본 연구에서는 건축 부분에 적용할 수 있는 마감재에 단점을 보완한 유·무기 혼합형 단열재를 개발하기 위한 기초실험으로서 고로슬래그와 폐스티로폼, 섬유를 첨가한 경화체를 제작하고 그에 대한 특성을 평가하였다. 본 연구에서는 산업부산물 중 하나인 고로슬래그와 폐스티로폼, 강도증진 효과를 가지고 있는 섬유를 활용하여 치환율 및 첨가율에 따른 경화체의 기초물성 평가를 위해 실험을 진행하였다.

1. 고로슬래그의 치환율에 따른 경량기포콘크리트 경화체의 특성

고로슬래그의 치환율이 증가함에 따라 유동성은 증가하였다. 이는 고로슬래그의 고로슬래그 분말의 수화열 및 온도상승을 억제하는 특성을 가지고 있어 고로슬래그 치환율이 증가함에 따라 유동성은 점차 증가하는 것이라 판단된다. 고로슬래그의 치환율이 증가함에 따라 침하량은 점차 증가하였다. 고로슬래그가 수분을 흡수하는 성질을 가지고 있어 경화에 필요한 수분을 흡수하여 온전한 경화가 이루어지지 못해 침하량이 증가하는 것이라 판단된다. 고로슬래그의 치환율이 증가함에 따라 밀도는 감소하고 흡수율은 증가하였다. 고로슬래그가 조강시멘트에 비해 낮은 밀도를 가지고 있어 고로슬래그 치환율이 증가할수록 고로슬래그의 비중이 증가함에 따라 경화체의 질량이 감소하였다. 흡수율의 경우 고로슬래그가 조강시멘트에 비해 흡수성이 높아 치환율이 증가할수록 흡수율은 증가한다. 고로슬래그의 치환율이 증가함에 따라 열전도율은 점차 증가하였다. 고로슬래그의 치환율이 증가함에 따라 열전도율은 크게 증가하였으며, 그 이유는 고로슬래그가 시멘트에 비해 열전도율이 높아 고로슬래그가 치환됨에 따라 열전도율이 증가하는 것이라 판단된다. 고로슬래그의 치환율이 증가함에 따라 압축강도는 점차 증가하였다. 고로슬래그는 장기강도를 증가시키는 성질을 가지고 있어 고로슬래그의 치환율이 증가함에 따라 압축강도는 점차 증가하는 것이라 판단된다.

2. 섬유 첨가율에 따른 고로슬래그를 혼입한 경량기포콘크리트
경화체의 특성

섬유의 첨가율에 따른 고로슬래그를 혼입한 경량기포콘크리트 경화체의 특성을 검토하기 위한 실험을 진행하였으며, W/B는 35%로 고정하였으며, 섬유의 첨가율은 0, 1, 2, 3(%)로 총 4가지 수준으로 진행하였다. 섬유의 첨가율이 증가함에 따라 유동성은 감소하였다. 이는 섬유 수분을 흡수하는 특성을 가지고 있어 유동에 필요한 수분을 흡수하기 때문에 섬유의 첨가율이 증가함에 따라 유동성은 점차 감소하는 것이라 판단된다.
섬유의 첨가율이 증가함에 따라 침하량은 점차 감소하였다. 섬유가 인장력을 증가시키는 성질을 가지고 있어 첨가율이 증가함에 따라 인장력이 증가하여 침하가 감소하는 것이라 판단된다. 섬유의 첨가율이 증가함에 따라 밀도는 감소하고 흡수율은 증가하였다. 그 이유는 섬유가 고로슬래그와 시멘트에 비해 밀도가 낮아 첨가율이 증가함에 따라 밀도는 점차 감소하는 것이라 판단되며, 섬유가 수분을 흡수하는 성질이 있어 흡수율이 점차 증가하는 것이라 판단된다. 섬유의 첨가율이 증가함에 따라 열전도율은 점차 감소하였다. 그 이유는 섬유가 열을 흡수 및 차단하는 성질을 가지고 있어 첨가율이 증가함에 따라 기포콘크리트 내부에 차지하는 비중이 늘어나 열전도율이 점차 감소하는 것이라 판단된다. 섬유의 첨가율이 증가함에 따라 압축강도는 점차 증가하였다. 섬유를 첨가함에 따라 강도는 큰 폭으로 증가하는 것으로 나타났으며, 그 이유는 섬유 재료 자체 특성 중 하나인 강도 증진 효과에 의해 첨유가 첨가됨에 따라 강도는 점차 증가하는 것이라 판단된다.

본 연구는 화재에 취약한 유기단열재의 문제점과 값이 비싸며 중량품인 무기단열재의 문제점을 보완하기 위해 유·무기 혼합 단열재를 개발하기 위한 기초 실험으로서 산업부산물인 고로슬래그 및 폐스티로폼, 섬유를 사용하여 경량기포콘크리트 경화체를 제작하여 경화체의 특성에 대한 평가 목적으로 실험 진행하였다. 고로슬래그 치환율의 경우 소포율과 열전도율에 대한 실험 결과를 바탕으로 20%의 치환율이 최적의 치환율이라 판단하였으며, 이를 토대로 진행한 섬유 첨가율 실험에서 유동성 및 침하량을 고려할 경우 첨가율 2%가 최적의 첨가율이라 판단하였다. 본 연구의 향후 연구로서 강도에 대한 보완이 필요할 것이라 판단되며, 유동성 증진에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.