Thermal Insulation and Flame Retardant Properties of Cement Based Super Light-weight Inorganic Thermal Insulation using 100㎛ Grade Glass Bubble

100㎛급 글라스 버블 혼입 시멘트계 초경량 무기 단열재의 단열 및 난연특성

Energy saving standard for buildings are strengthened, the application of exterior insulation finishing system and thickness of insulation materials are increasing. Most buildings with exterior insulation finishing system is applied organic insulating material. Organic insulating material have workability, economic feasibility, reduction in construction cost, and excellent thermal insulation performance. However, Organic insulating material is very vulnerable to heat, so when a fire occurs, rapid fire spread and toxic gas are generated, causing many casualties. Inorganic insulating material can be non-combustible performance, but it is heavy and has low thermal insulation performance. Mineral wool has higher thermal insulation performance than other types of inorganic insulating material, but mineral wool is disadvantageous to workability and vulnerable to moisture. Glass bubble are highly resistant to water and chemically stable substances. In addition, the density of the glass bubble is very low and the particles are spherical, fluidity is improved by the ball bearing effect. Glass bubbles can be used with cement-based ino rganic insulating material to impro ve the weight and thermal insulatio n perfo rmance o f cement-based inorganic insulation. This study produced a inorganic insulating materials were manufactured using cement-based materials and glass bubble. In order to evaluate the insulation performance and flame retardant performance of cement-based super light-weight inorganic insulating materials using with glass bubble, insulation performance or flame retardant and non-combustible performance were evaluated after manufacturing insulating materials using micro cement and two types of glass bubbles. From the test result, Increasing the mixing ratio of glass bubbles improved the insulation performance of cement-based super light-weight inorganic insulating materials, and when the mixing ratio of glass bubbles was 10%, it sho wed sufficient flame retardant and no n-co mbustible perfo rmance.

건축물의 에너지 절약기준이 강화되면서 외단열 공법의 적용과 단열재 두께가 증가하고 있다. 유기계 단열재는 시공성, 경제성 등 시공비용 절감 효과와 뛰어난 단열성능을 가지고 있다. 하지만, 유기계 단열재 특성상 열에 매우 취약하므로 화재 발생 시 급격한 화재확산과 유독가스 발생으로 심각한 피해가 발생한다. 무기계 단열재는 기본적으로 불연성능을 가지나 무겁고 유기계 단열재에 비해 단열성능이 떨어진다. 글라스 버블은 소다 라임 보로실리케이트 유리로 밀도가 매우 낮고, 내부가 비어 있는 구형의 입자로 볼베어링 효과로 유동성이 개선된다. 또한, 무기계 단열재에 혼입하여 사용할 경우 밀도와 단열성능이 개선된다. 본 연구는 시멘트계 재료와 글라스 버블을 혼합하여 무기 단열재를 제조하였고 단열, 난연 및 불연성능을 평가하였다. 연구 결과, 글라스 버블의 혼입률이 증가할수록 열린 기공을 형성하고 있으나, 기공 및 셀 벽에 분포됨에 따라 충분한 단열성능을 보인다. 또한, 글라스 버블의 혼입률은 10% 이하로 사용하는 것이 바람직하다.