An Experimental Study on the Development of Lightweight Foamed Concrete as Sandwich Panel Core

샌드위치 패널 심재용 경량기포콘크리트 개발에 관한 실험적 연구

This was done by analyzing the sandwich panels that are now widely used in construction work. Sandwich panels are used for diverse purposes in construction work worldwide. In Korea, polystyrene panels that have organic materials as their core material are used. These panels are thus very vulnerable to fire, with risks of core melting, sheet deformation, and hazardous gases. Accordingly, sandwich panels' fire-resistant or non-flammable properties must be secured. To solve these problems, the optimal mixing proportion of lightweight foamed concrete for the sandwich panel core was determined. A new method of doing this was introduced that is completely different from the existing method, wherein a foaming agent is added to realize lightweight concrete. For lightweight concrete, the foaming mechanisms via diverse chemical reactions were identified, H$_2$O$_2$ was added for heating in the reaction, and the concrete foaming was maximized. Through diverse experiments to determine the optimal mixing proportion of lightweight foamed concrete and to examine the filling characteristic of lightweight foamed concrete for sandwich panel cores using waste materials, the physical and mechanical properties of lightweight foamed concrete were examined.

샌드위치 패널은 전세계적으로 건축공사 전반에 걸쳐 매우 다양한 용도로 활용되고 있다. 우리나라의 경우 유기재료를 심재로 사용한 폴리스틸렌 패널 등을 사용함에 따라 화재에 의한 심재의 용융이나 강판의 변형 등 화재에 매우 취약하고, 유독가스 발생 등에 따른 문제점이 부각되면서 난연또는 불연성능의 확보가 반드시 필요하다. 따라서 이러한 문제점을 해결하고자 샌드위치 패널 심재용 경량기포콘크리트의 최적배합을 도출하여 샌드위치 패널 심재에 적용하고자 한다.본 연구에서는 기포콘크리트를 샌드위치 패널 심재로 활용하기 위하여 기존의 기포방식인 기포제를 첨가하여 경량화 시키는 방식과는 전혀 다른 방식으로 콘크리트 초경량화를 위해 여러 가지 화학반응에 의한 기포 발생 유도 메커니즘을 규명하였다. 그 중 과산화수소($H_2O_2$)를 첨가하여 반응시 발열(發熱)을 유도하고, 콘크리트 기포발생 유도를 극대화시켜 초경량화를 이루기 위한 최적배합 도출 및 폐자재를 활용한 샌드위치 패널 심재용 경량기포콘크리트 충전성 검토, 소요강도 확보가능 여부 등의 다양한 실험을 통해 물리적 역학적 특성을 알아보고자 하였다.