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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 권영호
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 동양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수18
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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양마(Kenaf)는 서부 아프리카 원산의 무궁화과(Malvaceae) 1년생 초본식물
로 고급 제지 및 친환경 벽지, 건축용 보드, 바이오 플라스틱, 자동차 프레임,
기능성 의류, 숯, 사료, 기름 흡착제, 버섯·식물재배용 배지, 축사 깔재, 바이오
에탄올 등의 생산을 위한 친환경 산업소재로 다양하게 사용되고 있다. 또한,
세계 3대 섬유작물의 하나로서 줄기에서 가공된 섬유는 표면이 거칠고, 인장
력 및 부식저항성이 우수하다. 또한, 생장이 빠르고, 이산화탄소 흡수량이 일
반 나무의 4.5배 이상으로 많을 뿐 아니라 자체무게의 대략 1.5배에 달하는 이
산화탄소를 흡수한다. 이 양은 현재까지 연구된 모든 식물들의 흡수량에서 가
장 높은 수준이며, 양마에서 추출한 섬유를 사용하면 시멘트를 생산하는 과정
에서 배출되는 이산화탄소의 많은 양을 상쇄시킬 것으로 보인다. 따라서, 콘크
리트 적용 시 높은 인장강도와 부착력에 의한 균열저감은 물론, 이산화탄소
저감에 매우 큰 효과를 기대하며, 섬유보강 콘크리트의 섬유 보강재로써 매우
우수한 재료가 될 가능성이 크다고 할 수 있으므로, 양마섬유를 섬유 보강재
로써 콘크리트 산업에 적용할 경우, 여러 가지 효과가 기대된다.
하지만, 천연섬유인 양마섬유를 섬유 보강재로써 콘크리트 적용성의 연구가
국내에서는 부족한 상태이므로, 이에 본 연구에서는 실험을 통해 양마섬유의
혼입량 선정, 이를 혼입한 콘크리트의 기초적 물성 및 성능을 실험적으로 검토하는데 그 목적을 두었다. 또한, 기존 섬유보강재와 비교함으로써 물성특성
및 적용성에 대한 기초적인 연구를 진행하였으며, 다음과 같은 결론을 얻을
수 있었다.
1) 양마섬유를 콘크리트 내에 혼입 시 섬유의 혼입량 증가에 따른 부착력으
로 인한 슬럼프의 저하와 콘크리트 매트릭스 내 미세공극으로 인한 공기량의
증가 경향이 있으나, 차이가 크지 않아서 슬럼프와 공기량에는 큰 문제가 없
을 것으로 판단된다. 또한, 양마의 혼입량과 섬유 종류에 따른 공기량의 영향
은 거의 없는 것으로 사료된다.
2) 소성수축 균열에 대한 평가로 양마섬유의 혼입량 증가에 따라 균열 억제
효과가 있으며, 0.6 kg/m3와 0.9 kg/m3는 유사한 결과를 보였다. 동일량 0.6
kg/m3으로 섬유 종류에 따라 상호간 비교하였을 때, 양마섬유의 균열 억제효
과가 큰 것으로 나타났다.
3) 섬유 종류에 따라 각각 동일량 0.6 kg/m3를 혼입 시 압축강도에는 큰 영
향이 없으며, 할렬인장강도 및 휨강도는 양마섬유를 혼입한 섬유보강 콘크리
트가 기존 다른 섬유들에 비해 우수한 결과를 나타내었다.
4) 길이변화시험을 통한 건조수축량은 섬유 종류에 관계없이 Plain 대비 수
축의 억제효과가 있는 것으로 나타났지만, 혼입량과 섬유 종류에 따른 건조
수축량 억제효과는 유사한 것으로 사료된다.
5) 양마섬유의 혼입량과 섬유 종류에 따른 탄산화 깊이의 실험결과, 섬유로
인한 미세공극의 차이와 콘크리트 매트릭스 내의 분포상태에 따른 미소한 차
이는 있었지만, 섬유 종류에 따른 탄산화 영향은 유사한 것으로 사료된다.
로 고급 제지 및 친환경 벽지, 건축용 보드, 바이오 플라스틱, 자동차 프레임,
기능성 의류, 숯, 사료, 기름 흡착제, 버섯·식물재배용 배지, 축사 깔재, 바이오
에탄올 등의 생산을 위한 친환경 산업소재로 다양하게 사용되고 있다. 또한,
세계 3대 섬유작물의 하나로서 줄기에서 가공된 섬유는 표면이 거칠고, 인장
력 및 부식저항성이 우수하다. 또한, 생장이 빠르고, 이산화탄소 흡수량이 일
반 나무의 4.5배 이상으로 많을 뿐 아니라 자체무게의 대략 1.5배에 달하는 이
산화탄소를 흡수한다. 이 양은 현재까지 연구된 모든 식물들의 흡수량에서 가
장 높은 수준이며, 양마에서 추출한 섬유를 사용하면 시멘트를 생산하는 과정
에서 배출되는 이산화탄소의 많은 양을 상쇄시킬 것으로 보인다. 따라서, 콘크
리트 적용 시 높은 인장강도와 부착력에 의한 균열저감은 물론, 이산화탄소
저감에 매우 큰 효과를 기대하며, 섬유보강 콘크리트의 섬유 보강재로써 매우
우수한 재료가 될 가능성이 크다고 할 수 있으므로, 양마섬유를 섬유 보강재
로써 콘크리트 산업에 적용할 경우, 여러 가지 효과가 기대된다.
