DOI QR코드

DOI QR Code

Properties of Bubble According to Types and Concentrations of Concrete Foaming Agent

콘크리트용 기포제 종류 및 농도에 따른 기포의 특성

  • Kim, Jin-Man (Dept. of Architecture, Kongju National University) ;
  • Kwak, Eun-Gu (Dept. of Architecture, Kongju National University) ;
  • Oh, Kwang-Chin (Korea Infrastructure Safety and Technology Corporation) ;
  • Kang, Cheol (Korea Infrastructure Safety and Technology Corporation)
  • 김진만 (공주대학교 건축학부) ;
  • 곽은구 (공주대학교 건축학부) ;
  • 오광진 (한국시설안전공단 시설안전연구소) ;
  • 강철 (한국시설안전공단 시설안전연구소)
  • Received : 2010.08.17
  • Accepted : 2011.01.14
  • Published : 2011.04.30

Abstract

Bubbles within the foamed concrete manufactured by pre-foaming method is the main factor which affects the physical properties of foamed concrete such as density, strength, and porosity. Although many researches on foamed concrete have been continuously carried out, insufficient number of researches on the properties related to bubbles in the foamed concrete has been performed except for chemical application related researches. In order to make an optimal foamed concrete, study on the bubble properties must be pursued. In order to effectively implement bubbles in the manufacturing of foamed concrete, the bubble properties must be estimated. In this study, in order to determine the bubble properties, examination of the bubble properties according to types and foaming agent concentration was performed. An foaming agent used for this test were anionic surfactant, rosin, and protein system with the foaming agent concentration range of 0.05~13%. Test parameters considered in the study were foaming rate, foam volume, drainage solution volume, and bubble size. The study results showed that, regardless of foaming agent type, higher concentration of foaming agent showed an increase in the foaming rate. Also, the results showed that concentration of foaming agent affected bubble size, drainage solution volume change, and bubble distributions. With respect to the stability of the bubble, protein foaming agent was better than anion surfactant or rosin foaming agent. With respect to the bubble shape, anion surfactant and rosin formed bubbles had polygon shape where as protein formed bubbles had spherical shape.

선발포 방식을 통해 제조되는 기포 콘크리트에서 기포는 밀도, 강도, 공극 등의 물리적 특성에 영향을 끼치는 주요인이다. 기포 콘크리트에 대한 연구가 꾸준하게 진행되었지만, 기포 자체의 특성에 관한 연구는 화학적인 분야를 제외하고는 거의 없는 실정이다. 그러므로 용도에 적합한 기포 콘크리트를 제조하기 위해서는 기포의 성상에 대한 연구가 필수적으로 선행되어야 한다. 기포 콘크리트의 제조에서 기포를 유효하게 이용하기 위해서는 기포의 특성을 평가해야만 한다. 이 연구에서는 기포의 특성을 알아보기 위해 기포제 종류 및 농도 변화에 따른 기포의 특성에 관한 검토를 수행하였다. 기포의 특성을 알아보기 위해 사용한 기포제는 계면활성제계, 수지비누계, 단백질계 기포제를 사용하였고 기포제의 농도는 기포제 종류에 따라 0.05~13% 범위로 설정하였다. 측정 항목은 발포율, 기포 용적, 수용액 용적, 기포 크기 및 분포를 측정하였다. 분석 결과, 기포제 종류와는 상관없이 기포제 농도가 높을수록 발포율은 증가하는 것으로 나타났고, 기포제 농도는 기포, 수용액 용적 변화, 기포 크기 분포에도 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 기포의 안정성 측면에서 단백질계가 계면활성제, 수지비누계 보다 높은 안정성을 나타냈다. 기포의 형상에서는 계면활성제계, 수지 비누계는 다각형의 기포를, 단백질계는 구형의 기포를 형성하였다.

Keywords

References

  1. 笠井芳夫, 小林正, (改訂版)セメント.コンクリ一ト用 混和材料, 技術書院, 1993, 446 pp.
  2. 곽은구, 강기웅, 강철, 권기주, 김진만, “기포 콘크리트용 기포의 특성에 관한 기초 연구,” 한국콘크리트학회 봄 학술대회 논문집, 16권, 1호, 2004, pp. 681-683.
  3. 산업자원부, 비정제석탄회를 이용한 소음저감재 개발, 2005, pp. 215-220.
  4. 남기대, 계면활성제(I)-기계적 특성, 수서원, 1991, 220 pp.
  5. 박재구, 임정렬, “계면활성제 수용액의 기포력 및 포말 안정도에 관한 실험적 연구,” 한국자원공학회지, 32권, 1995, pp. 230-236.
  6. Rosen, M. J., Surfactants and Interfacial Phenomena, John Willey & Son, 1978, 206 pp.
  7. 남기대, 계면활성제(I)-기계적 특성, 수서원, 1991, pp. 214-222.
  8. 범우기술지, 계면활성제의 기포성과 포 안정성, 43호, 1993, pp. 1-9.
  9. Brown, A. G., Thuman, William, C., and Mcbain,, J. W., “The Surface Viscosity of Detergent Solutions as a Factor in Foam Stability,” Journal of Colloid Science, Vol. 8, I. 5, 1953, pp. 491-507. https://doi.org/10.1016/0095-8522(53)90055-5
  10. 笠井芳夫, 小林正, (改訂版)セメント.コンクリ一ト用 混和材料, 技術書院, 1993, 447 pp.
  11. 이근형, “계면활성제의 기초 작용(III), 기포의 발생과 소포에 관하여,” 정밀화학심포지엄, 한국공업화학회, 1992, pp. 87-103.
  12. 국윤환, 콜로이드와 계면활성제, 대광서림, 1997, 118 pp.
  13. Farm, Richard J., Chemistry and Technology of Surfactants, Blackwell Publishing, 2006, pp. 77-78.
  14. 범우기술지, 계면활성제의 기포성, 43호, 1992, pp. 1-6.
  15. 조헌영, 김진만, 권기주, 오창섭, “다공성 규산칼슘 경화체 제조기술과 응용,” 콘크리트학회지, 17권, 2호, 2005, pp. 48-55.

Cited by

  1. Influence of Foaming Agents on the Properties of Foamed Concretes Having Various Densities vol.12, pp.1, 2012, https://doi.org/10.5345/JKIBC.2012.12.1.022
  2. A Physical Properties of Lightweight Foamed Concrete According to Lightweight Aggregate Types and Foaming agent Types vol.28, pp.4, 2016, https://doi.org/10.4334/JKCI.2016.28.4.435