황토 벽돌의 재료구성 및 공극률이 압축강도와 내수성에 미치는 영향 (Effect of Material Composition and Porosity on Compressive Strength and Water-resistance of Hwangtoh Bricks)

서지정보

· 발행기관 : 한국콘크리트학회
· 수록지 정보 : 콘크리트학회 논문집 / 31권 / 4호 / 347 ~ 355페이지
· 저자명 : 강성훈, 권양희, 황종국, 홍성걸

초록

현재 황토로 만들어진 많은 건자재는 체계적인 연구 및 기준 없이 수요와 공급의 원리에 의해 무질서하게 개발 및 판매되고 있다. 이 연구에서는 국산 황토 벽돌의 낮은 역학적 성능과 물에 대한 저항성을 실험적으로 확인하였고, 이것에 미치는 재료적 요인을 수은압입법, X선 형광법, X선 회절법, 열중량법과 같은 다양한 분석기법을 이용하여 규명하였다. 8개 제조사로부터 구매한 황토 벽돌 18종의 압축강도는 1.6~5.9 MPa 범위였으며, 평균은 3.8 MPa로 나타났다. 압축강도에 있어 벽돌 제조 시 가해지는 압력이 결정적 영향을 미쳤으며, 이는 공극률과 압축강도 간의 상관관계 분석을 통해 추론할 수 있었다. 또한, 물에 젖은 후 건조된 벽돌의 압축강도 실험에서 중요한 사실을 확인할 수 있었다. 전체 중 61 %의 제품에서 물 흡수로 인한 심각한 강도감소 현상이 발생하였으며, 특히 그 중 약 절반은 역학적 성능을 완전히 상실하였다. 반면, 전체 중 11 %의 제품은 물 흡수 후 오히려 강도가 큰 폭으로 증가하였다. 재료 분석을 통해, 물에 대한 저항력을 겸비한 제품과 물속에서 역학적 성능을 완전히 잃어버린 제품 간의 주요 차이점을 확인하였다. 전자의 경우, 석회에 의한 기경성 반응과 포틀랜드 시멘트에 의한 수경성 반응의 흔적이 발견되었지만, 후자의 경우 칼슘 및 황 성분이 거의 검출되지 않았다. 연구를 통해, 흙을 단순히 압밀시켜 제조된 벽돌 제품의 안전에 관한 잠재적 문제점들이 제기될 수 있었으며, 제시된 결과들은 향후 황토 관련 제품의 성능 및 품질기준 개발을 위해 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

영어초록

In this study, the mechanical and hydraulic properties of Hwangtoh bricks were experimentally investigated using material analysis techniques of mercury intrusion porosimetry, X-ray fluorescence, X-ray diffraction and thermogravimetry. Eighteen Hwangtoh bricks were purchased from eight different manufacturers in Korea. The compressive strength of the bricks ranged between 1.6 MPa and 5.9 MPa, and it was highly affected by the total porosity. One of the most important findings was obtained from the strength test of the bricks which had been used for absorbency test. Sixty-one percent of the total bricks showed severe strength degradation due to water absorption; in particular, about the half of them completely lost their mechanical performance. On the other hand, eleven percent of the total bricks showed a significant strength improvement after water absorption. Based on the material analysis results, the different hydraulic properties of the bricks could be explained. For water resistant bricks, the traces of carbonation reaction by lime and hydration reaction by Portland cement were found. For the other cases, almost no calcium and sulfur components were detected. These findings can be used to point out potential safety issues of the bricks manufactured by simply compacting clay or soil, and also to develop the performance or quality standards of Hwangtoh-based construction materials.

참고자료

· 없음