하지만, 천연섬유인 양마섬유를 섬유 보강재로써 콘크리트 적용성의 연구가
국내에서는 부족한 상태이므로, 이에 본 연구에서는 실험을 통해 양마섬유의
혼입량 선정, 이를 혼입한 콘크리트의 기초적 물성 및 성능을 실험적으로 검토하는데 그 목적을 두었다. 또한, 기존 섬유보강재와 비교함으로써 물성특성
및 적용성에 대한 기초적인 연구를 진행하였으며, 다음과 같은 결론을 얻을
수 있었다.
1) 양마섬유를 콘크리트 내에 혼입 시 섬유의 혼입량 증가에 따른 부착력으
로 인한 슬럼프의 저하와 콘크리트 매트릭스 내 미세공극으로 인한 공기량의
증가 경향이 있으나, 차이가 크지 않아서 슬럼프와 공기량에는 큰 문제가 없
을 것으로 판단된다. 또한, 양마의 혼입량과 섬유 종류에 따른 공기량의 영향
은 거의 없는 것으로 사료된다.
2) 소성수축 균열에 대한 평가로 양마섬유의 혼입량 증가에 따라 균열 억제
효과가 있으며, 0.6 kg/m3와 0.9 kg/m3는 유사한 결과를 보였다. 동일량 0.6
kg/m3으로 섬유 종류에 따라 상호간 비교하였을 때, 양마섬유의 균열 억제효
과가 큰 것으로 나타났다.
3) 섬유 종류에 따라 각각 동일량 0.6 kg/m3를 혼입 시 압축강도에는 큰 영
향이 없으며, 할렬인장강도 및 휨강도는 양마섬유를 혼입한 섬유보강 콘크리
트가 기존 다른 섬유들에 비해 우수한 결과를 나타내었다.
4) 길이변화시험을 통한 건조수축량은 섬유 종류에 관계없이 Plain 대비 수
축의 억제효과가 있는 것으로 나타났지만, 혼입량과 섬유 종류에 따른 건조
수축량 억제효과는 유사한 것으로 사료된다.
5) 양마섬유의 혼입량과 섬유 종류에 따른 탄산화 깊이의 실험결과, 섬유로
인한 미세공극의 차이와 콘크리트 매트릭스 내의 분포상태에 따른 미소한 차
이는 있었지만, 섬유 종류에 따른 탄산화 영향은 유사한 것으로 사료된다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구배경 및 목적 11.2 기존 연구동향 31.3 연구범위 및 방법 4제 2 장 이론적 고찰 62.1 섬유보강 콘크리트 62.1.1 섬유보강 콘크리트의 개요 62.1.2 섬유보강 콘크리트의 특성 72.2 섬유보강재 92.2.1 섬유보강재의 분류 92.2.2 셀룰로오스 섬유 122.2.3 황마섬유 142.2.4 폴리프로필렌 섬유 162.2.5 나일론 섬유 182.3 양마섬유 202.3.1 양마섬유의 특성 202.3.2 양마섬유의 구조 및 콘크리트 적용 특성 20제 3 장 실험계획 및 방법 233.1 실험계획 233.2 사용재료 243.2.1 시멘트 243.2.2 골재 253.2.3 섬유보강재 253.3 실험방법 263.3.1 콘크리트 혼합 263.3.2 굳지 않은 콘크리트 273.3.3 경화 콘크리트 28제 4 장 실험결과 및 고찰 304.1 양마섬유 적정 혼입량 평가 304.1.1 슬럼프 304.1.2 공기량 314.1.3 소성수축균열 334.1.4 압축강도 354.1.5 할렬인장강도 374.1.6 휨강도 384.1.7 건조수축(길이변화시험) 394.1.8 탄산화시험 414.1.9 소결 424.2 섬유 종류에 따른 특성평가 444.2.1 슬럼프 444.2.2 공기량 454.2.3 소성수축균열 474.2.4 압축강도 504.2.5 할렬인장강도 514.2.6 휨강도 534.2.7 건조수축(길이변화시험) 544.2.8 탄산화시험 564.2.9 소결 57제 5 장 결론 59참고문헌 61Abstract 64감사의 글 67
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