ratio of absorption over emission of $CO_2$ through concrete carbonation according to service life 40, 60, 80 years was assessed about 3.65, 4.47, 5.18%. An objective of this study is to propose how to calculate emission - absorption of $CO_2$ from producing and using concrete. Although the result value, emission - absorption of $CO_2$, is 5.18% very low when the service life of an apartment is 80years, the value can be improved by reducing emission from using blended cement such as blast furnace slag or increasing replacement ratio of cement and increasing carbonated volume of concrete from expanding service life of a building. This study may be useful when $CO_2$ emission - absorption of concrete is evaluated in the further study.
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철근 콘크리트 보에서 압축력을 받는 콘크리트의 파괴에 대한 역학적 모델
한국콘크리트학회 한국콘크리트학회 2004 콘크리트학회지 Vol.16 No.4
콘크리트 구조물에 대한 많은 기준들의 요건에 따르면, 휨을 받는 철큰 콘크리트(RC) 보의 압축부에서의 응력은 일반적으로 일축의 응력-변형을 관계를 이용하여 계산한다. 이와 같은 접근은 가끔씩 압축력을 받는 콘크리트에서 부서짐이 발성할 때 보의 구조적 거동을 재현하지 못할 수 있다. 결과적으로, RC 구조물의 지지력과 그들의 연성은 근사적으로 평가된다. 본 논문에서는 압축을 받고 있는 콘크리트의 postpeak 거동은 활동면을 이용하여 모델링되었다. 이 활동 면의 모멘트-곡률곡선에서 연화부분에 그 원인이 있다. 제안된 활동현상의 수학적 표현은 압축력을 받는 콘크리트(즉, 연화부분의 거동이 압축영역의 크기와 변형률구배(곡배)에 의존하는)에 있어서 특정한 응력-변형률 관계를 정의하는 것이 얼마나 어려운지를 보여주고 있다.
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