초록
본 논문에서는 폐수슬러지에서 제조된 재활용 이산화티탄($TiO_2$)을 혼입한 시멘트 모르타르의 NOx 저감 성능에 대해 고찰하였다. 일반적으로, 이산화티탄은 클러스터 형태로 입자가 붙어 있어, 시멘트의 응결과 경화 전에 타설체 하면에 침강하는 특징이 있다. 그 결과로 타설체의 상면과 하면에는 이산화티탄의 분포도가 서로 상당한 차이를 나타내고, 광촉매 효과도 하면에서 우수하게 나타난다. 건물이나 주택과 같은 건축구조물에서는 이를 해결하기 위해, 이산화티탄을 혼입한 프리캐스트 제품을 미리 제작 후, 조립 시에는 타설 시 상면과 하면을 뒤집어 거치하여 상대적으로 높은 이산화티탄 분포면을 대기에 노출시키는 방식을 사용한다. 그러나 콘크리트 도로포장과 같은 현장 타설의 경우, 상면과 하면을 뒤집어 거치할 수 없기 때문에 이산화티탄의 분산성은 중요하다. 이를 개선시키기 위한 본 논문의 결과로 실리카퓸, 고성능감수제, 증점제, 고로슬래그 등 전형적인 시멘트성 재료의 분산에 기여하는 재료는 이산화티탄 클러스터의 분산효과에 미미한 영향을 주었다. 급결제, 발포제, 작은 크기의 잔골재의 조합이 이산화티탄 클러스터의 분산성을 개선하였다. 분산성 개선에도 불구하고, 타설체 상면과 하면의 NOx 제거효율은 하면에 큰 효율을 지속적으로 나타내었고, 이는 표면에 분포하는 공극량에 따라 달라지는 것을 디지털 표면 이미지 분석을 통하여 확인하였다. 많은 공극분포를 갖는 표면은 상대적으로 매끄러운 표면에 비해 NO가스 흡착을 기본적으로 높이게 되고, 이를 기준으로 상대적인 NOx 제거효율이 높아지는 것으로 사료된다.
This paper explores the photocatalytic sensitivity of cement mortar incorporated with recycled $TiO_2$ from waste water sludge. Basically, $TiO_2$ cluster sank down slowly to the bottom of cement mortar specimen before setting and hardening process. This leads the mismatch of $TiO_2$ concentration on the top and the bottom faces of a specimen. This poorly dispersed $TiO_2$-cement mortar naturally exhibits poor NOx removal efficiency especially on the top of cementitious structure. In architectural engineering application such as building or housing structures, one can simply filp over from the bottom so that more $TiO_2$ concentrated surface can be placed outward into the air. However, in highway pavement case, this could not be applicable due to in-situ installation of concrete pavement. Hence, the dispersion of $TiO_2$ cluster inside the cementitous material is getting important issue onto road construction application. To elaborate this issue, according to our results, silica fume, high-ranged water reducer, viscosity agent, blast furnace slag were not enhanced much of dispersion characteristics of $TiO_2$ cluster. The combination of foaming agent and accelerator of hardening with viscosity agent and small grain size of fine aggregate may help the dispersion of $TiO_2$ inside cementitious materials. Even though the enhanced dispersion were applied to the specimen, NOx removal efficiency doest not change much for the top surface of the specimen. This concurrently affected by the presence of tiny air voids and the dispersion of $TiO_2$ in that these voids could easily adsorbed NOx gas with the aid of large surface area.
