CO2 주입 콘크리트 2차 제품의 물성 및 내구 특성 평가 (Evaluation of the Physical and Durability Properties of CO2 Injected Secondary Concrete Products)

서지정보

· 발행기관 : 한국건설순환자원학회
· 수록지 정보 : 한국건설순환자원학회 논문집 / 13권 / 1호 / 16 ~ 22페이지
· 저자명 : 박금단, 서성관, 염우성

초록

본 연구에서는 탄소중립 실현을 위한 기초 데이터 연구로써 CO2 주입 콘크리트 2차 제품의 활용 가능성을 평가하기 위한연구를 수행하였다. 실험 대상은 석분과 순환골재를 혼합한 콘크리트 호안 블록과 옹벽 블록으로 설정하였으며, CO2 주입에따른 물성 및 내구성 특성 평가를 평가하기 위해 CO2 주입량, 혼합 과정, 양생 온도 등을 설정하여 실험체를 제작하였다.
시멘트 중량 대비 CO2 주입 비율(0.0 %, 0.3 %, 0.7 %)에 따라 물리적 강도, 흡수율, 촉진 탄산화 및 동결융해 후 강도 특성을분석하였다. 콘크리트 내부에 CaCO3 형성량을 분석하기 위해 열중량 분석(TG-DTA) 및 X-선 회절분석(XRD)을 진행하였으며, 실험 결과 CO2를 0.3 % 주입한 CC0.3의 실험체의 경우 CO2 주입이 압축강도와 탄산화 저항성 향상에 긍정적인 영향을미친 것으로 나타났다. 반면 CO2를 0.7 % 주입한 CC0.7 실험체의 경우 과도한 CaCO3의 형성으로 인하여 수화 반응이 방해되어 압축강도가 오히려 감소 됨을 확인하였다. 물성 및 내구성 향상을 고려하였을 때 CO2 주입 적정량은 시멘트 중량 대비0.3 %인 것으로 판단되나, CC0.7 실험체의 경우 CO2를 주입하지 않은 기준 실험체(CC0.0)와 유사한 성능 발현으로 콘크리트2차 제품으로써 활용 가능성이 있음을 보였으므로 향후 이를 바탕으로 실용화를 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

영어초록

The construction industry significantly contributes to global CO2 emissions, with cement clinker production accounting for 85 % of emissions during concrete manufacturing. This study explores the application of carbon capture and utilization (CCU) technology by injecting CO2 into secondary concrete products made with stone powder and recycled aggregates. Using Ordinary Portland Cement (OPC), stone powder, and recycled aggregates at a water-to-cement ratio of 0.3, CO2 was injected at 0.0 %, 0.3 %, and 0.7 %. The mechanical properties and durability, including compressive strength and carbonation resistance, were analyzed. A CO2 ratio of 0.3% improved strength and durability by forming calcium carbonate (CaCO3), while excessive CO2 (0.7 %) reduced performance due to hindered hydration but remained viable for use. This study demonstrates that CCU technology enhances concrete properties and supports carbon neutrality, highlighting its potential for sustainable secondary concrete applications.

참고자료

· 없음