본 연구는 2세대 바이오매스인 목질계 바이오매스 발전 시 발생하는 산업부산물인 바이오매스 플라이애시를 건설 재료로써 활용하기 위한 연구의 일환으로, 보통 포틀랜드 시멘트 및 고로슬래그 미분말을 기반으로 바이오매스 플라이애시를 혼화재 개념으로 활용하여 이에 대한 특성을 검토하고자 하였다. 다음과 같이 요약할 수 있다.
SeriesⅠ에서는 보통 포틀랜드 시멘트 기반 바이오매스 플라이애시의 치환율에 따른 특성을 알아보기 위한 실험을 진행하였다. 결합재로는 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 선행실험을 토대로 W/B는 40%로 고정하였고, 바이오매스 플라이애시의 치환율은 0, 5, 10, 15, 20(%) 총 5가지 수준으로 실험을 진행하였다. 보통 포틀랜드 시멘트 기반 바이오매스 플라이애시의 치환율에 따른 유동성 및 공기량 시험결과 바이오매스 플라이애시가 배합수를 흡수하여 소비하는 특성이 있어 치환율이 증가함에 따라 페이스트의 점성유지로 인해 유동성 및 공기량은 감소하는 경향을 나타내었다. 밀도 및 흡수율 시험의 결과로 바이오매스 플라이애시의 치환율이 증가함에 따라 밀도는 감소하고, 흡수율은 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 이는 바이오매스 플라이애시의 치환율이 증가할수록 시멘트의 수화에 필요한 배합수를 바이오매스 플라이애시가 흡수하여 시멘트의 밀도가 저하되고, 밀도 저하에 따라 흡수율은 증가 된 것으로 판단된다. 휨강도 및 압축강도 시험의 결과로 바이오매스 플라이애시의 치환율이 증가함에 따라 휨강도 및 압축강도는 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 바이오매스 플라이애시가 배합수를 소비하여 시멘트의 수화에 필요한 배합수가 부족하여 강도가 저하되는 것으로 판단된다.
SeriesⅡ에서는 고로슬래그 미분말 기반 바이오매스 플라이애시의 치환율에 따른 특성을 알아보기 위한 실험을 진행하였다. 결합재로는 3종 고로슬래그 미분말을 사용하였으며, 알칼리 자극제로 NaOH를 3% 사용하였으며, 선행실험을 토대로 W/B는 40%로 고정하였다. 바이오매스 플라이애시의 치환율은 0, 5, 10, 15, 20(%) 총 5가지 수준으로 실험을 진행하였다. 유동성 및 공기량 시험결과 바이오매스 플라이애시가 배합수를 흡수하여 소비하는 특성이 있어 치환율이 증가함에 따라 페이스트의 점성유지로 인해 유동성 및 공기량은 감소하는 경향을 나타내었다. 밀도 및 흡수율 시험의 결과로 바이오매스 플라이애시의 치환율이 증가함에 따라 밀도는 감소하고, 흡수율은 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 이는 바이오매스 플라이애시의 치환율이 증가할수록 고로슬래그 미분말의 수화에 필요한 배합수를 바이오매스 플라이애시가 흡수하여 경화체의 밀도가 저하되고, 밀도의 저하에 따라 흡수율은 증가 된 것으로 판단된다. 휨강도 및 압축강도 시험의 결과로 바이오매스 플라이애시의 치환율이 증가함에 따라 휨강도 및 압축강도는 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 바이오매스 플라이애시가 배합수를 소비하여 고로슬래그 미분말의 수화에 필요한 배합수 부족으로 인하여 강도가 저하되는 것으로 판단된다.
종합적인 실험결과, 바이오매스 플라이애시의 치환율이 증가함에 따라 유동성, 공기량, 밀도, 휨강도, 압축강도 등은 감소하는 경향을 나타내었으며, 흡수율은 증가하는 경향을 나타내었다. 바이오매스 플라이애시의 사용으로 강도가 크게 저하되는 부분을 고려하였을 때, 구조체에 적용은 불가하다고 판단된다. 그러나 혼소방식의 바이오매스 플라이애시 및 일반 플라이애시와 혼합한 바이오매스 플라이애시에 대한 추가적인 실험을 진행한다면, 바이오매스 플라이애시의 건설재료로서의 활용 가능할 것으로 기대된다.