The Thermal Conduction Property of Structural Concrete using Insulation Performance Improvement Materials

The part of a building with the biggest energy loss is the exterior and many studies are actively conducted to reduce the energy loss on that part. However, most studies consider the window frames and insulation materials, but many studies do not discuss the concrete that takes more than 70% of the exterior. In order to minimize the energy loss of buildings, it is necessary to enhance the concrete's insulation performance and studies need to be conducted on this. Therefore, this study used a micro foam cell admixture, calcined diatomite powder, and lightweight aggregates as a part of a study to develop a type of concrete with improved insulation performance that has twice higher thermal conductivity compared to concrete. It particularly secured the porosity inside concrete to lower thermal conductivity. As a result of the experiment, the slump and air capacity showed fair results, but all mixtures containing micro foaming agent showed 14.3~35.1% lower mass per unit of volume compared to regular concrete. Compressive strength decreased slightly due to the materials used to improve the insulating performance, but it all satisfied this study's target strength(24MPa). Thermal conductivity was up to twice higher than that of regular concrete.

단열성능향상 재료를 사용한 구조용 콘크리트의 열전도 특성

건물에서 에너지 손실이 가장 큰 부위는 외피로서, 이 부분의 에너지 손실을 감소하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으나 이는 대부분 창호 및 단열재를 사용한 연구이며 건물 외피의 70% 이상을 차지하고 있는 콘크리트에 대한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 건물의 에너지 손실을 최소화하기 위해서는 콘크리트 자체에서 단열성능을 확보할 수 있어야 하며 이에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 보통콘크리트보다 열전도율을 2배 이상 개선시킨 구조용 단열성능향상 콘크리트 개발 연구의 일환으로 마이크로기포제, 규조토 미분말, 경량골재를 사용하였으며, 콘크리트 내부공극을 다량확보하여 열전도율을 낮추고자 하였다. 실험결과, 슬럼프와 공기량은 양호한 결과를 나타내었으며, 단위용적질량에서는 마이크로기포제를 사용한 모든 배합에서 보통콘크리트보다 14.3~35.1 % 감소된 결과를 나타내었고 압축강도는 단열성능 향상 재료를 사용하여 다소 감소하는 경향을 나타내었으나 본 실험의 목표 강도(24MPa)를 모두 만족하였다. 또한 열전도율은 보통콘크리트 대비 최대 2배 이상 개선된 결과를 나타내었다.