건설의 지속 가능성을 향상시키는 간단한 방법

Apr 20, 2023

일본, 도쿄 — 강도가 높고 생산이 간편하기 때문에 수 세기에 걸쳐 건물, 교량 및 기타 건축물에서 콘크리트를 사용해 왔습니다. 그럼에도 불구하고 전 세계 탄소 배출량의 약 8%가 시멘트 생산에서 발생합니다. 따라서 이러한 막대한 탄소 배출량을 최소화하기 위한 지속적인 노력이 진행되고 있습니다. 이러한 오염 감소 노력 중 일부는 콘크리트 폐기물을 재사용하는 데 중점을 두고 있습니다. 예를 들어, 일본의 연구자들은 최근 콘크리트를 재활용하는 간단한 수단으로 고압 압축을 개척했습니다. 그러나 이러한 제품을 최적으로 사용하려면 추가 개선이 필요합니다.

이제 최근 발표된 연구에서 도쿄 대학 산업 과학 연구소의 건설 및 건축 자재 연구원들은 이러한 압축 후 열처리에 의해 유발되는 압축 강도 및 미세 구조의 변화를 실험적으로 측정했습니다. 본 연구는 재활용 콘크리트의 특성을 향상시키고 건설산업의 지속가능성을 높이는 데 도움이 될 것입니다.

고압성형의 효용성을 높이기 위한 수단으로 열처리가 제안되어 왔다. 그러나 품질 저하부터 품질 향상까지 결과가 엇갈렸습니다. "우리는 이 논쟁에 명확성을 더하려고 노력했습니다"라고 수석 저자인 Ibrahim Mostazid 박사는 설명합니다. "일반적인 열처리 조건과 해당 미세 구조를 체계적으로 연구함으로써 우리는 결과 콘크리트 제품의 향상된 특성을 엄격하게 평가했습니다."

연구원들은 재활용 포틀랜드 시멘트 콘크리트와 철/강철 및 용광로 슬래그 첨가제의 혼합을 테스트했습니다. 그들은 세 가지 일반적인 압축 후 열처리를 테스트했습니다. 열처리는 모두 미세구조 재구성을 가져오며 결과적으로 특성이 향상되었습니다. 또한, 슬래그를 혼입함으로써 콘크리트의 밀도와 미세균질성이 향상되어 물성이 더욱 향상되었습니다. 예를 들어, 한 콘크리트 혼합물에서 압축 후 180°C에서 8시간 동안 오토클레이빙을 수행한 경우 오토클레이빙을 하지 않은 경우에 비해 압축 강도가 5배 이상 증가했습니다. 즉, 연구진은 콘크리트 재활용 결과를 향상시키는 에너지 효율적인 수단을 개발했습니다.

"다른 열처리는 콘크리트의 강도를 향상시켰지만 메커니즘은 달랐습니다."라고 Mostazid는 말합니다. "예를 들어, 콘크리트를 고압멸균하는 것은 우리가 간단한 열처리 후에 관찰한 것과는 다른 광물인 하이드로가넷 생산에 해당합니다."

미래에 연구자들은 이러한 데이터를 자체 콘크리트 재활용 프로그램(예: 증기 경화)의 결과와 비교할 수 있습니다. 그렇게 함으로써 재활용 콘크리트의 성능 테스트는 명확한 수치 및 미세 구조 기준점을 갖게 됩니다. 이러한 표준은 연구자들이 동일한 환경 지속 가능성 목표를 목표로 하는 다양한 절차를 평가하고 건설 산업의 탄소 배출량을 최소화하는 데 도움이 될 것입니다.

- 본 보도자료는 원래 도쿄대학 산업과학연구소 웹사이트에 게재된 것입니다.