본 연구에서는 미세먼지 흡착 성능을 부여한 친환경 건축자재를 개발하기 위한 기초실험으로서 미세먼지 흡착형 경화체 제작 및 그에 대한 특성을 평가하였다. 본 연구에서는 흡착재료 중 야자 활성탄 및 대나무 활성탄의 치환율에 따른 경화체의 기초물성에 대한 평가를 위해 실험을 진행하였다.

1. 야자 활성탄의 치환율에 따른 시멘트 경화체의 특성

야자 활성탄의 치환율에 따른 시멘트 경화체의 특성을 검토하기 위한 실험을 진행하였다. W/B는 35%로 고정하였으며, 치환율은 0, 10, 20, 30, 40 (%)로 총 5가지 수준으로 실험을 진행하였다. 야자 활성탄의의 치환율이 증가함에 따라 유동성은 감소하였다. 이는 야자 활성탄이 수분 및 액체를 흡수하는 성질이 있어 유동에 필요한 수분을 흡수하여 유동성이 저하된 것이라 판단된다. 야자 활성탄의 치환율이 증가함에 따라 밀도는 감소하였고 흡수율은 증가하였다. 야자 활성탄의 밀도는 2.1g/㎤로 시멘트 보다 낮은 밀도를 가지고 있으며 수분 및 액체에 대한 높은 흡수율을 가지고 있다. 따라서 치환율이 증가함에 따라 경화체 내부에 다량의 공극이 발생하여 경화체의 밀도가 감소한 것이라 판단되며, 흡수율이 높은 야자 활성탄이 다량 치환됨에 따라 흡수율은 점차 증가하는 것이라 판단된다. 야자 활성탄의 치환율이 증가함에 따라 휨강도 및 압축강도는 점차 감소하는 경향을 보인다. 그 이유는 야자 활성탄이 수분을 흡수하는 성질에 의해 배합수를 흡수하여 경화에 필요한 수분이 부족해 충분한 경화가 이루어지지 않아 강도가 낮아지는 것이라 판단된다. 야자 활성탄의 치환율이 증가함에 따라 미세먼지 농도(PM 2.5)는 점차 감소하는 경향을 보인다. 챔버 내에 존재하는 미세먼지가 팬에서 생성되는 기류를 통해 순환하면서 입자가 이동에 따라 야자 활성탄 경화체에 접촉하면서 물리적 흡착을 통해 미세먼지를 흡착한 것이라 판단된다.

2. 대나무 활성탄의 치환율에 따른 시멘트 경화체의 특성

대나무 활성탄의 치환율에 따른 시멘트 경화체의 특성을 검토하기 위한 실험을 진행하였다. W/B는 35%로 고정하였으며, 치환율은 0, 10, 20, 30, 40 (%)로 총 5가지 수준으로 진행하였다. 실험 결과, 대나무 활성탄의 치환율이 증가함에 따라 유동성은 감소하였다. 대나무 활성탄은 수분 및 액체를 흡수하는 성질이 있어 유동에 필요한 수분을 흡수하여 유동성이 저하된 것이라 판단된다. 야자 활성탄과 비교할 경우 대나무 활성탄 보다 야자 활성탄을 치환할 경우 유동성 감소율이 작다. 대나무 활성탄의 치환율이 증가함에 따라 밀도는 감소하며 흡수율은 증가하였다. 대나무 활성탄의 밀도는 2.3g/㎤로 시멘트 보다 낮은 밀도를 가지고 있으며 수분 및 액체에 대한 높은 흡수율을 가지고 있다. 치환율이 증가함에 따라 밀도가 낮으며 흡수율이 높은 대나무 활성탄의 비중이 높아짐에 따라 밀도는 감소하며 흡수율은 증가하는 것이라 판단된다. 대나무 활성탄을 사용할 경우 야자 활성탄을 사용했을 때보다 밀도 및 흡수율의 증가율이 증가한다. 대나무 활성탄의 치환율이 증가함에 따라 휨강도 및 압축강도는 점차 감소하는 경향을 보인다. 그 이유는 대나무 활성탄이 야자 활성탄을 치환한 경화체의 휨강도 및 압축강도 실험과 같이 수분을 흡수하는 성질에 의해 배합수를 흡수하여 경화에 필요한 수분이 부족해 충분한 경화게 이루어지지 않아 강도가 낮아지는 것이라 판단된다. 대나무 활성탄을 치환한 경화체가 야자 활성탄을 치환한 경화체에 비해 강도 저하는 비교적 작았다. 대나무 활성탄의 치환율이 증가함에 따라 미세먼지 농도(PM 2.5)는 점차 감소하는 경향을 보인다. 야자 활성탄을 치환한 경화체의 미세먼지 농도시험과 같이 챔버 내에 존재하는 미세먼지가 팬에서 생성되는 기류를 통해 순환하면서 입자가 이동에 따라 대나무 활성탄을 치환한 경화체에 접촉하면서 물리적 흡착을 일으켜 미세먼지를 흡착한 것이라 판단된다. 대나무 활성탄을 치환한 경화체가 야자 활성탄을 치환한 경화체 보다 미세먼지 흡착성능을 뛰어난 것으로 판단된다.