재생 PET 섬유로 보강된 친환경 황토 콘크리트의 역학적 특성과 휨 거동 document_id A220517029107

최근 친환경 재료와 구조물에 대한 관심이 증대되면서 친환경 재료인 황토에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 황토는 건설 및 마감 재료로 사용된 전통적인 친환경 건설 재료 중의 하나이다. 황토는 높은 축열성, 습도 조절 능력, 자정력, 탈취 및 항균성능, 인체에 유익한 다량의 원적외선이 방사되는 점 등 건설 재료로서 많은 장점을 갖고 있다. 그러나, 황토는 낮은 강도특성과 건조수축 균열 특성 때문에 현대 건설에 사용되지 않고 있는 실정이다. 최근 연구자들의 연구결과에 따르면, 황토는 플라이 애쉬나 포졸란 같은 천연 포졸란 재료로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 황토와 슬래그, 재생 PET 섬유가 혼입된 콘크리트의 역학적 성질과 구조적인 휨 거동 실험을 수행하였다. 실험 결과 황토콘크리트의 압축강도와 탄성계수는 기준 시멘트 콘크리트 시편보다 상대적으로 낮게 평가되었으며, 철근 콘크리트 보의 휨 거동은 거의 유사하게 나타났다. 본 연구에서는 황토를 구조재료로 사용하기위한 성능 검증 연구로써 국내산 황토와 중국산 황토, 재생 PET 섬유를 사용한 콘크리트의 기초물성 실험과 RC 보 휨 성능을 수행하였으며, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 황토는 수산화칼슘을 생성하는 탄산칼슘의 함량이 시멘트에 비해 상대적으로 매우 적고, 잠재수경성을 갖기 때문에 수화과정에서 수산화칼슘의 생성이 그만큼 감소하여 콘크리트의 pH를 감소시키는 것으로 나타났다. 따라서, 시멘트를 사용한 보통 콘크리트보다 인체에 이로울 것으로 판단된다. 황토 콘크리트는 보통 콘크리트에 비해 낮은 압축강도와 탄성계수를 갖는 것으로 나타났다. 그러나, 보통 콘크리트와 황토 콘크리트의 압축강도 결과를 비교했을 때 전체적인 강도 감소량은 약 2~6% 정도로 매우 작아 황토를 구조재료로 사용하는 데에는 큰 문제가 없을 것으로 판단되며 시멘트 치환 재료로 충분히 활용 가능할 것으로 예상된다. 또한, 황토의 취성적인 성질은 재생 PET 섬유를 혼입함으로써 충분히 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 황토 RC 보의 전체적인 휨 거동과 파괴형상은 Control 시험체와 매우 유사한 것으로 나타났으며, 재생 PET 섬유를 혼입할 경우 섬유의 가교작용에 의해 휨 성능이 증가하는 것으로 나타나 취성적인 성질을 갖는 황토 콘크리트의 성질을 개선시킬 수 있을 것으로 보인다.