An Experimental Study on the Mechanical Properties of Porous Concrete Using Coal Ash and Polymer

석탄재 및 고분자화합물을 이용한 포러스콘크리트의 역학적 특성에 관한 실험적 연구

Immense quantities of coal combustion by-products are produced every year, and only a small fraction of them are currently utilized. Therefore, this study investigated and analyzed the applications of porous concrete for the efficient utilization of bottom ash. This study examines on application of polymer to improve strength properties of porous concrete using coal-ash. As the results, when the mixing ratio of bottom ash increases, void ratio and coefficient of permeability of porous concrete increases, but its strength decreases. Also, as the mixing ratio of polymer increases, its void ratio and coefficient of permeability decreases. When specific amount of polymer is mixed, we can find its strength properties are improved.

화력발전소에서 연간 600만톤 이상 발생되고 있는 석탄재는 크게 플라이애시(FA), 신더애시(CA), 바텀애시(BA)로 분류되며, 그 중 플라이애시는 시멘트 원료나 혼화재 등으로 대부분 재활용되고 있고, 이에 대한 연구 또한 활발히 이루어지고 있다. 하지만 석탄재 발생량의 $10{\sim}15$%정도 차지하는 바텀애시는 대부분 단순 매립처리 되고 있어 자연환경보전, 매립지의 부족문제 해소 등을 고려했을 때 이에 대한 활용방안이 시급한 실정이다. 한편, 심각해져가는 환경문제를 해결하기 위한 일환으로 투수, 투기, 식생 및 수질정화 등의 기능을 보유한 포러스콘크리트의 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 산업폐기물인 바텀애시의 유효재활용과 포러스콘크리트의 성능향상을 위하여 석탄재 및 고분자혼합물을 혼입한 포러스콘크리트의 역학적 성능을 검토하였다. 실험결과, 포러스콘크리트의 공극률 및 투수계수는 바텀애시의 혼합비율이 증가함에 따라 증가하였지만, 폴리머의 혼입에 따라서는 감소하였다. 강도특성은 바텀애시 골재의 혼입률이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었지만, 일정량의 폴리머를 혼입하였을 때 강도가 향상되는 것으로 나타나, 석탄재를 포러스콘크리트에 활용한 2차제품 및 포장재료 등에 적용하기 위한 강도향상 재료로서 폴리머의 사용가능성을 확인하였다.