Sol-gel법으로 이산화티탄(TiO_2)을 저온소성 도포시킨 경량골재콘크리트의 아세트알데히드(CH_3CHO) 제거 특성 (The CH_3CHO Removal Characteristics of Lightweight Aggregate Concrete with TiO_2 Spreaded by Low Temperature Firing using Sol-gel Method)

서지정보

· 발행기관 : 대한토목학회
· 수록지 정보 : 대한토목학회 논문집A / 31권 / 2호 / 129 ~ 136페이지
· 저자명 : 이승한, 여인동, 정용욱, 장석수

초록

최근 대기오염 물질을 제거하기 위하여 TiO_2 등의 광촉매 재료를 사용한 기능성콘크리트에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이들 연구에서 TiO_2의 흡착은 콘크리트에 직접 혼합하거나, 현탁액을 표면에 직접 도포하는 방법을 사용하고 있다. 이 중 콘크리트에 TiO_2를 직접 혼합하는 방법은 TiO_2의 사용량에 비하여 효능이 떨어져 표면에 직접 도포하는 방법이 많이 이용된다. TiO_2의 표면도포는 광촉매의 활성화와 접착성 증대를 위하여 400^oC이상의 고온 열처리를 실시하게 되며, 이는 콘크리트 수화생성물의 탈수·수축으로 내부균열을 발생시키는 원인이 되기도 한다. 이에 이 연구에서는 TiO2의 저온도포가 가능한 Sol-gel법으로 TiO_2를 제조하였으며 펄라이트 사용 경량골재콘크리트에 저온 고정화하여 TiO_2 도포 성능을 평가하였다. 또한 펄라이트 입경을 2.5~5.0 mm와 5.0 mm이상으로 구분하여 펄라이트 입경, TiO_2 혼입방법과 혼입률 및 시간경과에 따른 CH_3CHO 제거 특성을 검토하였다. 실험결과, Sol-gel법으로 제조한 TiO_2를 120oC에서 저온 도포할 때 XRF 정량분석에서 TiO_2 38%, SiO2 29%, CaO 18% 순으로 나타나 TiO_2 도포율은 높게 나타났다. 또한 펄라이트 입경 2.5~5.0 mm에서 TiO_2를 저온도포한 경량골재콘크리트의 CH_3CHO 제거 특성은 Sol-gel법으로 제조된 TiO)2를 7% 표면 도포하였을 경우 94%로 나타나 10%를 혼입할 때 72%에 비해 약 20%정도 높게 나타났다. 또한 펄라이트 입경 5.0 mm이상에서 TiO_2를 10%로 치환하여 혼합하였을 경우 CH_3CHO 제거율은 69%로 펄라이트 입경 2.5~5.0 mm에 대한 72%와 비슷하게 나타나 펄라이트 입경이 CH_3CHO 제거율에 미치는 영향은 크지 않았다. 시간 경과에 따른 CH_3CHO 제거 특성은 전 시험편의 10시간 평균 제거율이 20시간 전체 제거율의 84% 수준으로 나타나 반응 초기에 제거율이 높은 것으로 나타났다.

영어초록

Recently studies on functional concrete with a photocatalytic material such as TiO_2 have actively been carried out in order to remove air pollutants. The absorbtion of TiO_2 from those studies is applied by it being directly mixed into concrete or by suspension coated on the surface. When it comes to the effectiveness, the former process is less than that of the latter compared with the TiO_2 use. As a result, the direct coating of TiO_2 on materials' surface is more used for effectiveness. The Surface spread of it needs to have a more than 400?C heat treat done to stimulate the activation and adhesion of photocatalysis. Heat treat consequently leads hydration products in concrete to be dehydrated and shrunk and is the cause of cracking. The study produces TiO_2 used Sol-gel method which enables it to be coated with a low temperature treat, applies it to pearlite using Lightweight Aggregate Concrete fixed with a low temperature treat and evaluates the spread performance of it. In addition to this, the size of pearlite is divided into two types: One is 2.5 mm to 5.0 mm and the other is more than 5.0 mm for the benefit of finding out the removal characteristics of CH_3CHO whether they are affected by pearlite size, mixing method and ratio with TiO_2 and elapsed time. The result of this experiment shows that although TiO_2 produced by Sol-gel method is treated with 120 temperature, it maintains a high spread rate on the XRF(X ray Florescence) quantitative analysis which ranks TiO_2 38 percent, SiO2 29 percent and CaO 18 percent. In the size of perlite from 2.5 mm to 5.0 mm, the removal characteristic of CH_3CHO from a low temperature heated Lightweight concrete appears 20 percent higher when TiO_2 with Sol-gel method is spreaded on the 7 percent of surface. In other words, the removal rate is 94 percent compared with the 72 percent where TiO_2 is mixed in 10 percent surface. In more than 5.0 mm sized perlite, the removal rate of CH_3CHO, when TiO_2 is mixed with 10 percent, is 69 percent, which is similar with that of the previous case. It suggests that the size of pearlite has little effects on the removal rate of CH_3CHO. In terms of Elapsed time, the removal characteristic seems apparent at the early stage, where the average removal rate for the first 10 hours takes up 84 percent compared with that of 20 hours.

참고자료

· 없음